基于FMECA 的通信测试设备技术改造

杜 洋

（航空工业西飞，西安 710089）

1 引言

数据链系统是飞机通信系统的重要组成部分，用于飞机与飞机之间，飞机与地面指挥所之间构建一个链路网络，以满足指令、信息等的交互和实时感知战场态势，对于飞行和作战任务的执行具有重要的意义。数据链系统作为机上极为重要的设备，若能进行准确的装机前测试、故障诊断、复查及定位，能达到事半功倍的效果。不同机型相应配套的数据链的软件和技术状态有一定差异，对于地面试验室，有必要对现有老旧测试设备进行升级改造以达到通用的效果。

2 FMECA 介绍

2.1 概述

FMECA 以故障模式及影响分析（FMEA）和危害性分析（CA）组成。FMEA 指的是分析产品中每一个可能的故障模式并确定其对该产品及上层产品所产生的影响，以及把每一个故障模式按其影响的严重程度予以分类的一种技术。CA 指的是对产品中的每个故障模式发生的概率及其危害程度所产生的综合影响进行分析，全面评价产品各种可能出现的故障模式的影响。FMECA 即量化分析故障模式影响的危害程度。

2.2 方法

FMECA 分析有硬件法和功能法两种基本方法。对复杂系统也将两种方法结合起来。依据系统设计的状态、复杂程度及可利用信息的多少来确定采用哪种方法进行分析。

（1）功能法。该方法按照产品的功能输出分类，一般自上而下分析时采用。用该方法进行FMEA 可能忽略某些故障模式；（2）硬件法。该方法主要以评价故障开始，列出表格，并对可能发生的故障及其影响进行分析，可从任一层次开始向上一层次方向分析，即自下而上分析。（3）组合法。系统设计尚未全部完成时采用。对设计已确定的部分采用硬件法，设计未确定的部分采用功能法。

2.3 约定层次

根据需要将产品以功能关系或硬件结构来划分功能层次或结构层次。分析产品中每一个可能的故障模式并确定其对该产品及上层所产生的影响，把每一个故障模式按其影响的严重程度予以分类。

3 工艺性分析

3.1 评估当前

数据链系统的测试条件缺失及测试设备老化会造成以下影响：

（1）影响装机后通电故障的复查、分析和定位，影响装机质量及排故效率。（2）购置相关测试设备费用巨大。（3）故障率控制不高，无法在装机前有效判断机载设备的质量好坏。通过对原有的数据链测试台进行升级改进，使其同时满足多型号相关的技术要求，且花费极少。为装机前校验、故障复查、故障分析定位以及后续的机载设备维修提供可靠的技术条件支持。

3.2 风险分析

按工艺流程运用FMECA 分析结果进行早期评判，以便预测或监控潜在的工艺风险和关键难点。以下为风险分析：

（1）无准确的数据来源及录入，无法建立数据库实时控制。（2）设备运行中的危险性分析，操作过程中有可能对机载设备造成损害。（3）该系列产品差异过大，改造难度及成本提高。

4 控制措施

4.1 故障库的建立

故障诊断是降低故障率最有效的手段之一，其最有效的实现手段即是故障库的建立。在建立不同型号的一批机载设备故障数据库基础上来升级改造设备达到实时跟踪、解析相关情况的效果。

（1）故障分类：研究机载设备功能结构，分解结构层次。解析机上出现的故障所对应的试验室技术指标；完成数据快速分析和汇总。

（2）建立合格定性功能描述，将每个数据因素的种类标准化，确保录入信息的准确性和规范性，能快速在库中检索相应故障。

（3）建立影响关系网络。从内、外场各个情况收集数据，减少重复数据录入工作。

（4）统计分析数据，控制过程。将数据进行镜像数据对比，验证了设计方案的准确性。

4.2 改造实施

（1）根据设计方案及项目经费，计算最大利用率。

（2）在保障硬件系统电路兼容及信号完整的前提下，以升级优化软件来实现最初方案设计所需要所有功能。

（3）故障库实施更新，有助于日后故障诊断及机载设备的修理。

（4）人员培训，保障实际的使用安全。

4.3 系统试验和验证

（1）对调试方案进行研究、分析，确定操作的正确性与可操作性。

（2）验证是否能正常测试数据链的功能，是否能注入规划等功能。

5 达到的目标

改造后的测试台投入使用即可提升装机机载设备的一次性合格率，不仅完善了测试环境；直接准确地验证设备性能，为快速、精准定位故障提供更为可靠的技术保障；能发现并解决传统测试手段中无法检测的问题，有效排查机载设备隐性问题。

通过建立的故障库数据分析计算，具备试验室测试条件的机载设备在装机前故障率明显低于无试验条件的机载设备。

该测试台的集成化优势使以往两、三台设备的功能集中在一台测试台中，经济效益优势明显。