通用测试技术助推测试系统快速设计

向超 /上海机电工程研究所

2018 年8 月26 日，习近平总书记对中国航天科技集团有限公司第七次工作会议作出重要批示，高度评价航天科技集团的发展成就，充分肯定了航天强国的建设战略。为促进国家航天建设战略的有效实施，航天科技集团第七次工作会议提出了“两个世界一流”标准（建设世界一流航天企业集团、支撑世界一流军队建设）和“三高”目标（高质量保证成功、高效率完成任务、高效益推动航天强国和国防建设）。上海机电工程研究所始终以“三高”目标为导向，面向“促改革、保质量、谋发展”的要求主动再出发，全面重新梳理专业定位与发展目标，重构科研管理生产模式，集中提升专业核心竞争力，促进一流研究所的改革与发展。

一、明确总体目标，找准发展定位

新形势下，装备竞标研制、竞争性采购已成为新常态，与传统的“一个型号一套测试”的研发模式相比，探索实践通用化测试技术的推进与应用必将大大节约研发资源投入，降低成本，缩短周期。“多任务并举、高密度发射、大批量交付”的航天型号研发现状，迫切需要依托专业化研发团队和型谱化产品、技术的复用，提高质量与可靠性，降低系统研制风险，实现资源集约化。

测试与诊断专业承担着上海航天技术研究院在研和预研型号航天装备测试、遥测系统总体设计任务，具备各种航天装备测试系统总体设计能力，是研究院航天装备研制的核心技术能力。随着产品复杂性和综合程度日益增加，综合测试与诊断系统逐步向测试、诊断、预测和维修一体化方向发展。研究所测试专业以突破远程智能测试诊断技术为核心，重点深入开展产品测试性、型号具体测试、遥测方案和标准化测试诊断流程的研究，打造“型谱产品+型号”的设计模式，发布研究院武器测试系统型谱化设计标准，制定基于大数据分析的航天装备综合性能评价机制，降低了航天装备产品的研制风险，为航天装备跨越式发展助力。

二、发布产品型谱，规范设计流程

“十三五”初期，研究院的各型航天装备综合测试按型号独立分线，相关设备为不同型号专门研制，设备不通用且测试操作、数据处理基本采用人工方式，操作程序复杂，对测试人员的技能要求高，现有能力难以支撑后续大批量生产任务。因此，研究所统筹规划多型航天装备测试系统软硬件，采用1+

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的通用测试设计方法，即一个硬件资源系统通过通用接口与

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个专用测试适配器相连，每个适配器对应一个型号的测试状态。该方法建立了通用化测试设备硬件平台架构，支持柔性化软件设计和配置，当测试任务变化时，仅通过更换测试适配器、测试电缆和配置对应的测试软件就能完成测试工位的转换。在此基础上，根据各型号间的继承关系和测试需求的相似度，综合考虑将目前的型号测试系统划分为A 型、B 型、C 型3个系列的型谱，发布《研究院航天装备测试系统型谱规划》，成功完成首个

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型通用测试设备样机研制，通过军方鉴定后已正式交付型号使用。后续，测试设备研制均以此为原理样机开展工作，实现测试系统从论证、设计到生产的快速迭代和技术继承最大化，研制效率提升40%以上，研究成果已成功应用于现有多型航天装备在研和批生产测试设备的研制，将有力助推“十四五”期间研究院航天装备生产线建设。

三、搭建通用架构，优化测试工艺

测试设备沿用1+

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的通用测试设备设计理念，选择VPC9025作为通用接口。VPC9025 可以通过支架安装到标准19 英寸机柜上，其接收器满足严格的接口标准，并且支持先进的大规模互连需求，接收器具有更强的机械性能，包括更小的操作力和更轻的重量。VPC9025 的连接器模块可以建立多种自定义接口，为整个测试系统提供理想的功能接口和系统测试应用接口。

多型通用航天装备测试系统主要由3 个测试机柜和相关辅助设备组成，如图1 所示。

图1 多型通用测试设备硬件平台架构图

针对现有的各型号独立建线、纵向管理的单线程生产模式，开展多型航天装备综合测试工艺流程优化技术和自动化测试技术研究，梳理、优化和合并多型航天装备综合测试过程中需要人工干预的测试步骤，将需要观察的信号转接到不同功能的标准模块中，通过软件编程实现自动化控制、测试、判别和显示，提炼标准测试服务程序，各型号测试项目通过软件编程控制来提高自动化测试程度，除部分特殊测试项目外，测试系统基本实现远程控制、数据自动化采集和判读；同时，开展测试项目集群化技术研究，在不改变型号测试方法和测试指标的前提下对相同激励条件的测试项目进行并行测试，测试效率提升30%。

四、规范数据应用，探索数字转型

对于航天装备全生命周期数据管理存在散、乱、虚、杂的现象，2018 年研究所启动了数字化专项工程，打通研究所与总装厂间的数据链路，构建基于Linux的数据管理环境，并在此基础上开展相关专业的数据分析，为航天装备型号试验、验证提供有力的支撑，形成航天装备综合测试数据一体化管理模式。此外，补充和完善现场监控能力，完成远程故障诊断平台和群体会诊系统建设，最终完成了航天装备综合测试大数据平台的建设。

经过近3 年的实践和应用，基本实现数据管理、查询分析、远程诊断等功能，研究所的型号副总师、总体研究室及各分系统专业设计师在工位上登录平台，可以开展相关数据分析工作，实现在研和批生产型号测试数据的“管、控、用、诊”，逐步探索出一套“快速定性粗筛、精准定量细筛、异常问题定位”的航天装备健康状态评估业务流程，将聚类、主成分分析等人工智能算法融合到设计师业务分析流程中，在数据层面为型号设计和决策提供技术支撑。

五、设计制造一体化，总装总体共发展

对标“两个世界一流”标准，聚焦“三高”目标，深化落实研究院科研生产管理模式转型，适应智能化、大数据等信息化产业迅猛发展的新形势，满足研制、批生产任务爆发式增长的迫切需要，需要强化总体和总装一头一尾的协作关系，建立常态化沟通机制。为此，研究所与总装厂在总装综合测试方面深度开展专业建设、人才培养合作，共同探索符合新时代要求的“总体—总装”一体化协同设计验证流程，研究所正式启动与总装单位的人才交流活动。

与总装厂深化合作，共同开展科研型号总装测试和试验保障工作。在所有竞标、立项、在研（进入S 阶段）的科研型号中全面落实现场测试操作人员AB 岗（研究所A 岗、总装厂B 岗）常态化工作模式，缓解总体测试专业人员的压力，切实提升总装厂测试人员对型号测试流程的熟悉度和对产品故障的初步分析能力。与总装厂开展测试专业建设交流和人才培养，建立研究院测试人员设计—集成—操作的梯队化建设。总装厂派驻5 ～6 名测试专业人员到研究所参与型号测试设计保障工作，研究所负责培养其对产品、测试设备基本的故障定位和分析能力，共同梳理硬件型谱化选用目录。

在航天科技集团关于航天装备 “通用化、系列化、模块化”和研究院“技术产品化、产品产业化”发展思想的指引下，研究所以集成创新和核心专业建设为重点，聚焦“技术”和“产品”两大要素，大力开展产品工程建设。在产品要素层面强化型谱的规划与应用，着力牵引分系统快速生产能力，取得了以“航天装备通用化测试技术”为代表的典型成果，为缩短型号研制周期、改善研制效益、提高质量与可靠性、加速技术创新发挥了重要作用。