民機(jī)照明成品件關(guān)鍵測試技術(shù)研究

范志成* 劉鵬寅

（上海飛機(jī)制造有限公司，上海201324）

0 引言

照明成品件作為民機(jī)照明系統(tǒng)的重要組成部分，在飛行安全、性能充分發(fā)揮、機(jī)組工作效能、乘坐舒適性等方面都起著至關(guān)重要的作用。隨著民機(jī)照明系統(tǒng)功能復(fù)雜化、設(shè)備多元化，必然對(duì)照明成品件的質(zhì)量和可靠性提出更高的測試需求。目前針對(duì)民機(jī)照明成品件，僅能依靠供應(yīng)商所提供的相關(guān)材料和外觀檢查作為質(zhì)量保障依據(jù)，在總裝階段之前，缺乏對(duì)照明成品件暴露質(zhì)量問題的能力。而國外諸如波音、空客等國際主流航空制造企業(yè)在民機(jī)照明成品件測試方面都具備有成熟的技術(shù)，其測試效率高、功能全、準(zhǔn)確性好，可對(duì)各類成品件進(jìn)行測試。因此從民機(jī)照明成品件質(zhì)量控制、照明系統(tǒng)裝配效率及保障飛行安全的角度出發(fā)，開展民機(jī)照明成品件關(guān)鍵測試技術(shù)研究，對(duì)于民機(jī)成品件的質(zhì)量控制和系統(tǒng)裝配質(zhì)量具有重要意義。

1 民機(jī)照明成品件

照明成品件主要為各照明子系統(tǒng)（按照功能可分成駕駛艙照明、客艙照明、貨艙與服務(wù)區(qū)照明、外部照明和應(yīng)急照明五個(gè)子系統(tǒng)）提供照明，確保照明系統(tǒng)發(fā)揮其各項(xiàng)功能。照明成品件出現(xiàn)任何微小的差錯(cuò)都可能對(duì)民機(jī)安全、運(yùn)行、維護(hù)、舒適等方面造成重大影響，其按類別可劃分為照明燈具、照明控制板及照明電源等成品件，如圖1所示。

圖1 某型民機(jī)照明成品件構(gòu)成圖

1）照明燈具成品件，包括航行燈、著陸燈、頻閃燈、滑行燈、防撞燈、轉(zhuǎn)彎燈、探冰燈等，各成品件發(fā)揮各自獨(dú)特作用，并相互搭配實(shí)現(xiàn)各種功能。

2）照明電源成品件，用于為機(jī)上各類燈具提供能源，依據(jù)功能不同主要可分為照明控制電源和照明電源盒。據(jù)現(xiàn)場故障拒收?qǐng)?bào)告及航線運(yùn)營反饋結(jié)果顯示，照明燈具的疑似功能故障很大程度上源于其對(duì)應(yīng)照明電源成品件的可靠性問題。

3）照明控制板成品件，用于實(shí)現(xiàn)區(qū)域照明、亮度調(diào)節(jié)及對(duì)按壓開關(guān)和信號(hào)器的指示功能等控制功能，如中央操縱臺(tái)調(diào)光控制板可對(duì)駕駛艙控制板的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)；外部和應(yīng)急照明系統(tǒng)控制板通過按壓開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)著陸燈、防撞燈、位置燈、頻閃燈、應(yīng)急燈、滑行燈等燈具的控制。

2 民機(jī)照明成品件關(guān)鍵測試技術(shù)

隨著民機(jī)批產(chǎn)和交付運(yùn)營，對(duì)照明成品件的部件級(jí)測試需求更為迫切，相應(yīng)地對(duì)照明成品件測試系統(tǒng)也提出了更高的技術(shù)要求。而照明成品件關(guān)鍵測試技術(shù)是以虛擬儀器、工裝適配、故障診斷等多種相關(guān)技術(shù)為核心，以覆蓋多類別照明成品件ATP（Acceptance Test Procedure）測試需求為目標(biāo)的一體化測試技術(shù)，既可滿足成品件的入廠驗(yàn)收，又具備對(duì)總裝現(xiàn)場照明系統(tǒng)功能試驗(yàn)中出現(xiàn)各類成品件故障進(jìn)行快速定位的能力，以提高民機(jī)照明系統(tǒng)裝配質(zhì)量和效率。

照明成品件綜合測試系統(tǒng)總體框架如圖2所示，該測試系統(tǒng)主要由硬件平臺(tái)、測試適配器、測試程序、軟件平臺(tái)組成，系統(tǒng)以成熟的測控計(jì)算機(jī)為核心，并根據(jù)測試需求選取成熟的貨架產(chǎn)品作為硬件資源，通過加載測試設(shè)備UUT（Unit Under Test）對(duì)應(yīng)的測試程序集TPS（Test Program Set）協(xié)調(diào)調(diào)用各類硬件測試資源，完成UUT電氣測試、功能測試、故障診斷等工作，同時(shí)具備測試程序二次開發(fā)、原位校準(zhǔn)等功能。

圖2 照明成品件綜合測試系統(tǒng)總體框架圖

2.1 主要技術(shù)特點(diǎn)

1）ATP覆蓋率高

目前國內(nèi)檢測以目視檢查為主，ATP覆蓋率低，即以供應(yīng)商提供的技術(shù)資料及目視成品件表面是否有凹陷、劃痕或殘缺等作為入廠驗(yàn)收的判斷依據(jù)，而照明成品件關(guān)鍵測試技術(shù)在現(xiàn)有測試內(nèi)容基礎(chǔ)上，添加對(duì)關(guān)鍵參數(shù)、關(guān)鍵功能等的部件級(jí)測試環(huán)節(jié)，以高效、全面的暴露成品件裝機(jī)前的潛在質(zhì)量問題。

2）集成度高

照明成品件關(guān)鍵測試技術(shù)將不同機(jī)型、不同類型、不同型號(hào)照明成品件測試資源集成到一個(gè)關(guān)鍵測試系統(tǒng)中，可完全滿足對(duì)多種照明成品件部件級(jí)測試需求。相對(duì)于傳統(tǒng)照明成品件測試、維護(hù)等過程的測試方法，照明成品件關(guān)鍵測試技術(shù)針對(duì)不同照明成品件無需配置相應(yīng)的檢測設(shè)備，具有研發(fā)成本低、無需重復(fù)建設(shè)、測試效率高等優(yōu)勢。

3）可擴(kuò)展性

不同的測試對(duì)象需要調(diào)用的測試資源不盡相同，因此要求照明成品件關(guān)鍵測試系統(tǒng)具備一定的可擴(kuò)展性，通過增加新的測試設(shè)備、測試工裝、測試程序等以滿足新增成品件、新增功能、新增要求的測試需求，同時(shí)系統(tǒng)擴(kuò)展后不會(huì)對(duì)其他已有照明成品件的部件級(jí)測試能力造成影響。

2.2 測試項(xiàng)目分析

盡管照明成品件種類繁多，功能各異，但從覆蓋照明成品件ATP測試需求角度出發(fā)，通過對(duì)民機(jī)照明成品件技術(shù)資料的分析和研究，可以將照明成品件的測試項(xiàng)目劃分為電氣測試及功能測試兩方面測試項(xiàng)目。其中，電氣測試的測試需求和方法基本一致；而依據(jù)不同類照明成品件ATP要求，其功能測試部分存在差異。

2.2.1 電氣測試

民機(jī)照明成品件作為照明系統(tǒng)關(guān)鍵部件，其性能好壞很大程度取決于其電氣特性（主要指ATP中涉及的電搭接、絕緣性、抗電強(qiáng)度等特性）。

1）電搭接測試：通過對(duì)照明成品件ATP規(guī)定的金屬點(diǎn)間電阻進(jìn)行測試，以確保成品件性能并抑制電磁干擾等。

2）絕緣性測試：絕緣體可以抑制電流通過，但施加高壓后，會(huì)有少許泄漏電流流經(jīng)絕緣體的表面和內(nèi)部。所以可通過對(duì)照明成品件ATP規(guī)定的金屬點(diǎn)間施加一定時(shí)間（譬如1min）、一定直流電壓（如500VDC），測試流經(jīng)金屬點(diǎn)的泄漏電流對(duì)應(yīng)的電阻（即絕緣電阻），以保證成品件的用電安全。

3）抗電強(qiáng)度測試：按照照明成品件ATP要求，將成品件兩個(gè)金屬點(diǎn)連接的引出端與成品件外殼施壓一定的交流電壓（如1 500V/50Hz），檢測其電壓承受能力，有時(shí)也把抗電強(qiáng)度稱為絕緣耐壓。

2.2.2 功能測試

照明成品件電氣特性測試完成后，需進(jìn)行后續(xù)的功能測試，以覆蓋ATP要求。成品件的類別不同，需完成的功能測試也不盡相同，某型飛機(jī)部分照明成品件主要功能測試項(xiàng)目如表1所示。

1）對(duì)于照明燈具成品件，主要涉及輸入電流、輸出電壓、頻閃、LED功能、點(diǎn)亮等功能測試；

2）對(duì)于照明電源成品件，主要涉及輸入電流、輸出電壓、頻閃、亮度、點(diǎn)亮、控制邏輯、充放電等功能測試；

3）對(duì)于照明控制板成品件，主要涉及開關(guān)、按鍵、旋鈕、亮度等功能測試。

表1 部分照明成品件功能測試項(xiàng)目分析表

2.3 關(guān)鍵技術(shù)

通過測試項(xiàng)目分析，為覆蓋上述照明成品件測試需求，照明成品件綜合測試系統(tǒng)應(yīng)具備以下關(guān)鍵測試技術(shù)。

1）虛擬儀器的測試資源調(diào)度管理技術(shù)

針對(duì)民機(jī)照明成品件ATP測試需求，利用虛擬儀器的測試資源調(diào)度管理技術(shù)，開發(fā)面向照明成品件電氣測試、功能測試的測試程序集TPS（含接口適配器、測試軟件、測試流程規(guī)范等）。通過加載相應(yīng)的TPS，可以方便測試系統(tǒng)高效調(diào)用各類硬件資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)UUT的自動(dòng)測試，完成ATP測試流程，以滿足照明成品件的可測試性、可兼容性的應(yīng)用需求。目前國外此類技術(shù)已經(jīng)成熟，且普遍應(yīng)用于航空電子、電氣設(shè)備保障中。

2）原位校準(zhǔn)技術(shù)

測試系統(tǒng)配置有大量的儀器、板卡等硬件資源，為保證測試系統(tǒng)性能，必須對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行周期校準(zhǔn)。利用原位校準(zhǔn)技術(shù)，不拆卸設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的校準(zhǔn)，不僅可以降低因設(shè)備拆卸對(duì)整個(gè)測試系統(tǒng)使用的影響、消除信號(hào)導(dǎo)線不同帶來的微小誤差，同時(shí)也大大減小因設(shè)備拆裝、送檢等消耗的時(shí)間、人力成本。

3）故障自診斷技術(shù)

基于人工智能的設(shè)備故障自診斷技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)測試系統(tǒng)在線實(shí)時(shí)故障診斷和報(bào)警，離線形成故障報(bào)表等。在測試過程中，系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)控測試數(shù)據(jù)，通過對(duì)正常、故障和可疑數(shù)據(jù)進(jìn)行辨識(shí)和分析，完成故障定位，并通過人機(jī)界面內(nèi)置的參數(shù)、經(jīng)驗(yàn)、故障案例等信息，為相關(guān)測試人員提供應(yīng)對(duì)排故措施。

4）通用工裝適配技術(shù)

通用工裝適配技術(shù)包含硬件工裝適配技術(shù)和軟件工裝適配技術(shù)兩部分。從照明成品件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及接口特性的角度出發(fā)，應(yīng)用硬件工裝適配技術(shù)，形成一套通用硬件適配工裝；針對(duì)各類照明成品件的功能特點(diǎn)并結(jié)合軟件工裝適配技術(shù)，編制相應(yīng)適配測試軟件，最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)臺(tái)體適配多類照明成品件的測試需求。

3 民機(jī)生產(chǎn)測試領(lǐng)域中的應(yīng)用

隨著民機(jī)照明系統(tǒng)及相關(guān)系統(tǒng)數(shù)字化、集成化、智能化的程度越來越高，民機(jī)性能在得到極大提升的同時(shí)，為保障照明系統(tǒng)裝配及地面功能試驗(yàn)等，對(duì)成品件測試提出了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。目前國內(nèi)民機(jī)照明成品件主要依賴國外進(jìn)口，國外成品件供應(yīng)商通過技術(shù)封鎖（如不提供成品件測試維修授權(quán)、以遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格出售成品件集成測試設(shè)備、故障件國外返修、不提供相關(guān)技術(shù)文件或文件中涉及的關(guān)鍵測試步驟模糊化等）遏制民機(jī)發(fā)展，尤其是成品件測試技術(shù)的發(fā)展，目前國內(nèi)民機(jī)制造企業(yè)尚未形成照明成品件關(guān)鍵測試能力。為解決上述問題，亟需對(duì)照明成品件關(guān)鍵測試技術(shù)開展深入研究并建立相應(yīng)的關(guān)鍵測試能力。結(jié)合國內(nèi)民機(jī)研制和生產(chǎn)的實(shí)際情況，照明成品件關(guān)鍵測試技術(shù)主要應(yīng)用于以下場合：

1）在成品件入廠接收驗(yàn)收階段：針對(duì)功能問題頻發(fā)的照明成品件的外觀符合性、電氣特性、功能特性、準(zhǔn)確度等級(jí)等進(jìn)行檢查和測試，驗(yàn)證其是否滿足供應(yīng)商提供的被設(shè)計(jì)確認(rèn)的功能及性能參數(shù)要求，對(duì)于測試結(jié)果不滿足關(guān)鍵測試要求的故障件，第一時(shí)間反饋質(zhì)量問題，牢牢掌握成品件入廠驗(yàn)收的主動(dòng)權(quán)。

2）在民機(jī)總裝地面功能試驗(yàn)階段：針對(duì)民機(jī)照明系統(tǒng)主要成品件安裝調(diào)試過程中的不可預(yù)估損壞進(jìn)行評(píng)估和故障隔離，并對(duì)疑似出現(xiàn)問題的照明成品件進(jìn)行部件級(jí)快速檢測和故障確認(rèn)，以提升照明系統(tǒng)及相關(guān)系統(tǒng)的調(diào)試和排故效率，確保照明系統(tǒng)的裝配質(zhì)量。

3）在民機(jī)運(yùn)營維護(hù)階段：在航線維護(hù)、內(nèi)廠維護(hù)過程中，對(duì)照明成品件進(jìn)行故障定位診斷及維修后成品件功能及性能的驗(yàn)證工作，輔助一線人員高效排故作業(yè)，并為各類照明成品件提供部件級(jí)定檢、排故、維護(hù)的解決方案，同時(shí)所獲取的測試信息也可為照明成品件測試裝備優(yōu)化和照明成品件國產(chǎn)化提供重要技術(shù)參考。

4 結(jié)論

民機(jī)制造業(yè)一直都是一個(gè)高門檻、高技術(shù)含量、高產(chǎn)值的產(chǎn)業(yè)。為滿足民機(jī)批產(chǎn)及運(yùn)營維護(hù)等對(duì)成品件測試的迫切需要，民機(jī)照明成品件關(guān)鍵測試技術(shù)的應(yīng)用前景和潛力必然更為突出。本文希望能夠引起更多民機(jī)產(chǎn)業(yè)工作者關(guān)注照明成品件關(guān)鍵測試技術(shù)及相關(guān)系統(tǒng)成品件測試技術(shù)，推動(dòng)其健康、高速發(fā)展，為民機(jī)制造業(yè)的發(fā)展保駕護(hù)航。