本书以装备开展测试性工作的实际工程需求为牵引,以测试性设计分析验证中所设计的关键技术为线索,系统阐述了测试性建模技术、测试性分配技术、测试(点)优选方法、诊断策略优化技术、测试性预计方法、测试性验证技术,并通过实例对相应的理论、方法、技术和模型进行了应用验证分析,同时简要介绍了装备开展测试性工作的工程框架,包含测试性设计分析与验证。本书可作为测试性相关专业大专、本科和研究生的学习参考,也可作为装备测试性维修性等领域的科研人员与工程技术人员的学习参考。
王红霞,海军工程大学,博士。主要研究方向为故障诊断与虚拟仪器技术和系统可测性设计与分析。从事测试性研究13年,发表学术论文30余篇,1篇被SCI收录,12篇被EI或ISTP收录。参编电子工业出版社出版的《电子技术基础》教材。
第1章概述!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 1
11 测试性的概念、目标及其影响!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 1
111 测试性概念!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 1
112 测试性的影响!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 2
12 测试性的发展过程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4
121 测试性技术发展阶段!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4
122 测试性标准!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4
13 测试性工程及关键技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 6
14 常用测试性术语及参数!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 9
141 常用测试性术语!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 9
142 参数!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 14
第2章测试性建模技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 16
21 系统划分!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 16
211 基于模糊有向图的系统划分!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 16
212 基于模糊聚类的系统划分!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 21
22 故障模式分析!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 25
221 故障模式分析法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 25
222 测试性与故障模式分析!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 26
23 相关矩阵!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 28
231 相关矩阵概念!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 28
232 相关矩阵生成方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 29
233 相关矩阵的化简!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 34
24 测试性模型!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 35
241 信息流模型!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 35
242 多信号模型!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 36
243 混合诊断模型!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 40
25 测试性建模方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 46
第3章测试性分配技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 47
31 概述!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 47
311 测试性分配的输入/输出!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 47
312 分配原则与要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 48
313 数学模型!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 49
32 经典测试性分配方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 49
321 故障率分配法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 49
322 加权分配法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 50
323 综合加权分配法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 52
33 基于层次分析的测试性分配方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 53
331 AHP方法基本理论!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 53
332 基于AHP方法的测试性分配!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 54
333 示例分析!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 55
34 基于线性插值的测试性分配方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 57
341 基于线性插值的测试性分配方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 57
342 基于二次线性插值的测试性分配方法!!!!!!!!!!!!!!!!! 58
第4章测试(点)选择!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 61
41 概述!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 61
411 测试选择问题!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 61
412 测试参数的描述!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 62
42 测试可靠情况下的测试优选方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 63
421 基于布尔逻辑的测试优选!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 63
422 基于启发式搜索策略的测试优选!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 64
423 基于粘贴模型的测试优选!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 67
43 测试点优选方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 70
431 基于二元分裂法的测试点优选!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 70
432 基于信息论的测试点优选!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 72
433 基于分割相关矩阵的测试点优选!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 75
434 测试点优选方法比较!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 76
435 测试点选取原则!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 76
第5章诊断策略构建与优化技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 77
51 概述!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 77
52 面向单故障的诊断策略构建技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 78
521 DP算法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 78
522 基于AO算法的诊断策略构建问题!!!!!!!!!!!!!!!!!! 79
523 基于广义AO算法的诊断策略问题!!!!!!!!!!!!!!!!!! 86
524 基于搜索算法的诊断策略优化!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 90
53 诊断策略优化方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 95
531 诊断策略优化提出!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 95
532 诊断策略优化方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 96
533 诊断策略优化的理论证明!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 96
54 面向多故障的诊断策略构建技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 103
541 求解极小碰集的方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 104
542 求解掩盖故障的方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 108
543 基于SURE的诊断策略构建问题!!!!!!!!!!!!!!!!!! 110
544 扩展的单故障诊断策略构建问题!!!!!!!!!!!!!!!!!! 114
545 改进的多故障诊断策略构建问题!!!!!!!!!!!!!!!!!! 115
第6章测试性预计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 119
61 概述!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 119
62 工程预计法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 120
63 其他参数的预计问题!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 126
第7章测试性设计与分析!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 128
71 测试性要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 129
72 诊断方案!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 130
721 诊断方案的组成因素!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 131
722 诊断方案的制订程序!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 133
723 诊断方案权衡!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 134
73 固有测试性设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 137
731 复杂装备的合理划分!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 138
732 功能与结构设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 139
733 初始化!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 140
734 测试控制(可控性)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 141
735 观测性设计准则及元器件选择!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 143
74 测试性设计准则!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 144
741 测试性设计准则的内容!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 144
742 测试性设计准则条款示例!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 145
75 BIT设计内容!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 157
751 BIT工作模式设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 157
752 BIT布局形式!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 158
753 BIT软、硬件设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 159
754 BIT设计技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 160
755 BIT设计准则!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 166
76 防虚警设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 168
761 确定合理的测试容差!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 169
762 确定合理的故障指示、报警条件!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 171
763 提高BIT工作的可靠性!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 171
764 智能BIT !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 172
77 外部诊断设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 175
771 测试点设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 175
772 诊断逻辑与测试程序设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 178
773 兼容性设计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 182
78 测试性分析(核查)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 184
781 测试性设计准则符合性检查!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 184
782 兼容性评价!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 187
783 装备测试性分析的实施!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 191
第8章测试性验证技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 195
81 测试性验证试验方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 195
811 以二项分布为基础的验证方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 195
812 以正态分布为基础的验证方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 203
82 故障样本量的确定方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 204
83 故障样本分配方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 205
831 按比例分层抽样分配方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 205
832 按比例简单随机抽样分配法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 206
833 基于故障模式的样本分配法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 206
834 基于危害度相对比值的样本分配方法!!!!!!!!!!!!!!!!! 209
835 基于多因子综合的样本分配法!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 211
836 故障样本分配方法优缺点比较!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 212
84 故障样本选取方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 212
841 基于多信号模型的故障样本选取算法!!!!!!!!!!!!!!!!! 213
842 基于模糊聚类法的故障样本选取算法!!!!!!!!!!!!!!!!! 215
843 基于影响度的故障样本选取算法!!!!!!!!!!!!!!!!!! 217
85 故障模拟与注入!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 223
86 测试性参数估计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 225
861 点估计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 225
862 区间估计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 226
863 近似估计!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 227
87 虚警率验证方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 227
871 按可靠性要求验证!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 228
872 按成功率验证!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 228
873 考虑双方风险时的验证!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 228
874 近似验证方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 229
第9章装备测试性验证!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 230
91 测试性验证目的和内容!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 231
92 测试性验证的工作框架及要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 231
93 测试性验证工作内容与要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 232
931 测试性验证的程序!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 232
932 测试性验证计划及要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 233
933 测试性验证方法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 233
934 数据收集与参数计算!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 234
935 测试性验证组织与职责!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 234
936 测试性验证报告!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 235
94 测试性验证实施方案示例!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 235
941 测试性试验验证计划!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 235
942 测试性试验验证过程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 237
943 测试性试验验证结果评定与试验报告!!!!!!!!!!!!!!!!! 239
参考文献!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 240