航天电子产品通用测试设备架构研究

王彦欢

摘要：随着航天技术的迅速发展，系统结构日益复杂，航天产品向数字化、综合化、自动化、智能化的方向快速发展。在产品性能不断提升及用户要求不断提升的形势下，智能化保障将有效提升航天产品整体的完好率，提高用户满意度。为了促使航天电子产品能够稳定的应用，文章主要针对其通用测试设备架构方面进行详细分析，希望能给相关人士提供重要的参考价值。

关键词：航天产品；通用；测试设备

引言：

航天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。对此，在接下来的文章中，将针对航天产品通用测试设备架构方面进行详细研究，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。

1.专用测试设备特点分析

针对同类航天产品，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：同类航天产品的测试设备，通常具有相似的信号类型；2）测试方法相似：同类航天产品的测试设备，通常可采用相同的测试方法；3）连接器不同：同类航天产品的测试设备，其电气接口相似，但连接器的型号不同；4）存在特殊信号：同类航天产品的测试设备，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，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天产品，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，可根据该类航天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”[1]。

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]。

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，对航天电子企业而言，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。

2.4总线监控系统

在航空电子系统的测试和预先研究中，总线测试台通常是作为必备的组成部分，对被测设备提供接口总线和气动数据的激励，记录测试台的输入和输出的接口部分的总线数据[3]，并对其进行解析和分析。通用总线测试台就是要建立一套通用的仿真测试环境，包括硬件和软件的测试环境，可以根据不同的被测设备的要求，对仿真系统的测试信号和总线接口进行配置，从而减少对仿真系统软件的重复开发和仿真硬件的重复建设。下面用ARINC429总线为例。ARINC429总线接口仿真软件的功能包括对仿真系统发送到被测设备的数据格式进行转换，对仿真系统要发送的ARINC429总线数据进行配置，对仿真的总线接口数据进行裁减，并可以对被测设备发送到仿真系统的接口数据进行记录、解析以提供分析。总线接口仿真软件既可以作为仿真支持系统数据的转发，也可以单独作为被测设备的激励数据源。作为仿真支持系统的数据转发设备时，总线接口仿真软件的功能只是作为一个总线数据格式的转换和总线传输数据的监控；作为被测设备的激励数据源时，总线接口仿真软件功能是模拟仿真支持系统中传感器系统的动态或静态数据，可使测系统在不同的工作状态进行测试[4]。

3.航天电子产品发展措施分析

在产品全生命周期中，可将用户自主保障与工业部门的技术能力及产品研发深入结合，降低用户保障难度，增大工业部门在售后阶段保障工作的投入，以大幅缩减维修协调链条，实现产品完好率的提升。一是用户作为产品和保障服务的使用者，提出保障需求及保障计划；对于用户尚未形成较强的维修能力但基本具备设施设备等保障条件的产品，可邀请承研承制单位的人员入驻进行技术指导，实施联合保障，并定期将产品使用情况与工业部门共享，实现性能的跟踪及改进。二是工业部门作为研制者及生产者，由产品研制团队和综合保障团队密切配合，提供智能化的主产品、保障产品及技术支持服务，主要工作项目有：构建承制方综合保障体系，并与用户综合保障体系相对接，理顺保障流程，规范保障工作；统筹维修保障设备设施建设需求，把握未来发展规划，与用户共同开展靠前保障基础能力建设，优化能力布局，实现共性条件资源共享；以“通用设备社会化、专用设备军民一体化、特殊设备专用化”为原则，提高通用设备社会化的比例，实现保障设备的统型和标准化，为减轻售后服务和维修保障压力提供基础；积极做好“帮训”“帮建”“帮修”工作，提高用户方修理厂的自保障能力；研制配套信息管理、数据评估、远程协同、培训训练等保障资源，实现保障资源的信息化、智能化，协助用户实现专业化、科学化保障；加强对产品质量、维修保障、使用保障、任务保障信息等的收集分析，将相关信息有效反馈到研制过程，促进不断改进。三是非核心能力可采用通用社会化保障等领域适度开放竞争，吸引优势民营企业参与航天产品维修保障的服务和建设工作。对于通用产品的日常修理及维护维修，可借鉴“4s”店的维修模式，与当地的民营企业建立合作关系，依托其维修人员和技术力量完成，以解决目前保障队伍力量资源不足的问题。由此形成“用户—工业部门—民营企业”的共保联保模式，充分发挥各方力量在保障能力上的不同优势，一方面缩短维修链条，降低保障费用，提高保障效率，通过靠前快速修理实现保障工作的“扁平化”；另一方面减轻工业部门紧急任务的负担，实现物资、人才、信息等方面的有序流动和交互，实现保障工作从“被动救火”向“智能保障”过渡。

结论：

简而言之，随着航天产业的飞速发展，各种航天产品层出不穷，航天产品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。

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，2018，30（11）：25-28．

[2]牛文生.机载计算机技术[M].北京：航空工业出版社，2019.

[3]石山.飞机机电BIT技术[M].北京：国防工业出版社，2018.

[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.