航空电子产品通用测试设备架构研究

张旭洲 李林

摘要：随着航空电子产业的飞速发展，各种航空电子产品层出不穷，航空电子企业所需的各种专用测试设备也越来越多，但是专用测试设备不可避免其开发周期长、研制成本高、可替换性差、利用率低等问题，该文旨在探索一种针对某一类产品的通用化测试设备的设计架构，从而实现缩短开发周期、节约研制成本、增强可替换性、提升设备利用率的目标。

关键词：航空电子产品；通用；测试设备

中图分类号：TP302 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）09-0269-02

Abstract： With the rapid development of avionics industry，a variety of avionics products emerge in an endless stream，and more special test equipment are need by avionics enterprises. It is unavoidable that special test equipment has such problems as long development cycle， high development cost， poor replaceability and low utilization rate.The purpose of this paper is to explore a design framework of general test equipment for a certain kind of product.So as to shorten the development cost，enhance the replaceability and improve the utilization rate of equipment.

Key words：avionics products； general； test equipment

1 概述

随着航空技术的迅速发展，系统结构日益复杂，航空电子设备向数字化、综合化、自动化、智能化的方向快速发展[1]，飞机的电子信息化程度越来越高，各种航空电子产品层出不穷，可以说解开一架现代飞机的蒙皮，就会发现下面分布着密密麻麻的电线和各种电子部件[2]。這些机载电子产品在出厂前均需要进行完善的测试，由于机载电子产品复杂度高，测试过程需要借助全自动化的高精度测试设备，航空电子企业通常需要相应的专用测试设备，随着航空电子产品型号的增多，相应的也就需要越来越多的专用测试设备，但是专用测试设备不可避免其开发周期长、研制成本高、可替换性差、利用率低等问题，本文旨在探索一种通用化的航空电子产品测试设备设计方法，从而实现缩短开发周期、节约研制成本、增强可替换性、提升设备利用率的目标。

1.1机载电子产品测试设备现状

航空电子企业面对多元化的市场需求，旨在为用户提供更好的服务，多采用定制化的开发模式，即根据不同的用户要求，定制研发相应的航空电子产品，例如针对不同的飞机，开发了若干型号的刹车控制器，由于这些刹车控制器的型号不同，企业又开发了与各型号刹车控制器相应的专用测试设备，这样的情况带来了以下问题：

1）开发周期长：每次新研制一个刹车控制器相应的专用测试设备需要较长的开发周期，无法满足刹车控制器研发初期对测试设备的需求；

2）研制成本高：由于专用测试设备需求数量较小，通常仅需要1套或2套，其研制成本无法均摊至批产过程，造成新研专用测试设备成本较高；

3）可替换性差：这些不同型号的专用测试设备，虽然都是用于不同型号的刹车控制器的测试，但是由于其电气接口的差异，无法相互替换，当某台测试设备故障时，其他型号的测试设备也无法替换使用，给企业的科研生产带来不便， 在一些紧急情况下，专用测试设备故障，已经成为提高装备完好率和飞机出勤率的主要瓶颈之一[3]；

4）利用率不高：根据航空电子企业的特点，并非所有型号的产品均能够大量生产，如果企业一年内仅仅生产几台某型号的刹车控制器，那么其相应的专用测试设备的使用次数也就屈指可数，其他大部分时间都处于闲置状态，利用率极低。

1.2专用测试设备特点分析

针对同类航空电子产品，分析其专用测试设备的特点，可发现以下几点：

1）信号类型相似：同类航空电子产品的测试设备，通常具有相似的信号类型；

2）测试方法相似：同类航空电子产品的测试设备，通常可采用相同的测试方法；

3）连接器不同：同类航空电子产品的测试设备，其电气接口相似，但连接器的型号不同；

4）存在特殊信号：同类航空电子产品的测试设备，时常存在个别的特殊信号，这也是造成其通用性差的原因之一。

2通用测试设备设计研究

2.1 通用测试设备架构

企业可制定通用测试设备，要求系统设置时要达到兼容性的标准[4]，其中规定测试设备的通用物理架构和电气设计架构。例如企业针对同类航空电子产品，规定其物理形式采用标准机柜，机柜中各部分通用组件均采用标准物理尺寸，便于集成和更换。

在电气架构方面，可根据该类航空电子产品的电气接口特点，总结出最常用的信号接口类型及数量，并将其设置为标准通用接口组件，开发“通用硬件组件”及“通用可配置驱动软件组件”。如图1所示。

2.2通用测试设备组成

在前文提出的通用测试设备的框架下，其组成可以分为通用部分和专用部分，可以看出其中通用部分均采用标准通用接口，无论软件还是硬件均以“搭积木”的方式进行集成，只需要重新开发其中极少部分的特殊专用接口。

软件方面也是如此，大部分通用接口的驱动软件都是可以直接重复使用的，只需开发专用接口的驱动软件以及专用测试调度软件即可。

2.3通用测试设备架构优势

在这样的架构下开发测试设备，对航空电子企业而言，具有如下优势：

1）开发周期短：大部分通用接口的软硬件均是可重用的单元，开发过程中仅需重新设计个别的专用接口部分；

2）研制成本低：软硬件的可重用性以及更短的研制周期，节约了研制成本；

3）可替换性好：不同型号的专用测试设备，其通用接口部分可以进行替换；

4）利用率高：可根据生产任务的特点，仅仅更换专用部分，就可将一个型号的测试设备重组为另一个型号的测试设备，提高了其硬件的利用率。

3结束语

航空电子企业按照一定的规划和格局制定企业测试设备研制标准，开发通用化的测试设备，可有效地缩短研制周期、节约研制成本、增强可替换性、提升设备利用率。

参考文献：

[1] 任代蓉，蒋成，胡学海.基于虚拟仪器技术的航空测试设备的设计及校准[J].测控技术，2011， 30（11）：25-28.

[2] 牛文生. 机载计算机技术[M]. 北京： 航空工业出版社， 2013.

[3] 石山.飞机机电BIT技术[M].北京：国防工业出版社，2010.

[4] 郑培松.航空专用测试设备计量管理现状与模式探讨[J].中国计量，2015（8）：43-44.

【通联编辑：谢媛媛】