[发明专利]一种基于系统结构层次化分析的复杂装备系统测试性建模平台

说明书

本发明公开一种基于系统结构层次化分析的复杂装备系统测试性建模平台及其实现方法。所述复杂装备系统测试性建模平台包括建模模具栏、建模画布、模型节点属性设置、可测试性分析以及辅助工具等部分。其中，建模模具栏提供复杂装备系统建模图形块；建模画布用于测试性模型搭建；模型节点属性设置负责测试性设计过程中成本、时间等属性的配置；可测试性分析负责计算系统的测试性指标，以定量方式评估系统的诊断和隔离能力；辅助工具负责建模过程中和建模完成之后的交互操作。本发明采用层次化建模思想，综合了多个测试性设计相关的因素，能够实现对复杂装备系统整体而全面的描述；提供了可视的图形化建模平台，具有直观、易学的特点。

技术领域

本发明涉及复杂装备系统测试性建模技术，具体涉及一种基于系统结构层次化分析的复杂装备系统测试性建模平台。

背景技术

复杂装备具有集成化、模块化的设计特点，随着系统结构和功能复杂性的增加，测试和诊断的难度将大大提高。在复杂装备系统设计阶段就开展测试性的设计工作，对于提高系统自我诊断和外部诊断能力，保证故障诊断的覆盖率和诊断效能具有重要意义。

系统和设备的测试性是指，其本身所具有的便于监控自身健康状况、易于进行故障诊断测试的特性。它始终贯穿于系统设计、开发、使用和消亡的整个生命周期中，对于系统维护性的完善、可靠性的增强和可用性的提高具有重要影响。

关于测试性方面的研究，美国先后颁布了一系列相应的测试性标准规范，并开发了测试性分析与设计辅助软件。其中，最具有代表性的是DSI公司的eXpress和QSI公司的TEAMS，这两个软件现已广泛应用于航空、航天等相关领域，它们均采用可视化的图形建模技术，建模过程直观、简单易学。然而，作为商用软件，这两款软件价格昂贵，且其测试性分析所用方法和过程不为外界所知，国内人员无法获知本质内容。

国内关于复杂装备系统测试性建模与分析的相关研究起步较晚，但近年来，测试性受到了越来越多的关注，各方面研究不断取得进展。相应的图形化测试性建模平台也逐渐成为众多研究者的关注点，然而以复杂装备系统为对象，投入实际工程使用的测试性建模平台很少，主要存在问题包括：

1)系统建模方法。复杂装备系统具有高度集成化的特点，无法建立系统精确的数学模型，传统的建模方法面对复杂装备系统时存在建模难度大、精度低等问题。

2)系统模型管理。复杂装备系统的结构复杂、体量庞大，在系统建模过程中如何很好地管理系统各个模块的子模型，能够简化建模难度。

3)通用的工程化建模平台。多数测试性建模平台以某一具体对象为目标，提供定制化的测试性建模服务，无法在工程上实现通用化。

针对上述问题，本发明提供了一种基于系统结构层次化分析的复杂装备系统测试性建模平台。基于层次化思想将复杂装备系统进行层级划分，根据传感器测点与系统组件故障之间的依赖关系，分层建立复杂装备系统的多信号流图模型，简化系统模型，并提供通用、可视的图形化测试性建模平台，降低了建模难度。

发明内容

本发明为了解决复杂装备系统测试性设计、分析与优化的需求，提供一种基于系统结构层次化分析的复杂装备系统测试性建模平台，集测试性建模、测试性分析于一体。

基于系统结构层次化分析的复杂装备系统测试性建模平台的特征在于：所述基于系统结构层次化分析的复杂装备系统测试性建模平台，包括建模模具栏、建模画布、模型节点属性设置、可测试性分析及辅助工具等部分。其中，建模模具栏提供了复杂装备系统测试性建模的图形块；建模画布用于测试性模型搭建；模型节点属性设置负责测试性设计过程中相关属性的配置，包括成本、时间等；可测试性分析将图模型转换为量化矩阵，通过计算系统相关的指标，以定量方式评估系统诊断和隔离能力；辅助工具负责建模过程中的一些交互操作和建模完成之后的一些处理。

所述建模模具栏，负责展示用于建模的图形类型，以颜色和形状进行区别，每个模具都有特殊的含义和标识，代表了系统中不同的部分。