測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展研究綜述

摘 要：隨著IT產(chǎn)業(yè)和通訊技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品的電子化、數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化的程度越來(lái)越高，對(duì)與之配套的測(cè)試技術(shù)也提出了更高的要求?，F(xiàn)代測(cè)試技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)作為自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展基礎(chǔ)，為了更好的發(fā)展自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，解決諸多企業(yè)當(dāng)前面臨的自動(dòng)測(cè)試問(wèn)題，有必要對(duì)現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行一個(gè)全面的了解。本文通過(guò)分析其發(fā)展現(xiàn)狀，找出制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素，從而為該技術(shù)的發(fā)展提出解決方案。本文在查閱了現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)該技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上指出了該技術(shù)在過(guò)去的發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題與不足，進(jìn)而提出了該技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：測(cè)試系統(tǒng)；數(shù)字化；控制系統(tǒng)；自動(dòng)化

一、國(guó)外研究情況

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，大量高新技術(shù)成果已應(yīng)用到武器裝備系統(tǒng)，使武器裝備復(fù)雜程度日益提高。特別是計(jì)算機(jī)﹑傳感器和信息處理融合等技術(shù)的飛速發(fā)展，奠定了新一代自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)，成為推動(dòng)其體系結(jié)構(gòu)和測(cè)試技術(shù)不斷進(jìn)步的動(dòng)力[1]。

ATS的發(fā)展經(jīng)歷了從專用型向通用型發(fā)展的過(guò)程[2]。早期的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)是針對(duì)具體設(shè)備型號(hào)，系統(tǒng)間互不兼容，從20世紀(jì)80年代中期，美國(guó)開(kāi)始研制針對(duì)多重設(shè)備的平臺(tái)和系統(tǒng)，由可重復(fù)使用的公共測(cè)試資源組成ATS?；仡橝TS的研制與發(fā)展過(guò)程，可劃分為早期（20世紀(jì)50年代初期～20世紀(jì)60年代初期）、中期（60年代中期～70年代初期）、成熟期（70年代中期～80年代初期）和完善期（80年代中期～90年代中期）4個(gè)基本階段。

ATS的具體發(fā)展時(shí)期如下：

1） 以人工測(cè)試為主的時(shí)期： 在20 世紀(jì)60 年代初，對(duì)武器裝備的測(cè)試主要以人工測(cè)試為主，測(cè)試設(shè)備基本是單個(gè)的儀器﹑儀表。在20世紀(jì)60年代中期開(kāi)始，武器裝備的技術(shù)進(jìn)步使傳統(tǒng)的人工測(cè)試和單個(gè)專用測(cè)試設(shè)備已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)裝備維護(hù)和技術(shù)保障要求。

2） 以專用的半自動(dòng)/自動(dòng)測(cè)試設(shè)備或系統(tǒng)為主的時(shí)期： 在20世紀(jì)70 年代前后，研制出了多種由計(jì)算機(jī)控制的專用半自動(dòng)/自動(dòng)測(cè)試設(shè)備或系統(tǒng)，并使用了專門的測(cè)試語(yǔ)言編寫測(cè)試軟件。這一階段存在的主要問(wèn)題是： 計(jì)算機(jī)和被測(cè)試件之間、計(jì)算機(jī)與測(cè)試儀器之間以及測(cè)試儀器相互之間的接口沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化，成為組建通用或?qū)Ｓ米詣?dòng)測(cè)試系統(tǒng)的主要障礙。

3） 以標(biāo)準(zhǔn)接口的半自動(dòng)/自動(dòng)測(cè)試設(shè)備或系統(tǒng)為主的時(shí)期： 自20世紀(jì)70年以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)試技術(shù)研究取得了較大的進(jìn)展，加速了軍用自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展。以微型計(jì)算機(jī)和獨(dú)立操作系統(tǒng)為平臺(tái)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)始獲得廣泛應(yīng)用，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)采用了基于標(biāo)準(zhǔn)和專用接口總線的總線結(jié)構(gòu)，測(cè)試程序語(yǔ)言也采用了諸如BASIC﹑ATLAS等多種類型的通用程序語(yǔ)言，從而進(jìn)入了研制多功能﹑易組合﹑可擴(kuò)展的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的成熟階段。

4） 以計(jì)算機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)為主的時(shí)期： 在20世紀(jì)80年代中期以后，以VXI總線為標(biāo)準(zhǔn)的低成本﹑高性能的總線模塊得到應(yīng)用和發(fā)展。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)充分利用計(jì)算機(jī)資源，采用特定的軟件算法，進(jìn)行信號(hào)的分析和測(cè)量，在硬件資源顯著減少的條件下，極大地提高了測(cè)試性能，使自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的控制器不僅能完成控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，而且能直接參與信號(hào)的產(chǎn)生，完成被測(cè)系統(tǒng)性能參數(shù)的測(cè)量任務(wù)。同時(shí)，虛擬儀器的出現(xiàn)也顛覆了測(cè)試儀器的概念，帶來(lái)測(cè)試技術(shù)的大發(fā)展。

二、國(guó)內(nèi)研究情況

自進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，在測(cè)試程序方面，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)逐漸具有了模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，并且能夠快速的完成測(cè)試數(shù)據(jù)的高精度傳輸。而在測(cè)試設(shè)備方面，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)也具有了體積小和智能化的特征。就目前來(lái)看，一般的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)包含了操作系統(tǒng)、軟件控制平臺(tái)、測(cè)試語(yǔ)言、儀器硬件、驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)環(huán)境和附加功能等內(nèi)容，而其外部總線則由MIX-VXI和PCI-PXI等多種混合總線所構(gòu)成。而在國(guó)際上，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)引用的規(guī)范主要是來(lái)自于美國(guó)軍隊(duì)的美軍標(biāo)、IEEE標(biāo)準(zhǔn)和ARINC報(bào)告，并且主要使用TPS開(kāi)發(fā)技術(shù)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)程序的開(kāi)發(fā)的[3]。因此，從總體上來(lái)看，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)逐漸擁有了更多的優(yōu)勢(shì)，并取得了廣泛的應(yīng)用，所以有著不斷發(fā)展的趨勢(shì)。雖然自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)取得了一定的發(fā)展，但是從國(guó)內(nèi)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)在應(yīng)用方面仍然存在著一定的問(wèn)題，進(jìn)而阻礙了其取得進(jìn)一步的發(fā)展[4]。

三、目前存在的問(wèn)題及擬解決方法

目前國(guó)內(nèi)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)發(fā)展面臨的問(wèn)題主要集中在以下幾個(gè)方面：

1） 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的數(shù)量多，型號(hào)多，品種雜，體積龐大，功能單一，機(jī)動(dòng)性差，缺少通用性和繼承性。大多數(shù)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)操作復(fù)雜，對(duì)操作人員能力要求較高，涉及的技術(shù)人員多，尤其是系統(tǒng)缺少友好的人機(jī)操作界面，可視化、交互性程度比較低。同時(shí)，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的可靠性和可維修性指標(biāo)偏低，維修費(fèi)用過(guò)高。

2） 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)尚未形成完整的統(tǒng)一體系。武器裝備生產(chǎn)、使用和維護(hù)中使用了大量的非標(biāo)準(zhǔn)專用測(cè)試設(shè)備，費(fèi)用高，使用和管理極為不便。測(cè)試設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題急待解決和加強(qiáng)。

3） 對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試程序集（TPS）的開(kāi)發(fā)和研制相對(duì)于機(jī)載設(shè)備的開(kāi)發(fā)研制重視不夠，投入不足，尤其是在TPS的移植和互操作方面還很欠缺。另外國(guó)內(nèi)在測(cè)試軟件和語(yǔ)言方面，沒(méi)有較系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，目前大多數(shù)是參考或引用國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)外民航的標(biāo)準(zhǔn)。

4） 對(duì)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)的研究工作，無(wú)論是行業(yè)或政府組織，都不夠重視。國(guó)外自動(dòng)測(cè)試

系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用，前期都是行業(yè)協(xié)會(huì)或行業(yè)組織的行為，政府組織合理引導(dǎo)，推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用。而國(guó)內(nèi)研究相關(guān)技術(shù)或規(guī)范的行業(yè)較少，目前僅僅是學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外的技術(shù)。

5） 對(duì)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的作戰(zhàn)效用認(rèn)識(shí)不足，雖然近年有改善，但是沒(méi)有提升到美軍所認(rèn)識(shí)的戰(zhàn)略高度層面。

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作者簡(jiǎn)介：

陳鵬（1990—），男，四川南充，西華大學(xué)碩士研究生，機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程專業(yè)，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論。