工业智能化背景下导弹测试技术的发展思考*

邵云峰，彭涛

(北京电子工程总体研究所，北京 100854)

工业智能化背景下导弹测试技术的发展思考*

邵云峰，彭涛

(北京电子工程总体研究所，北京 100854)

在工业智能化大发展背景下，导弹测试技术面临多型号被测对象的通用、快速、并行、可靠的测试、诊断、维护一体化等需求，以满足武器装备的信息化、智能化综合保障能力的提升需求。导弹测试技术要紧密契合国防工业发展方向，以服务装备保障为中心，以提升技术能力为目标，以需求和问题为导向，创新测试理念、方法、技术手段等，重点发展大数据测试、智能化测试、网络化测试和云测试等技术，实现导弹测试从任务型向能力型的转变。

大数据测试；智能化测试；网络化测试；云测试；导弹测试；故障诊断

0 引言

导弹测试技术是基于通用测试与控制技术，满足导弹测试性设计要求而开发的测控环境，是各种测控技术优化、集成和创新的典型应用。导弹测试技术随着武器装备和测试技术的发展，测试对象和测试系统的复杂性和多样性越来越突出。目前导弹测试技术普遍基于VXI(VMEbus extension for instrumentation)和PXI(PCI extensions for instrumentation)等总线仪器，实现了导弹测试的高速采集、精确测量和多样化分析评估，但是对比卫星、飞机等测试环境，以及未来空间飞行器的测试需求，导弹测试技术在通用性、创新性、覆盖性、天地一致性等方面还有差距。同时，针对国家“十三五”提出的中国制造2025发展规划，以及各行业全力推进信息化、智能化大发展的背景下，导弹测试技术也面临很大的发展机遇和挑战。

1 导弹测试技术现状

“十二五”导弹测试技术随着导弹武器装备和通用测控技术的发展，能力得到了很大提升。一是基于VXI总线的导弹测试体系架构趋于成熟，形成了相关的技术标准群；二是虚拟仪器总线应用的多样化，逐步从VXI向PXI和自定义总线转变，前者突出紧跟仪器发展主流，后者突出自有核心技术；三是瞄准下一代测试技术，结合型号需求，分阶段实现从串行通讯向1553B总线和网络化应用转变；四是测试系统软件平台化，提升了可移植性和通用性。

导弹测试系统作为导弹测试技术的显性载体和武器装备配套设备，“十二五”期间技术水平得到了显著提升，在多个军兵种实现了批量配套，为导弹武器综合保障能力提升发挥了重要作用。导弹测试系统呈现的主要特点：一是从型号专用向多型号通用化转变，以适应工业部门多型号并行研制和部队提升综合保障效能需求。目前机载弹药测试系统已实现通用化，以海军为代表的军兵种已建立战术导弹通用测试装备技术规范，规范和推进各类导弹测试设备的通用化；二是原有测试系统向测试平台和便携式测试设备“一大一小”两极拓展。测试系统一方面从单一测量为主向测试、诊断、维护一体化平台扩展，另一方面向高度集成和小型化的便携测试设备拓展，满足部队伴随保障、原位测试需求[1]。

2 导弹测试技术的不足

(1) 导弹测试性设计不足

长期以来，导弹研发都是以功能实现为核心，对导弹测试性设计重视不够，导致导弹测试深度和测试覆盖率不足，影响了对导弹的完好性评估，具体体现为：

1) 测试性总体设计不足；

2) 高置信度测试性建模和模型验证能力不足；

3) 导弹及分系统BIT(built in test)设计不足；

4) 基于FMECA(failure mode effects and criticality analysis)的故障诊断与隔离设计和验证能力不足；

5) 测试性评估缺乏验证方法和能力。

(2) 导弹天地一致性测试验证不足

各级机关和领导对于导弹飞行试验失利总存在一个疑惑，地面测试完好的导弹，为什么飞试的时候还会出现问题？通过对各类飞试失利案例的深入剖析，地面模拟导弹真实飞行环境的测试手段不足是主要原因，即导弹天地一致性的验证能力不足，导致地面验证不能完全涵盖导弹实际飞行工况，无法及时发现设计隐患。具体体现为：

1) 导弹动态闭环测试能力不足；

2) 导弹边界条件测试能力较弱；

3) 飞行工况复合激励环境缺乏。

(3) 导弹故障诊断能力不足

目前导弹测试重点是功能和性能指标的符合性测试，基本解决了“测”的问题。但由于导弹测试性设计和验证不足导致可获取的测试数据不全[1]，无法对导弹进行全面故障诊断和准确定位，因此导弹“诊”的能力急需提升。导弹故障诊断能力不足主要体现为：

1) 缺乏导弹故障树；

2) 缺少适用的故障诊断方法；

3) 导弹全寿命周期测试数据综合能力不足。

(4) 导弹测试技术的创新力度不足

导弹测试技术经历了仿制、研仿结合和自主研制3个阶段，测试系统经历了手动、半自动和全自动的发展过程，目前基于虚拟仪器总线的测试技术成为测试应用的主流，也在各类测试装备上得到了广泛应用。但从国外先进测试技术的发展趋势看[2]，导弹测试技术在创新应用方面还有差距。今后主要方向如下：

1) 合成仪器技术；

2) 故障预测与健康管理技术；

3) 虚拟测试技术；

4) 智能测试技术。

3 测试技术发展的几点思考

通过对“十二五”导弹测试现状总结和“十三五”导弹装备发展分析，后续测试技术发展要综合考虑军方用户需求和测试专业需求2个层面。

军方用户需求层面，一是重点推动测试设备通用化和小型化；二是着力推动PXI总线+适配器模式的通用测试平台产品化；三是发展快速便捷的现场测试保障装备。测试专业需求层面，顶层需求来自军工管理部门“十三五”规划，重点是试验、测试、评估相结合，发展先进测试与故障预测、特种测试与传感、虚拟试验与一体化综合试验验证、复杂电磁环境试验测试等技术；军工集团导弹测试专业需求侧重于导弹测试性设计、测试设备工程化能力提升、测试产业链拓展、虚拟测试与评估、故障诊断与健康管理等。

综上所述，在工业智能化大发展背景下，导弹测试技术要紧密契合国防工业发展方向，以服务装备保障为中心，以提升专业能力为目标，以需求和问题为导向，创新发展思维，实现导弹测试从任务型向能力型的转变。

“十三五”导弹测试技术发展，可概括为“大”、“智”、“网”、“云”4个方向。

(1) “大”——大数据测试

在当今网络信息化时代，大数据具有数据规模大、种类多和处理速度快等特征，其采集、分析和综合应用在各行各业正发挥越来越大的作用。军工行业里的飞机、卫星等产品，由于系统复杂、测试参量测试时间长，数据量非常庞大，大数据的应用已开展了较长时间的研究和应用[2]；而导弹相比飞机、卫星，测试参量和数据量要简单，大数据应用还没有真正开展[2-4]。导弹全寿命周期数据包括产品配套数据、单元测试数据、总装测试数据、部队测试数据、维修维护数据等，整体现状是缺乏统一管理和利用。

随着导弹武器综合保障要求的提升，对导弹全寿命周期测试、诊断、维护的需求也更为迫切，因此如何充分汇集军地双方导弹全寿命期数据，开展基于大数据的导弹故障诊断、预测和健康管理技术研究(可称之为导弹“后测试技术”)，对于加速导弹武器装备迅速形成战斗力的意义重大。

(2) “智”——智能化测试

当前，智能化应用正以前所未有的广度、深度和速度渗透到我们生活、工作的方方面面。国外以德国工业4.0为代表的智能制造推动了工业制造模式和水平的提升；国内“十三五”提出的中国制造2025发展战略规划，旨在全面推进国内工业制造领域的智能化。在国内外工业智能化大背景下，导弹工业也在着力提升数字化和智能化，从机械军工向数字军工转变，推动产业转型升级[5]。

目前军工企业正在推进导弹武器装备研制模式及流程的数字化、智能化再造，特点是基于虚拟样机的设计、制造、装配、测试、保障等环节的一体化协同，导弹测试的智能化既是导弹研发和制造的需要，也是导弹测试技术今后发展的必然方向。导弹智能测试技术发展重点包括智能化仪器合成、智能可重构系统、智能接口适配、弹载自测试、导弹智能诊断技术[6-7]等，分布在虚拟样弹的智能化协同设计和实物样弹的智能制造过程里[8]。

(3) “网”——网络化测试

如今网络已遍及人们生活的各个角落，社会的整体运行发展已经离不开网络。“十三五”国家发布了“互联网+”战略，更是将网络的推广应用提升到国家层面，可以预见，未来的5～10年，网络应用又将迎来一次高速发展。在军工行业，网络应用需求丝毫不亚于社会其他行业，甚至还应超前和引领网络应用的发展[9]。对于导弹武器装备测试领域，美军正在研发的Next测试系统，其体系架构的基础就是网络，通过卫星链路和信息网络构建全球数据访问专家支持系统，对不同区域、不同军种的各种装备测试数据进行汇总分析和处理[1，10]。

在国内导弹测试领域，网络的应用直接推动了测试技术、设备和服务的升级换代，网络化测试越来越得到认可和重视，并且已经在远程测试、专家知识、测试资源管理和调配等方面得到了一定的应用。后续结合网络技术发展和装备测试应用发展的需求，网络化测试进一步创新测试方法，重点关注基于移动互联的网络化测试[7]、无线测试、组网测试，借鉴手机APP模式，开发基于移动互联的测试功能Tps，提供远程下载开展不同测试对象的测试诊断包[11]。

(4) “云”——云测试

云概念的核心思想是把大量资源通过网络形成供用户使用的庞大资源库[12]。在当前社会活动网络化模式中，云计算、云存贮、云制造等“云”技术快速发展，在各个领域得到了广泛应用[13]。在导弹武器装备研制过程中，弹道计算、气动设计、结构分析、控制仿真等都需要用到云计算[14]。随着国家军民一体化保障的深入推进，充分借鉴和利用“云”技术，系统、全面、高效地推进部队导弹武器装备的综合保障工作，对提升装备保障效能，确保装备战备完好性意义重大。

导弹测试是导弹武器装备综合保障的重要组成部分，在“云”保障发展的牵引下，导弹测试势必也将从传统的点对点测试模式，转型升级为点对面、面对面的云测试模式。云测试是网络化测试技术和内涵的深化，通过对“人、机、料、法、金”等平台的互动[15]，整合工业部门和军方的测试资源，优化资源调配，提升资源利用率，支持跨平台、跨领域、跨专业的协同测试(功能测试、性能测试、验收测试、安全性测试、一致性测试、可靠性测试、复杂电磁环境适应性测试等)[16]，实现导弹测试领域的B2B，B2C，C2C，O2O等。

4 结束语

本文分析了当前导弹测试技术发展现状和不足，针对“十三五”军地双方对导弹测试技术发展的需求，以切实提升装备测试水平和测试专业能力为目标，指出后续应重点发展大数据测试、智能化测试、网络化测试和云测试的研究方向，从而适应中国制造2025发展战略和国防工业智能化发展大趋势的要求。

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Review of Missile- Test Technology Development on the Background of Industrial Intellectualization

SHAO Yun- feng，PENG Tao

(Beijing Institute of Electronic System Engineering，Beijing 100854 China)

To fulfill the demand of an enhanced informative and intellectualized integrated support in weapon system under the context of developing industrial intellectualization, missile- test technology requires a general, rapid, paralleled and reliable integration of test, diagnosis and maintenance techniques when testing multi- project UUT(unit under test). Closely related to the goal of defense industry, missile- test technology should be centered on serving equipment supply, aimed at promoting technical skills, led by needs and inquiries, innovated by new concept, methods and approaches. The transformation from task- based test to ability- based test for missile will be achieved, which is emphasized by the development of big data，intellectual system，network and cloud test.

big data test；intelligent test；network test；cloud test；missile test；fault diagnosis

2016-06-15；

2016-11-18 基金项目：有 作者简介：邵云峰(1971-)，男，江苏宜兴人。研究员，硕士，研究方向为飞行器电气与测发控总体设计。

10.3969/j.issn.1009- 086x.2017.04.025

TJ760.6

A

1009- 086X(2017)- 04- 0157- 05

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