測試技術(shù)與軍機(jī)維修體制變革

0 引言

測試技術(shù)是航空維修的重要組成部分，不僅使飛機(jī)的作戰(zhàn)性能提高，而且直接關(guān)系到軍機(jī)維修思想、維修方式、甚至維修體制的變革。故對測試技術(shù)與軍機(jī)維修體制變革進(jìn)行研究。

1 測試技術(shù)概述

測試技術(shù)是指應(yīng)用測試設(shè)備、工具和方法，按照標(biāo)準(zhǔn)，對裝備的狀況進(jìn)行判斷。內(nèi)涵如圖1，包含嵌入式測試支持技術(shù)、測試設(shè)備和測試程序等。

測試技術(shù)分外部測試和內(nèi)部測試，分別由自動測試設(shè)備(ATE)和機(jī)內(nèi)測試設(shè)備(BIT)來體現(xiàn)。

1.1 ATE技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用ATE技術(shù)能夠使測試效率提高10倍以上，故障隔離效率提高30％，并可在裝備壽命周期內(nèi)節(jié)省20％以上的測試費(fèi)用。因此，ATE技術(shù)已成為保持裝備戰(zhàn)斗力的高效設(shè)備。

早在20世紀(jì)50年代美國就開始了ATE的開發(fā)研制，其發(fā)展經(jīng)過了4個(gè)階段：20世紀(jì)60年代以前主要以人工或?qū)Ｓ脺y試儀器進(jìn)行測試的早期階段；60～70 年代中期發(fā)展成由計(jì)算機(jī)控制的專用化半自動、自動測試設(shè)備的發(fā)展階段；80年代中期則以微型計(jì)算機(jī)、獨(dú)立操作系統(tǒng)、IEEE2488、CAMAC、 RS2232總線結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)，多功能、易組合、可擴(kuò)展式ATE階段；80年代中期至今進(jìn)入以VXI總線為標(biāo)準(zhǔn)的低成本、高性能、便攜式ATE的完善期階段。

現(xiàn)在航空裝備設(shè)計(jì)中廣泛采用外場可更換單元(LRU)技術(shù)，LRU種類、數(shù)量不斷增多。由于部件的自檢測能力有限，導(dǎo)致多種類別和結(jié)構(gòu)形式的ATE大量出現(xiàn)，測試過程變得復(fù)雜。美國空軍在1985年提出ATE的研制要求，即體積小、成本低、性能高、可移動、模塊化、多用途和標(biāo)準(zhǔn)化的ATE。

1.2 BIT技術(shù)

BIT 技術(shù)是指系統(tǒng)設(shè)備依靠內(nèi)部專設(shè)的自檢測電路和軟件，來完成自身工作參數(shù)的檢測和故障自診斷，然后執(zhí)行故障隔離的一種綜合能力。由于BIT能夠監(jiān)控主要工作參數(shù)、向操作和維修人員報(bào)告工作狀態(tài)、預(yù)測未來可能發(fā)生的故障，已成為現(xiàn)代裝備不可缺少的組成部分，主要用于維修和維護(hù)檢測，對于裝備的安全可靠運(yùn)行和維修具有重要意義。

1)BIT的發(fā)展歷程

20世紀(jì)60年代，隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，航空電子設(shè)備日趨復(fù)雜，維修工作量迅速增加。為了改善設(shè)備的維修性，減少故障隔離時(shí)間，美軍開始研究BIT技術(shù)。70年代初，測試、檢測和故障診斷困難成為制約裝備發(fā)展的一個(gè)主要原因，軍機(jī)維修重點(diǎn)也從以往的拆卸和更換逐漸轉(zhuǎn)向故障檢測和隔離，這一現(xiàn)象在電子裝備上表現(xiàn)得更為突出?，F(xiàn)在BIT技術(shù)已經(jīng)開始向綜合化和智能化發(fā)展，并開始與ATE融合，但ATE存在著費(fèi)用高、種類多、操作復(fù)雜、人員培訓(xùn)困難和只能離線檢查等方面的不足，所以BIT的地位越來越突出。

2)BIT技術(shù)的應(yīng)用

航空裝備研制過程中，BIT技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。80年代初期開始服役的F-18飛機(jī)，其80％的電子設(shè)備和系統(tǒng)都設(shè)計(jì)有BIT功能；F-15飛機(jī)的電子設(shè)備中的敵我識別器和應(yīng)答機(jī)、平視顯示器、中央計(jì)算機(jī)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等也都有BIT能力。

BIT 技術(shù)在航空電子設(shè)備和機(jī)電系統(tǒng)上的應(yīng)用，提高了飛機(jī)的戰(zhàn)備完好性和出勤率，降低了維護(hù)費(fèi)用。例如，F(xiàn)-16飛機(jī)在設(shè)計(jì)之初，就對BIT技術(shù)與其機(jī)載設(shè)備的結(jié)合進(jìn)行了全面考慮，從而使F-16一度成為美軍完好率和出勤率最高的飛機(jī)，且需要的備件很少；F-22飛機(jī)作為最新一代戰(zhàn)斗機(jī)，BIT技術(shù)的應(yīng)用就更加廣泛深入了。

3)智能BIT技術(shù)

智能BIT技術(shù)就是將專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能理論和方法引入到BIT的故障診斷之中，以降低BIT虛警率、提高裝備故障診斷能力。

隨著航空裝備復(fù)雜性的增加，用于改善裝備維修性、測試性和自診斷能力的BIT技術(shù)，不斷暴露出自身無法克服的診斷能力差、虛警率高、不能識別間歇故障等不足。所以，80年代以來，美、英等國相繼開展智能BIT研究，利用計(jì)算機(jī)模擬人的思維過程和處理問題的方法對基本BIT的輸出結(jié)果進(jìn)行分析、推理和判斷，以提高BIT的故障診斷檢測與隔離能力，減少BIT虛警，并能測試和隔離問歇故障。智能BIT技術(shù)已在美國空軍F-15、F-16的改進(jìn)型和新裝備的F- 22中得到應(yīng)用。

2 維修體制變革

由于維修觀念的更新以及新技術(shù)不斷應(yīng)用于航空維修領(lǐng)域，飛機(jī)維修體制經(jīng)歷了飛機(jī)使用單位直接維修的單級體制、直接維修與基地結(jié)合的兩級維修體制，最后形成了基層級、中繼級和基地級的三級維修體制。大體上可分為探索階段、固定模式和最新發(fā)展3個(gè)階段。

2.1 探索階段

20世紀(jì)二三十年代，航空技術(shù)剛起步，飛機(jī)都是以機(jī)械部件為主，電子設(shè)備、機(jī)種方面的設(shè)備幾近空白，對維修的要求較低，所以由使用單位進(jìn)行單級維修就可完成。