基于模型的系統(tǒng)工程在在線測技術(shù)的設(shè)計

羅苑琪 中航飛機西安飛機工業(yè)（集團）有限責(zé)任公司

1 引言

某型號飛機需要批生產(chǎn)，但現(xiàn)階段總裝裝配特點為裝配周期短，裝配調(diào)試項目多，參與人員多，且易出現(xiàn)安全事故。在此現(xiàn)狀基礎(chǔ)上提出在線測試系統(tǒng)，用以評估部裝交付狀態(tài)，加快設(shè)備級、系統(tǒng)級的功能驗證，減少系統(tǒng)測試排故時間，降低安全風(fēng)險，加快總裝進度，提高交付周期。

2 設(shè)計需求

依照國際慣用的電子電氣系統(tǒng)供應(yīng)商要求，根據(jù)SAE ARP 6110，構(gòu)建在線測系統(tǒng)的設(shè)計頂層需求。在線測系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，應(yīng)實現(xiàn)以下幾點需求：1）評估部裝交付狀態(tài)；2）完成LRU級功能檢測；3）完成系統(tǒng)級功能檢測；4）快速識別LRU故障；5）便于維護，可擴展；6）提供測試人員的保護等功能。

3 某型機總線劃分

在線測系統(tǒng)需要與飛機的主網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)，并進行LRU/LRM級的檢測。因此，對于在線測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)計算需要保證信號類型的完整性。對典型的航空數(shù)據(jù)進行歸類整理，如表1所示。

表1 典型的航空數(shù)據(jù)

量 離散量 ARINC717數(shù)記錄器帶寬（HZ）100MB 與線纜長N/A N/A N/A N/A總線技術(shù) AFDX CAN 電源 模擬 （參）度相關(guān)通信模式 全雙工 全雙工 N/A 單工 半雙工 半雙工終端數(shù)量 不限（理 不限 N/A 通常 通常 通常少于5個

4 建立在線測系統(tǒng)的模型

20世紀(jì)末期至今，大部分型號均采用第四代先進的綜合航空電子系統(tǒng)為飛機的主網(wǎng)絡(luò)（90年代開始研制的美國寶石臺航空電子系統(tǒng)是其典型代表），在線測系統(tǒng)依托于飛機的主網(wǎng)絡(luò)進行互聯(lián)，隔離。典型的在線測系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 典型的在線測系統(tǒng)架構(gòu)圖

4.1 雙工總線的介入

以CAN總線舉例，CAN總線處理模塊將設(shè)備1斷開，以在線測主機為激勵源對設(shè)備2進行仿真。

4.2 單工總線的接入

以ARINC 429總線舉例，針對不同的設(shè)備測試或系統(tǒng)級測試需求，存在兩種ARINC 429處理方法。

方法1，斷開設(shè)備1的輸出信號，以在線測主機為激勵源對設(shè)備2進行仿真。

方法2，通常為系統(tǒng)級測試和故障排查時使用。主要用于設(shè)備1的狀態(tài)監(jiān)控。

5 LRU級功能檢測

依據(jù)在線測系統(tǒng)的設(shè)計需求，在線測系統(tǒng)需要對LRU級功能檢測。以電氣系統(tǒng)機電管理計算機實現(xiàn)座艙壓力控制調(diào)節(jié)為例。頂控板通過CAN總線輸出座艙壓力控制信號，航電數(shù)據(jù)采集機柜通過1553B總線輸出機場標(biāo)高、氣壓高度并接收機電管理計算提供的設(shè)備狀態(tài)信號，座艙壓力調(diào)節(jié)計算機通過ARINC429信號接收控制信號并反饋座艙壓力指示信息。

根據(jù)設(shè)備的原理交聯(lián)圖構(gòu)建機電管理計算機在線測系統(tǒng)的設(shè)計模型，對于頂控板、座艙壓力調(diào)節(jié)計算機、數(shù)據(jù)采集器機柜進行在線測隔離。完成機電管理計算機設(shè)備功能測試模型，如圖1所示。

圖1 機電管理計算機設(shè)備測試模型

通過對設(shè)備的隔離進行機電管理計算機模型的建立，衍生在線測系統(tǒng)的設(shè)備需求。

6 系統(tǒng)級功能檢測

依據(jù)在線測系統(tǒng)的設(shè)計需求，在線測系統(tǒng)需要對系統(tǒng)級功能檢測?，F(xiàn)以飛機的俯仰配平（水平安定面配平）的指示功能為例。系統(tǒng)通過俯仰配平控制電門進行配平指令的輸出，航電數(shù)據(jù)采集機柜通用計算模塊（CCM）計算飛機重心輸出，主飛控計算機收到該信號后執(zhí)行并發(fā)送至數(shù)據(jù)采集機柜，通過飛機主網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至顯示系統(tǒng)用于顯示。

根據(jù)功能的系統(tǒng)交聯(lián)圖構(gòu)建俯仰配平（水平安定面配平）指示功能在線測系統(tǒng)的設(shè)計模型，對系統(tǒng)進行在線測測試。現(xiàn)完成俯仰配平（水平安定面配平）指示功能系統(tǒng)測試模型，如圖2所示。

圖2 俯仰配平（水平安定面配平）指示功能系統(tǒng)測試模型

7 結(jié)束語

通過需求建模的形式建立飛機的每一個設(shè)備級、系統(tǒng)級需求模型，立與飛機級系統(tǒng)測試相匹配，可協(xié)助總裝人員加快設(shè)備級、系統(tǒng)級的功能驗證，減少現(xiàn)場人員，降低安全風(fēng)險，加快總裝進度，提高交付周期。