航空航天與國防電子新形勢下自動化測試系統(tǒng)的應用

劉暢

摘要：在航空系統(tǒng)內(nèi)應用自動化測試系統(tǒng)主要目的就是希望能夠提高航空航天及國防電子測試水平，降低航空航天及國防電子重復性測試的可能性，保證測試信息的完整的，為航空航天及國防電子發(fā)展奠定良好的基礎，具有重要的現(xiàn)實意義。本文就對于如果構(gòu)建自動化測試系統(tǒng)重點分析，進而才能夠降低航空航天及國防電子在測試過程中手動操作的需求，滿足自動化發(fā)展需求，同時根據(jù)民用飛機應用需求進行分析，構(gòu)建完善的自動化測試系統(tǒng)運行流程。

Abstract： The main purpose of the application of automated testing system in the aviation system is to improve the level of aerospace and defense electronics testing， reduce the possibility of electronic repetitive testing of aerospace and defense， ensure the integrity of the test information， lay a good foundation for the development of aviation and national defense electronics， has important practical significance. This paper focus on the analysis of the construction of automated test system， which can reduce the demand for manual operation of aerospace and defense electronics in the test process to meet the requirements of the development of automation， at the same time， according to the civil aircraft application needs analysis， builds a complete automation test system operation process.

關鍵詞：航電；自動化測試；測試系統(tǒng)；測試流程

Key words： avionics；automated testing；test system；test flow

中圖分類號：TN06 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）29-0211-03

0 引言

航空航天領域內(nèi)所使用的電子系統(tǒng)所涉及的專業(yè)領域較為龐大，模塊集合度較高，是一個綜合性系統(tǒng)。伴隨著現(xiàn)代科學技術水平的不斷發(fā)展，電子技術已經(jīng)取得了顯著的成效，航電系統(tǒng)中電子技術已經(jīng)成為主要的技術之一，在實際應用中能夠顯著提高飛機安全性能，同時延長系統(tǒng)使用壽命。伴隨著航電系統(tǒng)復雜程度的不斷增加，航電測試工作已經(jīng)成為保證航電系統(tǒng)正常運行的關鍵環(huán)節(jié)，為了能夠滿足現(xiàn)代航電測試工作需求，實行自動化測試模式已經(jīng)是航電測試工作的主要發(fā)展趨勢。

1 航空航天及國防電子形式下應用自動化測試系統(tǒng)的必要性

自動化測試技術已經(jīng)在軟件生產(chǎn)建設中取得了良好的成果，但是多對于復雜的航電系統(tǒng)測試還存在一定難度，在實際應用中最為關鍵性問題就是航電測試系統(tǒng)如何才能夠滿足自動化操作要求。航電系統(tǒng)在傳統(tǒng)的測試中主要使用的就是人工操作模式，想要將傳統(tǒng)的人工操作流程全部轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊僮髂Ｊ?，就需要擁有完善的結(jié)構(gòu)體系作為支撐，利用先進的技術作為保障。

1.1 能夠顯著提高航空航天及國防電子測試效率

自動化測試系統(tǒng)是在自動執(zhí)行命令的基礎上開展的，測試程度都是首先設定完畢的，可以開展重復、多數(shù)測試工作，擁有較為良好的可復用性能。傳統(tǒng)航空航空及國防電子在進行系統(tǒng)檢測過程中，所需要的測試方式主要為人工操作，每一個測試工作都需要進行大量的重復性操作，這種測試效率較為低下。如果要是能夠?qū)⒆詣踊瘻y試系統(tǒng)在航空航天及國防電子回歸測試或者是批量測試中應用，就能夠顯著提高對其測試效率，進而滿足現(xiàn)在航空航天及國防電子對于系統(tǒng)測試需求。

1.2 自動化測試系統(tǒng)在實際應用中有助于發(fā)現(xiàn)航空航天及國防電子問題的復現(xiàn)

在航天航空及國防電子的傳統(tǒng)性系統(tǒng)測試中，人工測試在實際工作中如果要是檢測到系統(tǒng)某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就非常容易將之前操作的先后順序或者是檢測到某一個環(huán)節(jié)遺忘，對于系統(tǒng)每一個操作制定之間的間隔時間也不會十分重視，這也就表示系統(tǒng)復現(xiàn)測試的完整性難以保證，系統(tǒng)內(nèi)存在的問題不能夠得到有效解決。但是如果要是將自動化測試系統(tǒng)在航空航天及國防電子系統(tǒng)測試中應用，就能夠有效解決系統(tǒng)出現(xiàn)的問題復現(xiàn)[1]。

2 航空航天及國防電子自動化測試系統(tǒng)發(fā)展及面臨的問題

國內(nèi)外在應用自動化測試系統(tǒng)實際情況分析中發(fā)現(xiàn)，航天航空及國防電子測試過程中應用測試技術已經(jīng)擁有幾十年的時間，測試技術在不斷的改善。航空航天及國防電子在剛開始應用自動化測試概念時，主要是通過儀器將傳統(tǒng)人工測試方式替代，自動化測試系統(tǒng)在發(fā)展到第二代時，就已經(jīng)開始將普遍性及標準性等詞匯應用其中，讓測試系統(tǒng)能夠綜合性發(fā)展，自動化測試系統(tǒng)在發(fā)展到第三代時，對于開放性更加關注，開始逐漸將先進的商業(yè)技術及產(chǎn)品應用其中，主要目的就是降低測試所需要的經(jīng)濟成本。自動化測試系統(tǒng)雖然在航天航空及國防電子中取得了良好的成果，但是還面臨挑戰(zhàn)及困境：①經(jīng)濟成本高昂，自動化測試系統(tǒng)在航空航天及國防電子中應用，所需要測試的對象十分復雜，就需要自動化系統(tǒng)在保證測試精準的情況下，還能夠應對繁瑣的測試任務，這種表示自動化測試系統(tǒng)需要長時間的應用及高昂的費用。測試對象在發(fā)生改變之后，自動化測試系統(tǒng)也需要升級更換，這就為測試工作帶來了繁重的經(jīng)濟壓力。②通用性不足：自動化測試系統(tǒng)在每一次應用中都是單獨設計完成，并沒有一個相對于統(tǒng)一性指標，也就需要自動化測試系統(tǒng)所能夠使用的范圍有限，為后勤保障帶來了較大的挑戰(zhàn)。

3 航空航天及國防電子測試系統(tǒng)對于自動化測試系統(tǒng)的技術性支撐

自動化測試系統(tǒng)想要應用在航空航天及國防電子系統(tǒng)測試中，一定要以有關的測試系統(tǒng)作為基礎，因此航空航天及國防電子原有的測試系統(tǒng)就能夠幫助自動化測試系統(tǒng)的應用。其實自動化測試系統(tǒng)這個概念已經(jīng)提出了較長的時間，但是我國所擁有完善的自動化測試系統(tǒng)數(shù)量卻不多，在眾多的自動化測試系統(tǒng)實際引用中并沒有能夠?qū)⒅攸c方式自動上面，經(jīng)過國內(nèi)外科研工作的共同努力，自動化測試系統(tǒng)在實際應用中必須具有以下幾點優(yōu)勢。

3.1 減少人工性操作

自動化測試系統(tǒng)在實際應用中應該盡量不使用人工測試操作環(huán)境，如果自動化測試系統(tǒng)擁有良好的自動化測試性能正常情況下人工操作不會超過10%以上，但是部分系統(tǒng)在實際測試中必須進行人工性操作，例如航電系統(tǒng)中的控制器檢測工作，這就需要自動化測試系統(tǒng)在擁有良好的自動化性能同時，最大程度降低人工操作，如果要是可以的話系統(tǒng)測試最好不需要任何人工操作，通過相關軟件對于測試流程進行控制[2]。

在對于自動化測試系統(tǒng)自動化單元測試環(huán)境中，在硬件方面所需要的測試環(huán)境為Intel Core2DuoCPUE6550，內(nèi)存為1.96G，百兆以太網(wǎng)；在軟件方面所需要的測試環(huán)境為Microsoft Windows XP Professional Version 2002 Service Pack2操作系統(tǒng)，Sun JRE5.0，JUnit4.0版本。

3.2 構(gòu)型管理的自動化

航空航天及國防電子系統(tǒng)在實際測試過程中，一定會發(fā)生構(gòu)型上的改變，構(gòu)型的改變主要集中在系統(tǒng)電源開關及仿真元件之間的切換，自動測試系統(tǒng)在對于系統(tǒng)實際應用中必須對于電源開關能夠進行控制，系統(tǒng)內(nèi)元件及仿真性元件進行相互轉(zhuǎn)變，進而完成對于自動化測試的控制，并不需要人工進行跳線處理。航空航天及國防電子在測試中想要對于電源開關進行良好的控制，就要求配電裝置擁有能夠進行控制的板卡，同時還擁有專用化的設備，幫助板卡完成跳線操作。

在對于航空航天及國防電子航電系統(tǒng)整體性測試中，其中一個重要的操作流程就是真元件型號及仿真元件型號之間的相互切換，這個操作也是增加系統(tǒng)綜合性能的前提，對于判斷系統(tǒng)故障位置具有重要的作用。在傳統(tǒng)測試方式中，通過跳線方式完成故障位置檢測，具體示意圖如圖1所示，在圖1測試板上面，每一個信號上面都設置了4個節(jié)點，分別對應的是設備及仿真設備，通過不同模式的跳線連接形式，進而完成對于真元件及仿真元件的轉(zhuǎn)變工作。

在傳統(tǒng)測試方式中，系統(tǒng)部分項目在實際測試過程中，最多情況下需要插曲10根跳線，為了能夠保證產(chǎn)品在斷電之后的安全，需要在跳線操作完成之后再進行加點操作，如果要想讓系統(tǒng)恢復到之前的勾心，也可以手動進行一些逆操作。但是系統(tǒng)在實際檢測中需要進行多次重復性測試，這樣就表示需要多次更改構(gòu)型，為實際測試工作帶來了較大的難度[3]。

近幾年，伴隨著科學技術的發(fā)展，電子技術也取得了良好的發(fā)展前景，系統(tǒng)測試科研人員也逐漸通過配線設備，完成對于系統(tǒng)測試工作，配線設備的原理及傳統(tǒng)系統(tǒng)測試方式基本一致，主要區(qū)別就是傳統(tǒng)測試中的四點測試放行能夠通過軟件進行控制，開展電子化測試。

4 航空航天及國防電子下自動化測試系統(tǒng)工作流程

正是由于自動化測試系統(tǒng)在航空航天與國防電子中應用所存在的問題，國內(nèi)外研究人員都是參與到新型自動化測試系統(tǒng)研究工作中。本文對于自動化測試系統(tǒng)工作流程簡單性分析。

4.1 定義測試用例

自動化測試系統(tǒng)在實際應用中不僅僅是對于系統(tǒng)整體性測試還是驗證階段的測試中，自動化測試都需要以測試用例的定義作為核心及前提，在對于民用飛機實際需求研究而言，測試用例在實際應用中需要進行相對應的調(diào)整。測試用例在根據(jù)相對應的系統(tǒng)測試需求進行調(diào)整之后，能夠滿足測試基礎條件及要求。測試用例在實際應用中能夠?qū)τ诙囗椧筮M行驗證，這樣就能夠顯著提高測試效率，在對于測試用例需求進行調(diào)整之后，測試用例可以對于重要需求進行測試，提高測試用例應用范圍。測試用例的這個特點與航空航天及國防電子系統(tǒng)測試本質(zhì)基礎相同[4]。

定義測試用例在實際應用中，需要將構(gòu)型問題考慮在內(nèi)，測試用例必須在一個相對明確的狀態(tài)下進行。如果要是系統(tǒng)存在的配置種類較多，該系統(tǒng)可能就需要多個測試用例完成配置測試工作，系統(tǒng)在不同運輸模式下所使用的測試用例也可能存在一定差異，與此同時還需要將測試設備的配置問題考慮在內(nèi)。如果系統(tǒng)在測試過程中設備需要重新進行配置或者是調(diào)整，測試用例也需要進行相對應調(diào)整，也就是測試用例在實際應用中需要受到有關軟件的更變的控制。

從另一個角度分析而言，自動化測試系統(tǒng)在實際應用中必須支持構(gòu)型的改變，因此自動化測試系統(tǒng)就理論角度而言，就需要同時支持各種測試用例的應用。

4.2 跟蹤測試用例是否滿足并覆蓋要求

跟蹤測試用例在實際應用中是否滿足系統(tǒng)性能檢測試劑需求及其覆蓋程度的影響因素較多，主要是通過匹配關聯(lián)完成，在這種情況下自動化測試系統(tǒng)在實際應用中就需要支持跟蹤測試用例配置，其中需要對于兩種情況給予特別性關注[5]。

第一種情況就是選擇測試用例的條件，測試用例在實際應有中是對于系統(tǒng)某一個需求進行檢測，因此必須選擇一種最佳的測試用例。如果測試用例與實際需求之間并沒有任何差異的情況下，測試人員就可以隨意選擇一個測試用例進行測試。任何測試用例在實際應用中都不一定能夠擁有較為良好的測試效率，但是可以對于系統(tǒng)進行多次重復性測試，這種都受到系統(tǒng)測試實際需求及數(shù)據(jù)收集程度的影響。

第二種情況下是對于通用及接近通用兩種需求進行處理。這種需求在實際應用中就已經(jīng)包括了前置性條件，例如始終性要求。如果系統(tǒng)研發(fā)人員與系統(tǒng)實際應用人員一同參與到系統(tǒng)測試工作中，就能夠?qū)τ谙到y(tǒng)測試實際應用環(huán)境及具有流程進行精準性測試。

4.3 準備詳細的自動測試程序

自動化測試系統(tǒng)在調(diào)試過程中，系統(tǒng)測試人員需要研發(fā)設計出相對應的測試程度。測試程度在研發(fā)設計過程中必須緊密與自動測試系統(tǒng)狀態(tài)及進程相結(jié)合，進而保證自動測試程序能夠在規(guī)定的時間內(nèi)進行自動測試工作，在最短的時間內(nèi)完成對于系統(tǒng)自動化測試工作[6]。

測試程序在準備階段中，主要需要考慮的一個因素就是測試程序在實際應用中需要擁有充足信息資源，這樣才能夠保證測試程序能夠重新設計或者是應對任何的測試環(huán)境。想要讓測試程序能夠重復性使用，并且按照配置型號完成系統(tǒng)全部測試流程，將測試程序中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)記錄下來，這就需要測試審查信息全部顯示在檢查列表中。

自動測試系統(tǒng)在實際應用中雖然能夠完成對于數(shù)據(jù)收集及整合的過程，但是必須以原始數(shù)據(jù)及結(jié)果作為前提。如果測試軟件最后檢測的結(jié)果工作人員無法進行判斷，那么自動化測試系統(tǒng)就沒有存在的意義。測試人員必須對于測過結(jié)果進行鑒定，這樣才能夠根據(jù)測試結(jié)構(gòu)進行調(diào)整[7]。

5 結(jié)論

自動化測試系統(tǒng)在航空航天及國防電子中應用，還存在一定難度，航電系統(tǒng)在檢測方面一直存在自動化水平較低的問題。某民用飛機項目研究中，就以本文自動化測試系統(tǒng)研究思路作為基礎，通過積極借鑒國外先進自動化測試系統(tǒng)經(jīng)驗，已經(jīng)研發(fā)設計出了能夠自動化測試系統(tǒng)應用的航電測試系統(tǒng)，并且制定了較為完善的自動化測試流程，為航電系統(tǒng)應用自動化測試系統(tǒng)奠定了良好的基礎，在實際應用中能夠顯著提高航電系統(tǒng)測試效率。

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