儀商導(dǎo)讀：故障診斷是保障裝備全壽命周期綜合的關(guān)鍵技術(shù)，是提升裝備故障診斷效率精度，提高裝備的完好率和任務(wù)成功率的重要環(huán)節(jié)。基于此，本文將介紹如何通過國內(nèi)ATE/ATS（自動測試設(shè)備/系統(tǒng)）主流平臺工具TestCenter，實(shí)現(xiàn)基于IEEE123標(biāo)準(zhǔn)的自動測試故障診斷功能。
TestCenter簡述
TestCenter是一款專為加速您的測試系統(tǒng)軟件開發(fā)而設(shè)計(jì)的自動測試系統(tǒng)軟件平臺工具，主要應(yīng)用于測試程序的開發(fā)、運(yùn)行和管理。TestCenter實(shí)現(xiàn)了對測試資源、測試程序、測試數(shù)據(jù)以及測試計(jì)劃的無縫集成和統(tǒng)一部署，這將幫助您完成對自己的測試系統(tǒng)軟件從設(shè)計(jì)開發(fā)到執(zhí)行分析的全面掌控。TestCenter為測試系統(tǒng)軟件的開發(fā)、執(zhí)行與管理提供了一個(gè)靈活而強(qiáng)大的基礎(chǔ)框架。
使用TestCenter軟件平臺開發(fā)測試系統(tǒng)軟件，您可以快速獲得執(zhí)行流程控制、報(bào)表生成、數(shù)據(jù)庫存儲等高級功能。TestCenter的強(qiáng)大功能將您的計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)變成為一個(gè)測試工作站，是您進(jìn)行測試系統(tǒng)軟件開發(fā)的得力工具。
TestCenter具有完全自主的知識產(chǎn)權(quán)。2012年，TestCenter入選國防科技工業(yè)百項(xiàng)先進(jìn)工業(yè)技術(shù)研究推廣應(yīng)用工程。如圖1所示，為Testercenter的界面，TestCenter可以在多個(gè)測試領(lǐng)域中被應(yīng)用，包括消費(fèi)類電子產(chǎn)品及武器裝備的電路板級、模塊級、系統(tǒng)級的功能測試與故障診斷。
圖1 Testcenter界面
IEEE1232標(biāo)準(zhǔn)簡介
故障診斷在裝備綜合保障中應(yīng)用廣泛，為了規(guī)范測試診斷過程和實(shí)現(xiàn)診斷知識的共享，IEEE制訂了人工智能應(yīng)用于系統(tǒng)測試與診斷領(lǐng)域的通用標(biāo)準(zhǔn)即IEEE1232標(biāo)準(zhǔn)，也稱作AI-ESTATE標(biāo)準(zhǔn)。通過標(biāo)準(zhǔn)化診斷推理部件推理機(jī)的接口，以實(shí)現(xiàn)TPS與診斷的分離；通過標(biāo)準(zhǔn)化診斷知識的描述，以達(dá)到診斷知識的共享。IEEE1232標(biāo)準(zhǔn)定義的信息模型如圖2所示。
圖2 IEEE1232信息模型
TestCenter故障診斷子系統(tǒng)簡介
故障診斷與ATE伴隨著電子裝備一起誕生、發(fā)展和進(jìn)化。目前應(yīng)用較多也較為成熟的故障診斷方法主要包括專家系統(tǒng)故障診斷方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法和故障樹故障診斷方法等。經(jīng)過對幾種故障診斷方法進(jìn)行分析研究，TestCenter平臺采用基于IEEE1232標(biāo)準(zhǔn)的故障診斷方法。TestCenter開發(fā)平臺為診斷程序的開發(fā)提供了支持，包括圖形化的故障建模工具、IEEE1232標(biāo)準(zhǔn)的診斷推理機(jī)、故障診斷程序開發(fā)等。
IEEE1232標(biāo)準(zhǔn)為故障樹分析在內(nèi)的幾種故障診斷方法建立了相應(yīng)的診斷信息模型，并指定了兩種格式來描述這些信息模型，使之成為可交換文件。標(biāo)準(zhǔn)還定義了符合IEEE1232標(biāo)準(zhǔn)的診斷推理機(jī)。交換文件由推理機(jī)解析，對診斷起指導(dǎo)作用。IEEE1232推理機(jī)通過服務(wù)接口與測試系統(tǒng)交互。推理機(jī)只負(fù)責(zé)診斷推理，測試則由測試系統(tǒng)完成。與傳統(tǒng)的診斷和測試融合在一起不同，診斷模塊（IEEE1232推理機(jī)）在不同測試系統(tǒng)間是可互換的。
在故障樹分析時(shí)，依照IEEE1232標(biāo)準(zhǔn)生成可交換的診斷信息文件，診斷知識將在不同測試系統(tǒng)間共享。通過嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施推理機(jī)的通信接口，就可以實(shí)現(xiàn)診斷模塊的移植，達(dá)到測試與診斷的分離。
參考IEEE1232標(biāo)準(zhǔn),TestCenter開發(fā)了故障診斷子系統(tǒng)，如圖3所示，TestCenter故障診斷由三部分組成：診斷模型制作器、診斷推理機(jī)和診斷程序。
圖3 故障診斷子系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
診斷模型制作器是一個(gè)交互式界面，用于創(chuàng)建、編輯被測件的IEEE1232故障模型文件，模型文件采用標(biāo)準(zhǔn)格式存儲。診斷推理機(jī)裝載IEEE1232故障模型文件，并通過標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)接口與診斷程序交互。診斷程序是診斷推理機(jī)的客戶端，負(fù)責(zé)啟動診斷推理機(jī)。它為診斷推理機(jī)提供測試和動作列表，并按推理機(jī)請求執(zhí)行相關(guān)操作。診斷程序位于測試系統(tǒng)一端，診斷模型制作器和診斷推理機(jī)位于診斷推理系統(tǒng)一端。
自動測試故障診斷實(shí)現(xiàn)
利用Testcenter中的故障診斷子系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)基于自動測試的故障診斷功能。以故障樹為例，簡要介紹如下：
第一步：創(chuàng)建一個(gè)故障診斷模型；如圖4所示，在Testcenter主程序中，創(chuàng)建一個(gè)故障診斷模型，選定該模型并選擇編輯功能，就可以進(jìn)入故障診斷模型制作器進(jìn)行故障診斷模型編輯。
圖4 故障診斷模型創(chuàng)建
第二步：編輯故障關(guān)系模型；如圖5所示，在診斷模型制作器中，按照IEEE1232定義，將一個(gè)診斷系統(tǒng)的基礎(chǔ)元素主要包括：動作（Action）、測試（Test）、維修（Repair）、診斷（Diagnosis）、故障（Fault）等。建模操作人員通過圖形化界面進(jìn)行建模，從而實(shí)現(xiàn)被測模型的診斷信息描述。
圖5 模型關(guān)系建立
第三步：編輯故障診斷模型；如圖6所示，這里以故障樹診斷方法為例，通過可視化建模程序，可以完成故障樹的建立。
圖6 故障診斷模型建立
圖7 自動測試故障診斷程序生成
第四步：自動測試故障診斷程序生成；如圖7所示，在完成了故障診斷建模后，就可以實(shí)現(xiàn)自動測試故障診斷程序的生成，在生成的程序中對測試TPS進(jìn)行修改、完善及確認(rèn)后，自動測試故障診斷程序準(zhǔn)備完成。
圖8 自動測試故障診斷執(zhí)行
第五步：執(zhí)行自動測試故障診斷；如圖8所示，連接好測試設(shè)備與被測件后，通過自動測試故障診斷程序就可以實(shí)現(xiàn)自動測試故障診斷，待測試完成后可得到各測試流程的測試信息和故障診斷的結(jié)果分析。
總結(jié)
作為國內(nèi)ATE領(lǐng)域中最具代表性的TestCenter，已在中國電科、中國船舶、中國航天等多個(gè)軍工集團(tuán)得到使用，并成功應(yīng)用于各類項(xiàng)目的科研、生產(chǎn)自動測試中，其七大技術(shù)特色包括：
1）開放的軟件體系架構(gòu)；
2）立即可用的自動測試完整解決方案；
3）可視化組裝式的測試程序開發(fā)；
4）豐富可擴(kuò)展的插件庫；
5）可集成主流編程語言編寫的測試模塊；
6）用戶可定制的報(bào)表生成；
7）方便快捷的測試程序發(fā)布。
這些特色結(jié)合TestCenter內(nèi)置的基于IEEE1232標(biāo)準(zhǔn)的故障診斷子系統(tǒng)功能模塊，可以很好的解決設(shè)備測試中對于故障診斷中關(guān)系模型建立、診斷模型編輯、故障診斷程序開發(fā)、自動測試結(jié)合的需求，實(shí)現(xiàn)自動測試故障診斷功能。
