1、基于TA平台的BIT技术2013年 6月北京神州普惠科技股份有限公司- 2 -目 录1 引言 .- 1 -2 BIT 概述 .- 1 -3 BIT 技术的发展现状 .- 3 -3.1 国外发展现状 .- 3 -3.2 国内发展现状 .- 5 -4 TA 平台简介 .- 6 -5 TA 平台在 BIT 方面的应用 - 7 -6 BIT 技术的展望 .- 8 -7 结束语 .- 9 - 1 -1 引言BIT 技术的性能主要从故障探测、故障定位（针对单一的外场可更换单元 ） 、虚假警报、以及错误诊断等方面加以说明。对于正确隔离故障来说，BIT所制定的目标会随着BIT等级的不同而有所变化。 BIT等级
2、越低，正确隔离故障的总体能力就越低；BIT等级越高，正确隔离故障的总体能力就越高。基于神州普惠科技股份有限公司开发的TA测试平台可以有效提高BIT设备的故障隔离能力。随着装备的复杂程度和技术含量越来越高，维修性、测试性对装备的作战能力、生存能力、机动性、维修人员、保障费用等产生了越来越重要的影响。测试性的内涵主要有自动测试设备（ATE）和BIT两个方面。传统的测试主要利用外部的测试仪器（ETE）对被测设备进行测试。ATE费用高、种类多、操作复杂、人员培训困难，而且只能离线检测，随着武器装备维修性要求的提高，迫切需要武器装备本身具备检测、隔离故障的能力以及缩短维修时间，故BIT在测试性研究中占据
3、了重要的地位，成为维修性、测试性领域的重要研究内容。2 BIT 概述国内外对于BIT的定义各不相同，但是最基本的含义却大致是相 同的。美军标MIL-STD-1309C对BIT的定义如下。定义1：BIT就是指系统、设备内部提供的检测、隔离故障的自动测试能力。- 2 -定义2：BIT的含义指系统主装备不用外部测试设备就能完成对系统、分系统或设备的功能检测、故障诊断与隔离及性能测试，是联机检测的新发展。BIT已成为改善武器诊断和测试能力的有力工具。其结构如图 1。图1 BIT系统结构BIT的性能包括故障探测、故障定位（对于单一的外场可更换单元来说） 、虚假警报、错误诊断。BIT的各性能因素正确隔离故
4、障的能力如图。图2 BIT能力从图2知：对于正确隔离故障，BIT所制定的目标和实际的结果存在差距，而且会随着BIT等级的不同而变化。BIT等级越低，正确隔离故障的总体能力就越低；BIT等级越高，正确隔离故障的总体能- 3 -力就越高。在性能指标中，故障探测设计局限能力最强，其次是故障定位设计局限和虚警率影响，而错误诊断则对正确隔离故障的影响最大。而BIT最为突出的问题是在使用过程中常规BIT故障诊断能力差、虚警率高、不能隔离间歇性故障的问题。BIT的虚警问题不但会导致可用性的降低，而且还会使全寿命周期费用提高。解决方案如图 3。图3 BIT虚警问题解决方案3 BIT 技术的发展现状3.1 国外
5、发展现状国外BIT的发展历程，可归纳为 4 个阶段：第1阶段：20世纪70年代BIT的雏形（即常规 BIT） 。BIT技术- 4 -在国外发展比较早，20世纪中后期，随着武器装备或系统复杂性的提高，国外现有的测试、诊断技术已不能满足工业测试的需要，而且测试的周期比较长，测试流程烦琐，测试费用逐渐增长，在军用测试领域内，专家们首次提出了BIT技术，这是一种全新的技术概念，目的就在于改善装备的维修性、测试性和自诊断能力。初期的BIT主要应用在大型航空公司和军火生产企业内。第2阶段：20世纪80年代初智能BIT的产生。虽然常规BIT较之以前的测试技术有了很大进步，但其性能也存在很多问题，尤其是BIT
6、的虚警问题严重影响了BIT的应用前途。20世纪80年代初美国罗姆航空发展中心（ RADC）提出了利用人工智能来提高机内测试的BIT（smartBIT）概念，最后发展成为智能BIT。改善了系统的自诊断能力、降低了虚警率，并且提高了正确隔离故障的能力。第3阶段：20世纪80年代后期人工智能理论应用于BIT。80年代后期，美国把神经网络、专家系统、模糊逻辑等智能理论和方法应用于BIT的故障诊断中，希望将其与计算机技术、大规模集成电路技术 相结合，从根本上提高 BIT的诊断能力 、 解决BIT的虚警问题，并取得了阶段性成果。第4阶段：20世纪90年代中期分级BIT技术。随着专家系统、神经网络等智能理论
7、和方法在应用中逐渐成熟，从90年代开始，智能理论和方法就逐渐开始 渗入到BIT应用的方方面面，在提高BIT综合性能、降低设备维修成本、改善设备测试性等- 5 -方面都起到了重要作用。90年代中期，测试领域又推出了分级 BIT技术，这是一种新型的系统级的测试设计技术，或称为第4代测试设计技术，是边缘扫描技术（BST）的一种延伸，在功能板级HI BIT利用IEEE 1149.1边缘扫描技术进行测试，而系统和分系统级的测试则通过IEEE 1149.5测试与维修总线（test and maintenance bus）来进行。大型航空公司（例如波音公司、休斯公司和格鲁曼公司）在BIT自动化设计和BIT的
8、应用研究等方面都发挥了重要的领导作用，并成功地把最先进的BIT理论、技术和方法应用到生产的各种军、民用飞机中，其理论和技术都代表了世界领先水平。3.2 国内发展现状20世纪70年代以来，以航天航空等国防工业领域为代表，国内在BIT技术方面，主要处于技术跟踪和理论研究阶段。从80年代中后期开始，对于BIT论证、权衡、设计、分析、仿真、验证等方面完成了多项研究工作。进入90年代，导弹、卫星、飞机等飞行器的测试系统研制开发基本上都是围绕着VXI总线来进行。同时，在一些武器系统内部也出现了以自检功能为表现形式的BIT技术的雏形。随着计算机技术在武器装备中应用的不断广泛和深入，我国武器装备的BIT 技术
9、也有了很大进步。目前，我国BIT的研制主要集中在大型武器装备系统中，其中最为典型的是各式雷达系统和机载设备。北京神州普惠科技股份有限公司多年来跟踪研究BIT 技术，研制了针对相应系统的BIT系统并把它应用在具体的航天测试中，取得了良好的效果。- 6 -国防科技大学温熙森教授对于BIT 技术、智能BIT 技术的理论及应用都有很深的研究。总体来看，我国的BIT理论、技术和应用大致处于美国90年代初的水平，目前国内对BIT的研究工作主要由相关的研究所承担，研制对象主要是雷达系统和机载设备。各单位在各自的领域都积累了研制经验，并相继形成了BIT 设计体制和规范。由于我国侧重型号任务中BIT的应用，与B
10、IT具体实现技术相比较，BIT基础理论和方法的研究相对显得薄弱，BIT应用大多仍处于常规BIT的水平。BIT系统设计主要依据设计人员的经验积累，缺乏系统规范和理论指导。因此，将研究所的技术优势和应用优势与院校的理论研究优势相结合是提高我国BIT理论、技术和应用水平的重要途径。4 TA 平台简介根据综合测试系统建设需求，基于 TA （Test Architecture）构建开放式的体系结构，将各类综合测试仪器资源、作战系统战备状态模拟环境资源、测试与验证系统开发工具、ATE/ATS/ORTS 开发工具、专业测试及系统 ORTS开发平台及测试与状态监控设备等整合到统一的综合测试平台，形成支持 OR
11、TS开发与验证的基本能力。专业测试及系统 ORTS开发平台采用专用测试性设计和评价软件工具TEAMS、VSE 实现，使平台进一步具备专业化的测试和诊断设计能力，并支持维护性、可靠性及 PHM的设计和分析。TA 平台的逻辑结构图如下：- 7 -图4 TA逻辑结构图5 TA 平台在 BIT 方面的应用BITE模式在设备内部完成设备的测试及故障诊断，适用于小型、单一设备。BITE 模式的业务流程如下：操作者选择“设备功能模型”并可在运行产生状态信息， “故障模式生成工具”产生故障模拟信息；“信息解析单元”对正常状态信息和故障模拟信息的融合信息进行解析，并把解析数据分别送到“测试流程单元”或“专用故障
12、诊断策略单元” ；到达“测试流程单元”的解析数据与“标准基线单元”中的基准值进行对比，生成故障表征信息并发送到“故障诊断与分析单元” ；到达“故障诊断与分析单元”的故障表征信息与来自“枚举型模式库单元”的故障模式进行逐一比较，生成修复信息、故障信息、相关度信息，把这些信息保存到结果报告并发布到系统中，也可在本地显示单元进行显示。- 8 -到达“专用故障诊断策略单元”的解析数据被“测试性设计分析子系统 TEAMS”以及“故障诊断/推理子系统 VSE”进行利用，并生成修复信息、故障信息、相关度信息，对这些信息进行保存、打印分别生成修复策略报告、故障诊断报告、任务影响报告。BITE模式以 TA-RT
13、I为中间件，有效地支撑整个运行过程，并通过控制接口文件与 TEAMS以及 VSE自动测试软件进行通信，具有良好的兼容性能。操作者通过对资源仓库 ATE设计资源的调用，在 TA集成开发环境 TIDE下完成 BITE模式的应用。BITE 业务流程参见图 8。图5 BITE设计业务流程6 BIT 技术的展望国内外BIT 的发展可能会呈现的发展趋势：BIT与被测设备之间的结合日益紧密，并配合其他自动化测试信息解析枚举型故障模式库标准基线修复策略报告故障诊断报告发布与本地显示修复信息 任务影响报告基准值应用T A 集成开发环境 T I D E相关度信息状态信息故障诊断与分析故障模式故障表征信息测试流程解
14、析数据故障模式生成工具T A - R T I 中间件 运行支持资源仓库A T E 设计资源T E A M S测 试 性 设 计 分析 子 系 统设备功能模型B I T E 设 计 业 务 流 程解 析 数 据故障信息 修复策略报告故障诊断报告修复信息 任务影响报告相关度信息故障信息 生成专用故障诊断策略V S E故 障 诊 断 / 推理 子 系 统故障模拟信息- 9 -设备（ATE）完成测试、诊断。从单一的人工智能理论的应用到多种人工智能理论的优势互补应用。随着战场的数字化，BIT的作用将会进一步增强，而且数字化的战场将会为BIT的数据用于远程分析和预测提供更多的机遇。 BIT逐渐发展为集检测、诊断、隔离、定位、控制、保护于一体的小型化、智能化、芯片化、模块化、通用与专用相结合的基点系统。BIT技术不仅应用在航空方面，不久的将来BIT技术将会被广泛应用于航天方面。新型BIT技术主要以IEEE-1149系列标准为基础，其中主要包括定义了板级、模块级网络化测试和维修总线，可实现数字和模拟电路的板级和子系统级（单元设备）的BIT。7 结束语智能BIT 技术在航空、航天测试方面，还存在很大的发展空间。我军武器装备的维修现状急需得到包括BIT技术在内的先进理论技术的支持，BIT技术的设计研究工作对于军用武器装备的维修性、可靠性的提高具有重要的意义。
