本發(fā)明涉及測(cè)試流程優(yōu)化方法，尤其是在離散工業(yè)場(chǎng)景下，針對(duì)大飛機(jī)測(cè)試場(chǎng)景的虛擬輔助排故歸零方法。

背景技術(shù)：

1、對(duì)離散行業(yè)產(chǎn)品而言，其裝配階段的功能測(cè)試任務(wù)與使用階段的性能檢測(cè)任務(wù)在形式上都一般呈現(xiàn)為固定測(cè)試步驟下的測(cè)點(diǎn)驗(yàn)證流程。例如：測(cè)試大飛機(jī)襟翼控制功能，本質(zhì)上是通過操縱桿給出激勵(lì)信號(hào)，觀測(cè)舵面是否偏轉(zhuǎn)到規(guī)定范圍內(nèi)，進(jìn)而判斷升降舵所在控制鏈路單元的部件是否存在故障。因此，與上述測(cè)試步驟相類似，測(cè)試項(xiàng)測(cè)試步驟的核心是給出諸如操縱桿偏移量范圍的測(cè)試依據(jù)，測(cè)點(diǎn)的判讀對(duì)象則為升降舵的偏轉(zhuǎn)角度，異常的處置情況則為對(duì)升降舵所在控制鏈路單元的各部件進(jìn)行故障排查與修復(fù)。

2、目前，在大飛機(jī)裝配階段的功能測(cè)試與使用階段的性能測(cè)試中，故障排故歸零方法主要包括：

3、(1)人工設(shè)計(jì)測(cè)試項(xiàng)與測(cè)試步驟，現(xiàn)場(chǎng)排故人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)與測(cè)試結(jié)果分析故障原因。由于測(cè)試步驟多且部件故障模式的定義難度大，傳統(tǒng)的人工分析在實(shí)際工程環(huán)境下并不能保證測(cè)試設(shè)計(jì)的最優(yōu)性。此外，不同功能元件性能不佳所導(dǎo)致的測(cè)試步驟異常，仍需要在測(cè)試流程外進(jìn)行排故歸零、部件更換、部件重測(cè)等操作。一方面，傳統(tǒng)基于實(shí)物排查的排故過程增加了產(chǎn)品各部件在生產(chǎn)測(cè)試階段的運(yùn)行次數(shù)，對(duì)部件出廠后的使用壽命帶來了負(fù)面影響；另一方面，排查過程中的測(cè)試與裝卸操作也增加了測(cè)試人員的執(zhí)行工時(shí)，從而導(dǎo)致了組裝-部裝-總裝過程中成本與效率的惡化。

4、(2)半實(shí)物仿真測(cè)試，將實(shí)物嵌入到軟件環(huán)境中進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬測(cè)試。雖然半實(shí)物仿真測(cè)試相比上述人工設(shè)計(jì)測(cè)試項(xiàng)并進(jìn)行全過程實(shí)物測(cè)試降低了費(fèi)用成本，但作為實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，半實(shí)物仿真測(cè)試在測(cè)試時(shí)間上仍然依賴于實(shí)物的運(yùn)行速度，在降低時(shí)間成本上較為有限。此外，由于實(shí)物參與測(cè)試流程，實(shí)物出廠壽命仍會(huì)受到一定影響。

5、(3)基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的故障排故歸零方法，這種方法通過分析歷史故障數(shù)據(jù)，建立故障診斷模型，從而輔助排故人員進(jìn)行故障診斷。機(jī)器學(xué)習(xí)算法在處理數(shù)據(jù)和做出預(yù)測(cè)時(shí)，通常依賴于歷史數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量，如果歷史數(shù)據(jù)中缺乏與偶發(fā)機(jī)理故障相關(guān)的樣本，

6、故障診斷模型則無法識(shí)別這類故障的特征，從而導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)判別盲區(qū)。

7、在通用化測(cè)試場(chǎng)景中，就其機(jī)理層面而言，其測(cè)試操作均可通過建模仿真在虛擬環(huán)境下實(shí)現(xiàn)(如上述襟翼測(cè)試功能的案例)。虛擬仿真的測(cè)試模型雖不能直接代入到工程環(huán)境的真實(shí)測(cè)試流程中直接與物理設(shè)備交互，但可以替代物理設(shè)備經(jīng)歷測(cè)試流程，并可通過虛擬環(huán)境中靈活自主的故障注入機(jī)制，復(fù)現(xiàn)故障現(xiàn)象，排查故障性能參數(shù)，在降低時(shí)間成本的同時(shí)提高測(cè)試排故歸零的效率。因此，結(jié)合大飛機(jī)裝配這一具體離散工業(yè)場(chǎng)景，針對(duì)其漫長高費(fèi)的測(cè)試流程、實(shí)際測(cè)試對(duì)部件壽命帶來負(fù)面影響以及組裝-部裝-總裝過程中成本與效率的惡化的現(xiàn)象，構(gòu)建虛擬輔助排故歸零方法，從而以更低的成本與工時(shí)輔助現(xiàn)場(chǎng)排故人員故障歸零，有效解決上述低效高費(fèi)的測(cè)試執(zhí)行問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為解決大飛機(jī)實(shí)際測(cè)試中對(duì)部件壽命帶來負(fù)面影響，以及測(cè)試中部件組裝-部裝-總裝帶來的成本與效率惡化的問題，提供了一種虛擬輔助排故歸零方法。本方法可在虛擬環(huán)境下輔助測(cè)試人員實(shí)現(xiàn)故障復(fù)現(xiàn)歸零，進(jìn)而有效解決低效高費(fèi)的測(cè)試執(zhí)行問題，提高測(cè)試流程的效率。

2、所述的虛擬輔助排故歸零方法主要面向離散行業(yè)中的大飛機(jī)測(cè)試場(chǎng)景。具體而言，所述虛擬輔助排故歸零方法包括故障性能參數(shù)篩選、交互式故障假設(shè)驗(yàn)證、可更換單元(line?replaceable?unit，lru)級(jí)故障歸因三項(xiàng)核心步驟。

3、所述故障性能參數(shù)的篩選，通過虛擬仿真機(jī)理模型中各性能參數(shù)的有向傳播關(guān)系，根據(jù)故障發(fā)生位置反向確定故障相關(guān)性能參數(shù)。所述交互式故障假設(shè)驗(yàn)證，通過基于lru級(jí)的性能參數(shù)故障注入接口輔助測(cè)試人員對(duì)故障原因的假設(shè)進(jìn)行傳感信號(hào)層面的對(duì)比驗(yàn)證，從而在虛擬仿真環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)對(duì)故障現(xiàn)象的復(fù)現(xiàn)。所述lru級(jí)故障歸因，針對(duì)復(fù)現(xiàn)過程中出現(xiàn)多個(gè)性能參數(shù)偏移而無法直接定位lru級(jí)故障來源的情況，通過故障仿真模塊的高并行虛擬隔離試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)。

4、本發(fā)明的特點(diǎn)是：

5、(1)本發(fā)明通過構(gòu)建虛擬仿真機(jī)理模型代替實(shí)際物理部件經(jīng)歷測(cè)試流程，減少實(shí)際物理測(cè)試對(duì)部件壽命的負(fù)面影響以及人工成本，提高測(cè)試效率；

6、(2)本發(fā)明通過虛擬仿真機(jī)理模型中性能參數(shù)的有向傳播關(guān)系與故障位置，篩選反映功能元件故障的性能參數(shù)，并基于lru級(jí)的性能參數(shù)故障注入接口，設(shè)計(jì)交互式故障假設(shè)驗(yàn)證人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)故障現(xiàn)象在虛擬仿真環(huán)節(jié)中的復(fù)現(xiàn)；

7、(3)本發(fā)明通過虛擬隔離測(cè)試方法，針對(duì)故障復(fù)現(xiàn)過程中出現(xiàn)多個(gè)性能參數(shù)偏移而無法直接定位lru級(jí)故障來源的情況，逐一評(píng)估故障性能參數(shù)偏移對(duì)故障現(xiàn)象的相關(guān)性，從而輔助現(xiàn)場(chǎng)排故人員快速定位性能異常的部件，實(shí)現(xiàn)lru級(jí)排故歸零。

技術(shù)特征：

1.一種面向大飛機(jī)測(cè)試場(chǎng)景的虛擬輔助排故歸零方法，其特征在于：所述的虛擬輔助排故歸零方法包含通過性能參數(shù)-故障位置關(guān)系反向確定初步排查范圍的故障性能參數(shù)篩選步驟、通過lru級(jí)性能參數(shù)故障注入接口及界面輔助測(cè)試人員在虛擬仿真環(huán)境中驗(yàn)證并復(fù)現(xiàn)故障現(xiàn)象的交互式故障假設(shè)驗(yàn)證步驟、通過高并行虛擬隔離測(cè)試評(píng)估各故障性能參數(shù)對(duì)故障現(xiàn)象相關(guān)程度的lru級(jí)故障歸因步驟。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬輔助排故歸零方法，其特征在于：所述虛擬輔助排故歸零方法中的故障性能參數(shù)篩選步驟將故障模式定義為性能參數(shù)相對(duì)理論值產(chǎn)生25％以上的正/負(fù)偏移，將測(cè)點(diǎn)正/異常定義為傳感信號(hào)穩(wěn)定值是否在理論閾值之內(nèi)，根據(jù)當(dāng)前正/異常的測(cè)點(diǎn)狀態(tài)結(jié)合性能參數(shù)的傳播關(guān)系正向整理與異常測(cè)點(diǎn)相關(guān)的故障模式，構(gòu)建篩選完畢的疑似故障模式集合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬輔助排故歸零方法，其特征在于：所述虛擬輔助排故歸零方法中的交互式故障假設(shè)驗(yàn)證步驟根據(jù)性能參數(shù)與lru級(jí)部件的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將性能參數(shù)對(duì)應(yīng)的故障模式進(jìn)一步歸納到lru級(jí)故障；通過故障注入面板，按照相對(duì)理論值的比例注入對(duì)應(yīng)的性能參數(shù)偏移，通過三維可視化復(fù)現(xiàn)展示仿真結(jié)果，逐步完成故障的復(fù)現(xiàn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬輔助排故歸零方法，其特征在于：所述虛擬輔助排故歸零方法中的lru級(jí)故障歸因步驟對(duì)于不同性能參數(shù)，進(jìn)行高并行虛擬隔離試驗(yàn)，根據(jù)性能參數(shù)屏蔽前后的響應(yīng)余弦相似度評(píng)估性能參數(shù)偏移與故障模式的相關(guān)程度；通過評(píng)估結(jié)果為現(xiàn)場(chǎng)排故人員提供定量輔助信息，以有效定位具體發(fā)生性能異常的lru對(duì)象。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種面向大飛機(jī)測(cè)試場(chǎng)景的虛擬輔助排故歸零方法。所述的虛擬輔助排故歸零方法利用虛擬測(cè)試技術(shù)為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員補(bǔ)充多元故障信息，構(gòu)建基于人機(jī)交互的歸零機(jī)制，高效輔助大飛機(jī)測(cè)試環(huán)境的排故任務(wù)。所述虛擬輔助排故歸零方法分為三個(gè)步驟：首先通過性能參數(shù)的有向傳播關(guān)系結(jié)合故障模式與測(cè)點(diǎn)異常間的關(guān)聯(lián)關(guān)系篩選故障性能參數(shù)；之后基于LRU級(jí)的性能參數(shù)故障注入接口，向故障性能參數(shù)注入?yún)?shù)偏移，完成故障在虛擬仿真環(huán)境中的復(fù)現(xiàn)；最后通過高并行虛擬隔離測(cè)試實(shí)驗(yàn)，采用基于響應(yīng)余弦相似度的故障相關(guān)性評(píng)估機(jī)制，輔助現(xiàn)場(chǎng)排故人員實(shí)現(xiàn)LRU級(jí)故障的快速歸因。

技術(shù)研發(fā)人員：于勁松,趙春州,高美,周金浛,劉妍,李徐輝,高占寶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6