面向测试性虚拟验证的故障-测试-环境相关性建模方法

测试性设计是现代装备设计中的一项重要内容，测试性验证是检验和评价装备测试性水平是否达到要求的重要手段。目前基于实物试验的测试性验证方法存在故障样本少、样本结构不合理等诸多不足，依托测试性模型，开展测试性虚拟验证可望彻底解决上述问题。但现有的测试性建模方法没有考虑环境因素对测试性验证的影响，可信度不高。项目提出一种面向测试性虚拟验证的故障-测试-环境相关性建模方法，从分析装备功能、行为、结构、故障、测试、环境等因素间的关联关系入手，通过构建环境-结构、功能-故障、环境-测试等一系列关系函数，建立故障-测试-环境相关性模型；然后通过模拟环境参数，驱动故障-环境相关性模型生成故障样本序列，并驱动测试-环境相关性模型模拟测试诊断过程，进而得到较真实的故障样本和测试诊断结果。项目的研究将为我国装备系统的测试性验证提供一条新的切实可行的解决途径，具有广阔的应用前景。

测试性设计是现代装备设计中的一项重要内容，测试性试验是检验和评价装备测试性水平是否达到要求的重要手段。目前基于实物对象的常规测试性试验方法存在故障样本少、样本结构不合理等诸多不足。以建模仿真技术为基础，开展测试性虚拟试验可望解决上述问题，但是现阶段虚拟试验在理论上还有很多问题等待解决，离工程化应用还存在较大差距。.本项目从测试性试验的内涵与需求入手，围绕测试性虚拟试验中的建模与仿真问题，分别从构建概念模型和仿真实现模型，故障仿真及测试诊断仿真等环节开展了研究，具体成果如下：.1. 研究了面向测试性虚拟试验的建模技术.（1）首先针对测试性虚拟试验对建模与仿真技术的需求，提出了一种概念模型——F2BTEM——以描述测试性试验中的对象、故障、测试、环境等基本要素，并研究了F2BTEM概念模型的本体描述方法，为构建测试性虚拟试验的仿真实现模型指明了方向。.（2）基于F2BTEM所描述的基本要素，提出了面向测试性虚拟试验的仿真模型的构建方法，包括基于扩展多信号流图模型的和基于多领域统一建模法的仿真实现模型构建方法。.（3）为了检验并评价上述模型的准确性和可信度，提出了相应的VV&A方法，提出了基于层次分析法和模糊综合评判法的模型可信度综合评估方法。.（4）针对现阶段虚实结合的测试性综合试验技术现状，提出了一种将虚拟试验数据转换为实物试验数据技术。.2. 研究了故障样本的仿真生成技术.（1）研究了环境应力触发故障的机制，提出了一种环境-故障关联因子，并将该关联因子导入仿真实现模型用于故障模拟生成。.（2）为了使虚拟试验中的故障样本尽量逼近实际使用中的故障样本，综合考虑产品实际运行、维修及环境因素，提出了基于故障统计模型的故障样本模拟生成技术。.3. 研究了测试诊断过程的仿真技术.（1）为使测试性虚拟验证试验更接近真实情况，考虑测试的不确定性，提出了测试不确定性的仿真方法。.（2）研究了集成于产品软件系统中的诊断系统的仿真，通过仿真使其完成测试数据收集、诊断推理、诊断结果输出等功能。.4. 验证案例研究.以导弹控制系统及其测试系统为对象开展了验证研究，结果表明所提出的测试性虚拟试验理论与技术正确可行、科学合理，具有风险少、成本低、效率高、故障注入受限少等优点，具有很好的工程应用前景。