Способ формирования диагностических тестов
Изобретение относится к области диагностики технических систем и может быть использовано при диагностике состояния технических систем различной степени сложности. Технический результат заключается в обеспечении возможности формирования тестов при отсутствии эталонных образцов объекта контроля для различных классов изделий в различных предметных областях. Формируют эквивалентную эталонную модель соединений, в разрывы которой включают эталонные модели составных частей данного типа изделий, задают в определенной последовательности сочетания входных сигналов, определяют параметры откликов на выходах эталонной модели диагностируемого изделия и в характерных промежуточных точках между эталонными моделями составных частей изделия, заносят значения параметров отклика вместе с параметрами тестовых входных сигналов в базу данных, после чего повторяют процесс до полного перебора всех состояний эталонной модели. 4 ил.
Изобретение относится к области диагностики технических систем и может быть использовано при диагностике состояния технических систем (в частности - радиоэлектронной аппаратуры) различной степени сложности.
Из уровня техники известен способ формирования контрольных и диагностических тестов, основанный на использовании предварительно измеренных (эталонных) образцов контролируемых изделий каждого типа [1].
Сущность этого способа заключается в подаче на входы эталонного образца контролируемой аппаратуры наборов входных сигналов, соответствующих реальным сочетаниям входных сигналов, для каждой штатной ситуации (штатного набора входных сигналов) измеряют сигналы, возникающие на выходах эталонного образца и в характеристических (контрольных) промежуточных точках эталонного образца данного вида аппаратуры, измеренные значения сочетаний входных сигналов, значений сочетаний выходных сигналов и значений сочетаний сигналов в промежуточных контрольных точках фиксируют для последующего использования при диагностике состояния и диагностике неисправностей данного типа радиоэлектронной аппаратуры.
Достоинством данного способа, принимаемого за ближайший аналог, является простота формирования диагностических тестов и полнота тестов, что позволяет в дальнейшем определить состояние контролируемых изделий данного типа (по принципу: исправен/неисправен) по совпадению эталонных выходных сигналов и выходных сигналов проверяемого образца изделий данного типа - для одних и тех же сочетаний входных (тестовых) сигналов.
Недостатками данного способа является ограниченная область применения, невозможность формирования тестов при отсутствии эталонных образцов изделий и недостаточная достоверность формируемых тестов.
Техническим результатом от использования изобретения является устранение недостатков прототипа, а именно:
обеспечение возможности формирования тестов при отсутствии эталонных образцов объектов контроля;
обеспечение возможности формирования тестов по заявленному способу для различных классов изделий в различных предметных областях;
повышение достоверности формируемых тестов.
Этот технический результат достигается тем, что способ формирования диагностических тестов, основанный на формировании комбинаций входных тестовых сигналов с заданными сочетаниями параметров сигналов и с заданными последовательностями подачи входных сигналов, соответствующими подаче входных сигналов при штатной работе реальных диагностируемых изделий данного типа, а также на определении параметров сочетаний выходных сигналов для каждой комбинации входных тестовых сигналов, отличается тем, что на основе описания внутренних связей составных частей данного типа изделий формируют эквивалентную эталонную модель соединений (например, физическую модель электрических соединений диагностируемой радиоэлектронной аппаратуры), в разрывы эквивалентной эталонной модели соединений включают предварительно подготовленные эталонные модели составных частей данного типа изделий (например, физические модели электрорадиоэлементов при моделировании диагностируемой радиоэлектронной аппаратуры), задают на входы полученной эталонной модели диагностируемых изделий соответствующие сочетания входных сигналов в соответствующей последовательности, отражающей реальную штатную работу диагностируемых изделий, для каждого сочетания задаваемых входных сигналов определяют параметры сочетаний сигналов отклика на выходах эталонной модели диагностируемого изделия и в характерных промежуточных точках между эталонными моделями составных частей изделия (например, после каждого функционального уровня или каскада схемы диагностируемой радиоэлектронной аппаратуры), заносят с помощью ЭВМ значения параметров сигналов отклика, полученные с выхода эталонной модели и с промежуточных точек эталонной модели диагностируемого изделия, вместе с параметрами соответствующих тестовых входных сигналов в базу данных, повторяют процесс подачи входных тестовых сигналов и определения параметров эквивалентных выходных сигналов до полного перебора всех состояний эталонной модели диагностируемого изделия, сформированную совокупность входных тестовых сигналов и связанных с ними критериальных эквивалентных выходных сигналов используют для диагностики состояния реальных изделий и диагностики неисправностей составных частей изделии.
Практическая реализация способа поясняется на фиг.1-4.
На фиг.1 условно изображена радиоэлектронная схема, представляющая собой разветвленную по входу логическую цепь, имеющую в своем составе 6 электрорадиоэлементов (обозначенные на фиг.1 условными обозначениями У1,...,У6). Устройства У1 и У6 представляют собой входной и выходной разъемы. Устройства У2,...,У5 представляют собой соответствующие логические интегральные схемы (с логическими функциями, изображенными внутри контуров обозначений этих устройств на схеме фиг.1).
На фиг.2 условно изображена схема электрических соединений между контактами устройств У1,...,У6. Реализация электрических соединений по этой схеме в виде электрических проводников между соответствующими контактами будет представлять собой физическую модель электрических соединений изделия, представленного на фиг.1.
Внутренние свойства каждого активного устройства (У2,...,У5), входящего в состав изделия фиг.1, могут быть представлены эквивалентными функциональными моделями. В данном случае функции устройств, входящих в изделие фиг.1, могут характеризоваться следующими описаниями логических функций:
где: а1; а2 - сигналы на входных контактах (1, 2) устройств У2, У3, и У4;
а5 - сигнал на выходных контактах 5 устройств У2, У3 и У5;
в1; в3; в4 - сигналы на входных контактах (1, 3, 4) устройства У4;
в5 - сигнал на выходном контакте 5 устройства У4.
Модели устройств У2,...,У5 должны по своим функциям и параметрам полностью соответствовать свойствам и параметрам реальных устройств того же типа.
На фиг.3 условно показано включение моделей устройств У2...У5 в соответствующие места в модель электрических соединений фиг.2, в результате чего получаем полнофункциональную модель схемы аппаратуры фиг.1, для диагностики которой требуется формирование тестов.
На фиг.4 показана схема включения модели фиг.3 для формирования тестов заявленным способом. Блок формирования тестов 1 под управлением от ЭВМ 2 формирует комбинации входных сигналов, соответствующие штатным входным сигналам аппаратуры фиг.1. Формируемые входные сигналы подаются на входы эталонной модели 3 (фиг.3). Реакция эталонной модели 3 на каждую комбинацию тестовых входных сигналов будет проявляться в виде комбинации выходных сигналов на выходе (выходах) модели 3, которые фиксируются блоком определения сигналов отклика 4. Сигналы отклика на каждую комбинацию входных тестов заносятся в память ЭВМ 2 (вместе с соответствующими входными тестами) и служат критериальными кодами для последующей оценки нормальной работоспособности данного типа аппаратуры (фиг.1). Одновременно с фиксацией выходных сигналов блок определения сигналов отклика 4 фиксирует параметры сигналов отклика модели 3 изделия фиг.3 с выходов моделей устройств У2, У3, У4 (являющихся промежуточными контрольными точками схемы фиг.1). Эти комбинации сигналов (в привязке к соответствующим параметрам входных тестов) являются критериями работоспособности предшествующих частей контролируемой схемы. Они используются в дальнейшем для диагностики неисправностей контролируемой аппаратуры. Например, отказ устройства У5 в составе схемы фиг.1 будет отражаться в том, что измеренные при диагностике реального устройства сигналы отклика на выходе схемы фиг.1 (на контакте 2 разъема У6) не будут совпадать с критериальными значениями сигналов отклика диагностического теста изделия фиг.1, а исправность предшествующих устройств (У2, У3, У4) будет подтверждаться совпадением измеренных сигналов на выходе устройства У4 с критериальными диагностическими сигналами для данной промежуточной точки, полученными при формировании диагностических критериев по схеме фиг.4 на основе модели фиг.3.
Таким образом, заявленный способ формирования тестов обеспечивает возможность на основе моделей аппаратуры получить достоверные диагностические тесты, позволяющие в дальнейшем производить как диагностику общего состояния контролируемого устройства (годен/негоден), так и диагностику неисправностей контролируемого устройства (с точным определением места неисправностей).
Заявленный способ обеспечивает в равной степени формирование диагностических тестов как на основе физических моделей (моделей электрических соединений, моделей составных частей аппаратуры), так и адекватных им математических моделей. При этом сущность реализации способа и его эффективность не зависят от способа реализации моделей.
В качестве физических моделей составных частей изделия (см.фиг.1) при формировании диагностических тестов могут использоваться отобранные соответствующим образом (эталонные) реальные конструктивные составные части изделия (например, электрорадиокомпоненты соответствующих типов - интегральные схемы, транзисторы, диоды, резисторы и т.п. с параметрами в середине полей допуска - для диагностируемых радиоэлектронных изделий).
В качестве блоков 1 формирования тестовых сигналов (представленных на фиг.4) в случае объектов диагностики в виде радиоэлектронной аппаратуры (фиг.1) могут использоваться соответствующие генераторы кодовых комбинаций, генераторы импульсов, генераторы сигналов специальной формы и т.п., известные из уровня техники. В качестве блоков 4 определения параметров сигналов отклика могут использоваться цифровые осциллографы, логические анализаторы, сигнатурные анализаторы, анализаторы спектра и другие соответствующие измерительные устройства, известные из уровня техники.
В случае использования математических эталонных моделей блоки 1, 3, 4 (фиг.4) реализуются в составе ЭВМ 2 в виде соответствующих программных продуктов, адекватных по функциям их реальным физическим эквивалентам.
Литература
1. Надежность и эффективность в технике. Справочник в 10 т. т.9. Техническая диагностика. Под ред. В.В.Клюева, М.: Машиностроение, 1987, с.177-178.
Способ формирования диагностических тестов, основанный на формировании комбинаций входных тестовых сигналов с заданными сочетаниями параметров сигналов и с заданными последовательностями подачи входных сигналов, соответствующими подаче входных сигналов при штатной работе реальных диагностируемых изделий данного типа, а также на определении параметров сочетаний выходных сигналов для каждой комбинации входных тестовых сигналов, отличающийся тем, что на основе описания внутренних частей данного типа изделий формируют эквивалентную эталонную модель соединений, в разрывы эквивалентной эталонной модели соединений включают предварительно подготовленные эталонные модели составных частей данного типа изделий, задают на входы полученной эталонной модели диагностируемых изделий соответствующие сочетания входных сигналов в соответствующей последовательности, отражающей реальную штатную работу диагностируемых изделий, для каждого сочетания задаваемых входных сигналов определяют параметры сочетаний сигналов отклика на выходах эталонной модели диагностируемого изделия и в характерных промежуточных точках между эталонными моделями составных частей изделия, заносят с помощью ЭВМ значения параметров сигналов отклика, полученные с выходов эталонной модели и с промежуточных точек эталонной модели диагностируемого изделия, вместе с параметрами соответствующих тестовых входных сигналов в базу данных, повторяют процесс подачи входных тестовых сигналов и определения параметров эквивалентных выходных сигналов до полного перебора всех состояний эталонной модели диагностируемого изделия, сформированную совокупность входных тестовых сигналов и связанных с ними критериальных эквивалентных выходных сигналов используют для диагностики состояния реальных изделий и диагностики неисправностей составных частей изделий.
