基于模型的系统工程在在线测技术的设计

罗苑琪 中航飞机西安飞机工业（集团）有限责任公司

1 引言

某型号飞机需要批生产，但现阶段总装装配特点为装配周期短，装配调试项目多，参与人员多，且易出现安全事故。在此现状基础上提出在线测试系统，用以评估部装交付状态，加快设备级、系统级的功能验证，减少系统测试排故时间，降低安全风险，加快总装进度，提高交付周期。

2 设计需求

依照国际惯用的电子电气系统供应商要求，根据SAE ARP 6110，构建在线测系统的设计顶层需求。在线测系统采用模块化设计，应实现以下几点需求：1）评估部装交付状态；2）完成LRU级功能检测；3）完成系统级功能检测；4）快速识别LRU故障；5）便于维护，可扩展；6）提供测试人员的保护等功能。

3 某型机总线划分

在线测系统需要与飞机的主网络交联，并进行LRU/LRM级的检测。因此，对于在线测系统的数据计算需要保证信号类型的完整性。对典型的航空数据进行归类整理，如表1所示。

表1 典型的航空数据

量 离散量 ARINC717数记录器带宽（HZ）100MB 与线缆长N/A N/A N/A N/A总线技术 AFDX CAN 电源 模拟 （参）度相关通信模式 全双工 全双工 N/A 单工 半双工 半双工终端数量 不限（理 不限 N/A 通常 通常 通常少于5个

4 建立在线测系统的模型

20世纪末期至今，大部分型号均采用第四代先进的综合航空电子系统为飞机的主网络（90年代开始研制的美国宝石台航空电子系统是其典型代表），在线测系统依托于飞机的主网络进行互联，隔离。典型的在线测系统架构图如图1所示。

图1 典型的在线测系统架构图

4.1 双工总线的介入

以CAN总线举例，CAN总线处理模块将设备1断开，以在线测主机为激励源对设备2进行仿真。

4.2 单工总线的接入

以ARINC 429总线举例，针对不同的设备测试或系统级测试需求，存在两种ARINC 429处理方法。

方法1，断开设备1的输出信号，以在线测主机为激励源对设备2进行仿真。

方法2，通常为系统级测试和故障排查时使用。主要用于设备1的状态监控。

5 LRU级功能检测

依据在线测系统的设计需求，在线测系统需要对LRU级功能检测。以电气系统机电管理计算机实现座舱压力控制调节为例。顶控板通过CAN总线输出座舱压力控制信号，航电数据采集机柜通过1553B总线输出机场标高、气压高度并接收机电管理计算提供的设备状态信号，座舱压力调节计算机通过ARINC429信号接收控制信号并反馈座舱压力指示信息。

根据设备的原理交联图构建机电管理计算机在线测系统的设计模型，对于顶控板、座舱压力调节计算机、数据采集器机柜进行在线测隔离。完成机电管理计算机设备功能测试模型，如图1所示。

图1 机电管理计算机设备测试模型

通过对设备的隔离进行机电管理计算机模型的建立，衍生在线测系统的设备需求。

6 系统级功能检测

依据在线测系统的设计需求，在线测系统需要对系统级功能检测。现以飞机的俯仰配平（水平安定面配平）的指示功能为例。系统通过俯仰配平控制电门进行配平指令的输出，航电数据采集机柜通用计算模块（CCM）计算飞机重心输出，主飞控计算机收到该信号后执行并发送至数据采集机柜，通过飞机主网络发送至显示系统用于显示。

根据功能的系统交联图构建俯仰配平（水平安定面配平）指示功能在线测系统的设计模型，对系统进行在线测测试。现完成俯仰配平（水平安定面配平）指示功能系统测试模型，如图2所示。

图2 俯仰配平（水平安定面配平）指示功能系统测试模型

7 结束语

通过需求建模的形式建立飞机的每一个设备级、系统级需求模型，立与飞机级系统测试相匹配，可协助总装人员加快设备级、系统级的功能验证，减少现场人员，降低安全风险，加快总装进度，提高交付周期。