测试性建模技术在某型装备上应用的意义

邱志刚 李广友

摘 要：本论文以某型装备液压助力系统为研究对象，提出一种基于功率流图模型的液压助力系统测试性建模与分析方法。解决现有基于模型的测试性设计方法存在的故障模式描述不规范，故障传播路径分析主要依靠经验，故障与被测参数、测试与被测参数间的关系较难建立、模型与实际系统偏差较大等导致测试性分析效率低、分析结果与实际偏差较大、应用范围受限等问题。通过以行星转向机操纵液压助力装置和主离合器操纵液压助力装置为代表的机液操纵系统测试性建模技术，为复杂装备机液系统传感器优化配置、测试性增长以及故障检测与隔离提供新技术、新方法。

关键词：液压助力系统；功率流图；测试性设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.198

1 前言

某型装备液压助力系统在进一步增强装备的机动性和长久的战斗力、改善驾驶员的作业条件方面起到了很大的作用，使得操作更为灵便轻巧、高效灵活，但这也使其技术和构造越来越繁杂，因此对液压助力系统进行准确而可靠的测试与诊断越来越重要。将测试性要求纳入到液压助力系统检测过程中，在降低测试成本的同时，提高液压助力系统性能监测和故障检测的效率，大大减少了维修所需时间、增强了液压助力系统的可使用性。

2 我国测试性的发展概述

测试性是指装备能及时、准确地确定其状态（可工作、不可工作或性能下降），并隔离其内部故障的一种设计特性。装备“五性”主要内容之一就是测试性，旨在实现装备测试与诊断能力的优生和优育的总体化，是从根本上提高装备测试与诊断水平的技术途径。

我国测试性建模技术的研究发展情况：

在测试性技术发展的初期，由于技术和认识上的限制，在设计过程中重视功能、轻视测试和诊断，仅仅把测试性当做改善系统设计的一种方法，通常在系统设计结束或后期加以测试性的增补或修改，很少在设计的整个过程中考虑系统设计、维护和保障等一些相关要求，使测试性设计经常达不到理想中的效果，设计返工率和虚警率偏高，因此对系统保障和维护的支持能力有限，容易使研究者对其失去信心。

1990年以后，人们提出了并行工程的概念和并广泛应用，人们开始从综合诊断的视角，以并行工程的角度对测试性设计进行重新审视，逐步认识到测试性设计本质上是系统并行工程和系统设计的一个重要构成元素。测试性设计应突破产品传统串行开发模式堵在设计、制造和维护之间的“高墙”，让设计-制造-维护一体化的策略得到实现，这样才能完全解决“故障”带来的麻烦。

在我国测试性设计技术的研究从80年代后期开始被重视。目前，只有部分装备局部进行了测试性设计工作。而对于大多数装备而言，测试性设计还远没有成为普遍的设计准则。可以想象，如果这些装备将来走向战场，测试性差、难以维修保障的问题将成为制约其效能发挥的重要因素。

面向并行工程的测试性设计技术为改善这一状况开辟了新途径，它使我们不必重蹈国外在装备维修保障上的覆辙，而直接在一定高度的技术起点上切实改善装备的测试性和维护保障能力，并具备下面几点显著优点：

一是显著降低装备全系统全寿命周期的费用；二是由于在产品设计阶段就认真考虑了产品的可测试性问题，使装备地面外部测试和内置测试做到合理分工和有机结合，可大大提高排除故障的能力和效率，缩短装备再次投入战斗或训练的准备时间；三是测试设备硬件和软件做到通用化、垂直化、标准化，确保装备研制过程测试与各级使用维护诊断测试手段和信息的一致化；四是改变维修体制，减少了保障费用。

3 测试性建模技术在某型装备上应用的意义

液压助力系统是某型装备操纵系统的重要组成部分，决定着装备机动性能好坏，故障诊断和性能检测是其技术保障的核心。当前装备液压助力系统以液力机械综合传动为主，虽然主离合器、行星转向机操纵液压助力装置的助力性能满足了我军作战使用要求，但其在可靠性、维修性、测试性程度等方面还存在诸多问题，究其原因是多方面的，但分析手段和方法的过时无疑是一个重要因素。 且出现报警后主要通过修理人员参照故障原因列表人为分析查找故障原因，带来的直接后果是：效率低、故障检测与隔离不精确、维修费用高、测试与诊断时间长，造成维修保障资源的浪费和装备全寿命周期费用的增长。某型装备液压系统在参加“装备两项--2014”竞赛集训阶段过程中累计出现故障20次，给装备的使用、检测、维修等带来极大的挑战。

某型装备液压助力系统作为本课题的主要研究对象，重点研究液压助力系统的测试性建模，为装备液压助力系统的检测维修探索理论基础。进行测试性设计，不仅能够明显减少产品寿命周期的费用，而且可以大大缩短装备维修时间，提高故障检测率。

深入研究装备测试性建模与分析技术对军事需求的意义体现主要在以下几个方面：

一是长期以来，我军对装备的测试性工作重视程度不够。理论研究多，应用研究少，尤其是在陆军装备研制上。

二是新一轮装备可靠性增长与测试性改进工作即将展开，对测试性建模与分析方法的新成果需求显著增强。部队使用单位关注的装备关键部件主动维护、视情维修等状态信息远远不足，这就涉及到对主战装备关键部件，尤其是行星转向机和主离合器操纵液压助力装置，开展测试性建模与分析等方面的研究工作，以达到准确适宜地确定状态监测参数。

三是液压助力系统的广泛应用对传统测试性建模分析理论与技术提出了新的挑战。传统主要针对电系统（基于“0”和“1”的二值系统）的测试性建模分析理论与实践已不能满足机械液压系统的测试性分析需求。

因此，面向并行工程的测试性设计技术是一项适合我国国情的科学技术，对其进行切实深入的研究，并突破其中的关键技术，对提高我军装备的测试性水平具有非常重要的战略意义。

参考文献：

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作者简介：邱志刚（1993-），男，山东诸城人，学士，助理工程师，研究方向：新型装甲装备工程。