機(jī)載航電軟件中故障診斷技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)

張宇飛 諶鉞 蔡棟材

摘 ?要：針對(duì)機(jī)載航電軟件中的可維護(hù)性問(wèn)題，在現(xiàn)有中央維護(hù)技術(shù)和內(nèi)建自測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行故障診斷技術(shù)的研究和功能開發(fā)。通過(guò)對(duì)故障碼的檢索、轉(zhuǎn)譯，在外界參與反饋的基礎(chǔ)上給出可執(zhí)行的排故建議措施，降低排故復(fù)雜性，提升產(chǎn)品維護(hù)效率，減少排故時(shí)間和費(fèi)用消耗。

關(guān)鍵詞：故障診斷;故障碼轉(zhuǎn)譯;單級(jí)故障;多級(jí)故障

1.引言

隨著用戶需求日漸擴(kuò)展和多樣化，機(jī)載軟件規(guī)模及復(fù)雜性快速增長(zhǎng)，在飛機(jī)大規(guī)模部署使用的前提下，如何快速低成本的應(yīng)對(duì)產(chǎn)品出現(xiàn)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的快速收斂回歸，提升產(chǎn)品維護(hù)效率是機(jī)載軟件領(lǐng)域一項(xiàng)重要的研究課題。

航空領(lǐng)域很早展開了機(jī)載維護(hù)方面的研究，并推出ARINC604《機(jī)內(nèi)測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)和使用指南》[1]、ARINC624《機(jī)載維修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指南》[2]等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)推動(dòng)機(jī)載領(lǐng)域可維護(hù)性設(shè)計(jì)的發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，在現(xiàn)有機(jī)載軟件中央維護(hù)系統(tǒng)（CMS）基礎(chǔ)上進(jìn)行故障診斷功能的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)故障的精確定位和維修，降低維修復(fù)雜度，提升飛機(jī)的維護(hù)效率。

2.故障診斷技術(shù)研究與設(shè)計(jì)

隨著飛機(jī)的外場(chǎng)部署和長(zhǎng)期使用，機(jī)載航電系統(tǒng)故障由軟硬件設(shè)計(jì)故障逐漸轉(zhuǎn)移至維護(hù)類故障、需求變更類故障，見圖1。為了降低飛機(jī)使用過(guò)程中故障維護(hù)的難度，提升飛機(jī)維護(hù)的效率，需要在中央維護(hù)技術(shù)和內(nèi)建自測(cè)試功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)，將系統(tǒng)爆發(fā)的故障通過(guò)故障碼轉(zhuǎn)譯為維護(hù)人員可以理解的措施，根據(jù)提示措施進(jìn)行檢修和反饋，實(shí)現(xiàn)故障的快速收斂。

2.1故障診斷實(shí)現(xiàn)原理

機(jī)載航電系統(tǒng)中故障診斷部分駐留在綜合處理機(jī)（IPC）中，通過(guò)中央維護(hù)和內(nèi)建自測(cè)試功能獲取采集和上報(bào)的故障[4]，并根據(jù)對(duì)應(yīng)的故障碼進(jìn)行映射，將故障碼翻譯為可以理解和操作的措施。維護(hù)人員根據(jù)建議排故措施，通過(guò)按鍵、屏幕和控制面板進(jìn)行檢測(cè)反饋，將故障進(jìn)行收斂。

機(jī)載航電系統(tǒng)故障分別單級(jí)故障和多級(jí)故障。

單級(jí)故障：只有單個(gè)故障源產(chǎn)生故障，可以通過(guò)故障產(chǎn)生條件和故障消除條件實(shí)現(xiàn)故障的排除，一般不配置為支持故障診斷功能。如有特殊單級(jí)故障需要進(jìn)一步確定產(chǎn)生原因，則配置為支持故障診斷;

多級(jí)故障：有多個(gè)故障源導(dǎo)致故障產(chǎn)生，無(wú)法通過(guò)故障產(chǎn)生條件和消除條件進(jìn)行故障定位，配置為支持故障診斷功能。根據(jù)故障措施映射表查詢對(duì)應(yīng)的解除措施，維護(hù)人員根據(jù)建議措施進(jìn)行信息反饋，確定問(wèn)題產(chǎn)生根因。

2.2軟件設(shè)計(jì)

故障診斷軟件主要包含故障診斷分析模塊、中央維護(hù)故障采集模塊、交互式維護(hù)模塊[3]和顯示處理單元4部分。機(jī)載航電軟件故障診斷軟件結(jié)構(gòu)和收發(fā)通道見圖2。

故障診斷分析模塊：故障診斷分析模塊主要使用從故障采集模塊查詢到的故障碼，分析對(duì)應(yīng)故障，并結(jié)合外部反饋，推導(dǎo)故障產(chǎn)生的根源，提供解決措施，并在顯示處理單元進(jìn)行反饋;

中央維護(hù)軟件故障采集模塊：故障采集模塊主要根據(jù)上報(bào)的故障進(jìn)行存儲(chǔ)，并轉(zhuǎn)化為故障碼，供故障診斷分析模塊進(jìn)行使用;

交互式維護(hù)模塊：根據(jù)通信協(xié)議，進(jìn)行人機(jī)數(shù)據(jù)交互，導(dǎo)入命令和數(shù)據(jù)供故障診斷模塊進(jìn)行處理，并將解算處的故障解決措施進(jìn)行輸出;

顯示處理單元：進(jìn)行故障解決措施的顯示和命令/數(shù)據(jù)的輸入。

3.故障診斷界面實(shí)現(xiàn)

故障診斷主要分為單級(jí)故障診斷和多級(jí)故障診斷，見圖3、圖4。

單級(jí)故障源導(dǎo)致的故障一般不支持進(jìn)一步故障診斷，通過(guò)故障產(chǎn)生條件和消除條件實(shí)現(xiàn)故障問(wèn)題排故;

多級(jí)故障源導(dǎo)致的故障一般配置為支持故障診斷功能，進(jìn)入詳細(xì)維護(hù)信息界面后，點(diǎn)擊故障診斷按鍵，進(jìn)行告警源的進(jìn)一步診斷，逐次逼近故障產(chǎn)生根因，給出排故建議措施。

4.結(jié)束語(yǔ)

機(jī)載航電軟件故障診斷技術(shù)是在中央維護(hù)技術(shù)和內(nèi)建自測(cè)試技術(shù)上針對(duì)產(chǎn)品維護(hù)措施進(jìn)行的進(jìn)一步技術(shù)研究和功能開發(fā)。通過(guò)對(duì)故障碼的檢索、轉(zhuǎn)譯，在外界參與反饋的基礎(chǔ)上給出可執(zhí)行的排故建議措施，供維護(hù)人員排故使用，可有效的降低排故復(fù)雜性，提升產(chǎn)品維護(hù)效率，減少排故費(fèi)用和時(shí)間消耗。

參考文獻(xiàn)

[1]ARINC 604-1-88，機(jī)內(nèi)自檢測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)指南[S].

[2]ARINC 624-1-93，機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南[S].

[3]張亞琳，何亦征.飛機(jī)故障診斷與維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[C].中國(guó)航空學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)，機(jī)載航電專題，2007，2-4.

[4]王濤，宋樂，張健.基于測(cè)試性模型的故障診斷測(cè)試技術(shù)研究[C].第二屆中國(guó)航空科學(xué)技術(shù)大會(huì)論文集，2015，621-624.