一种测试性一阶相关性综合模型建立方法

摘要

本发明公开了一种测试性一阶相关性综合模型建立方法，包括以下几个步骤：步骤一：获取系统结构；步骤二：选择第一个单元；步骤三：获取单元的基本信息；步骤四：建立端口外部传递关系；步骤五：建立端口内部传递关系；步骤六：建立故障模式传递关系；步骤七：建立测试监测关系；步骤八：判断数据信息是否获取完毕；步骤九：根据上述步骤得到的数据，建立产品测试性模型。在本发明方法中，将各个单元的高阶相关性关系，根据产品的特点，分解为几类一阶相关性关系，包括端口外部传递关系、端口内部传递关系、故障模式传递关系、测试监测关系。

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试性一阶相关性综合模型建立方法，属于测试性技术领域。

背景技术

测试性建模采用建模的思想对产品的测试性进行预测、分析、评估及验证，以改进测试 性设计。同时模型还可生成相应的诊断策略，可用于系统的故障诊断及维修。

测试性建模工作一般采取分层建模的思想，原则要求为易操作性。但在实际工程操作中， 对产品或系统进行建模时，由于缺少相应的预处理方法，导致建模时不可避免的部分信息遗 失和模型不正确。对于简单的系统，容易直接建立高阶相关性。但是对于多功能复杂系统， 往往由众多分系统组成，各分系统任务不同，功能各异，技术上分属于不同的领域，在设计 分工上属于不同的部门。直接建立系统的故障与测试间的高阶相关性有一定的难度。若对整 个系统进行建模，测试性设计人员需查阅不同层次产品的设计资料，使得整个建模过程操作 上变得的复杂化。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种测试性一阶相关性综合模型建立方法，针 对分层建模的特点，在对故障模式、输入端口、输出端口、测试定义的基础上，建立端口外 部传递关系、端口内部传递关系、故障模式传递关系、测试监测关系，从而建立各个层次上 的单元的一阶相关性关系。这些一阶相关性关系共同表达出了各个层次上的单元的高阶相关 性关系。这样就完成了测试性建模的数据工作。本发明的一种测试性一阶相关性综合模型建 立方法，可指导建模操作人员清晰条理地梳理整个系统的相关性关系，保证了系统或产品的 测试性模型的准确性与完整性。

本发明的一种测试性一阶相关性综合模型建立方法，包括以下几个步骤：

步骤一：获取系统结构；

步骤二：选择第一个单元；

步骤三：获取单元的基本信息；

步骤四：建立端口外部传递关系；

步骤五：建立端口内部传递关系；

步骤六：建立故障模式传递关系；

步骤七：建立测试监测关系；

步骤八：判断数据信息是否获取完毕；

步骤九：根据上述步骤得到的数据，建立产品测试性模型。

本发明的优点在于：

(1)在本发明方法中，将各个单元的高阶相关性关系，根据产品的特点，分解为几类一 阶相关性关系，包括端口外部传递关系、端口内部传递关系、故障模式传递关系、测试监测 关系；

(2)本发明可指导工程操作人员在实际测试性建模工作的数据准备工作如何开展；

(3)按照本发明方法对测试性建模进行数据准备工作，可保证最终系统或产品的测试性 模型的准确性与完整性。

附图说明

图1是本发明方法的的原理图；

图2是本发明的方法流程图；

图3是本发明步骤七建立测试监测关系的方法流程图；

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明方法的原理如图1所示。根据产品(系统)设计报告，获取系统结构集合。对于 各层次上的各个单元，在分析出输入端口集合、输出端口集合、故障模式、测试后，建立各 个单元的一阶相关性，包括端口外部传递关系、端口内部传递关系、故障模式传递关系、测 试监测关系。根据单元设计报告，获取输入端口集合、输出端口集合。根据单元 FMEA/FMECA报告、单元可靠性预计报告，获取故障模式。根据单元测试性设计报告，获 取测试。根据单元设计报告、单元FMEA/FMECA报告，结合输入端口集合、输出端口集 合，建立端口外部传递关系。根据单元设计报告、单元FMEA/FMECA报告，结合输入端 口集合、输出端口集合，建立端口内部传递关系。根据单元设计报告、单元FMEA/FMECA 报告，结合故障模式，建立故障模式传递关系。根据单元FMEA/FMECA报告、单元测试 性设计报告，结合测试，建立测试监测关系。

本发明是一种测试性一阶相关性综合模型建立方法，流程如图2所示，包括以下几个步 骤：

步骤一：获取系统结构

系统结构如下：

ST＝(U，PU)         (1)

式中：ST为系统结构；U为单元集合，U＝{u_q}|q＝1，2，…，Q}，u_q为第q个单元的名 称，Q为单元的数量；PU为父单元序号集合，PU＝{pu_q|q＝1，2，…，Q}，pu_q为第q个 单元的父单元的序号，当u_q为最顶层单元时，此值为-1。

可采用表1所示的表格对系统结构进行描述。

表1系统结构

  序号   单元名称   父单元序号

建立系统结构的步骤如下：

(1)根据建模需求，确定模型建立到哪一个层次单元，即模型约定层次；

(2)将最顶层单元(产品或系统)作为第一个单元名称，其父单元序号为-1；

(3)分析顶层单元下的各个单元，根据产品(系统)设计报告，确定各个单元的信息并 添加到系统结构信息中，直到分析到模型约定层次的单元为止；

(4)按照表1的格式，整理系统结构。

步骤二：选择第一个单元

在系统结构中选择一个单元，作为分析对象。

步骤三：获取单元的基本信息

单元的基本信息包括输入端口集合、输出端口集合、故障模式、测试。

输入端口集合如下：

IP＝{ip_j|j＝1，2，…，J}     (2)

式中：IP为单元的输入端口集合；ip_j为单元的第j个输入端口；J为单元的输入端口数 量。

可采用表2所示的表格对输入端口进行描述。

表2输入端口

  序号   输入端口

输出端口集合如下：

OP＝{op_k|k＝1，2，…，K}       (3)

式中：OP为单元的输出端口集合；op_k为单元的第k个输出端口；K为单元的输出端口 数量。

可采用表3所示的表格对输出端口进行描述。

表3输出端口

  序号   输入端口

故障模式如下：

FM＝(FMN，FMP)             (4)

式中：FM为单元的故障模式；FMN＝{fmn_i|i＝1，2，…，I}，fmn_i为单元的第i个故障模 式名称，I为单元的故障模式数量；FMP＝{fmp_i|i＝1，2，…，I}，fmp_i为单元的第i个故障模式 的故障率。

可采用表4所示的表格对故障模式进行描述。

表4故障模式

  序号   故障模式名称   故障率

测试如下：

TP＝(TPN，TPT)         (5)

式中：TP为单元的测试；TPN＝{tpn_l|l＝1，2，…，L}，tpn_l为单元的第l个测试名称，L 为单元的测试数量；TPT＝{tpt_l|l＝1，2，…，L}，tpt_l为单元的第l个测试的测试类型，测试类 型有加电BIT、周期BIT、启动BIT、人工测试、外场测试设备测试、内场测试设备测试等。

可采用表5所示的表格对测试进行描述。

表5测试

  序号   测试名称   测试类型

获取单元的基本信息的具体步骤如下：

(1)根据单元设计报告，确定输入端口集合、输出端口集合。输入端口集合与输出端口 集合的确定不是完全从硬件上考虑的，是结合功能综合分析后得出的；

(2)根据单元FMEA/FMECA报告，确定单元的各个故障模式的名称，根据单元可靠性 预计报告，确定各个故障模式的故障率，最终确定出单元的故障模式；

(3)根据单元测试性设计报告，分析出单元的各个测试名称及测试类型，确定单元的测 试。

步骤四：建立端口外部传递关系

端口外部传递关系如下：

ET＝(UP，ED，UP′)          (6)

式中：ET为端口外部传递关系；UP＝{up_m|m＝1，2，…，M}，up_m为本单元的一个端口， up_m∈(IP∪OP)，可为输入端口，也可为输出端口，M为单元的端口外部传递关系数量； ED＝{ed_m|m＝1，2，…，M}，de_m为传递方向，ed_m∈{正向，反向，双向}，此传递方向是相对 于本单元的端口来说的，正向表示由本单元的端口传向其它单元的端口，反向表示由其它单 元的端口传向本单元的端口，双向表示既能由本单元的端口传向其它单元的端口又能由其它 单元的端口传向本单元的端口；UP′＝{up′_m|m＝1，2，…，M}，up′_m为其它单元的一个端 口，up′_m∈(IP′∪OP′)，其它单元可为处在同一层次的单元，也可为上层的单元。

可采用表6所示的表格对端口外部传递关系进行描述。

表6端口外部传递关系

  序号   本单元端口   传递方向   其它单元   其它单元端口

若该单元为最顶层单元，则不需要建立端口外部传递关系；否则，需要建立端口外部传 递关系。建立端口外部传递关系的具体步骤如下：

(1)在本单元的输入端口集合与输出端口集合中选择单元的一个端口，根据单元设计报 告、单元FMEA/FMECA报告，结合同层次的其他单元的输入端口集合与输出端口集合，分 析此端口与同层次的其它单元的端口的故障传递关系；

(2)结合本单元上层单元的输入端口集合与输出端口集合，分析此端口与本单元上层单 元的端口的故障传递关系；

(3)在本单元的输入端口集合与输出端口集合中选择本单元的下一个端口，按照上述步 骤进行分析，直到将本单元的所有端口分析完毕；

(4)按照表6的格式，整理端口外部传递关系。

步骤五：建立端口内部传递关系

端口内部传递关系如下：

IT＝(IIP，ID，IOP)          (7)

式中：IT为端口内部传递关系；IIP＝{iip_n|n＝1，2，…，N}，iip_n为单元的一个输入端口，iipn∈IP， N为单元的端口内部传递关系数量；ID＝{id_n|n＝1，2，…，N}，id_n为传递方向，id_n∈{正向， 反向，双向}，此传递方向是相对于本单元的输入端口来说的，正向表示由本单元的输入端口 传向本单元的输出端口，反向表示由本单元的输出端口传向本单元的输入端口，双向表示既 能由本单元的输入端口传向本单元的输出端口又能由本单元的输出端口传向本单元的输入端 口；IOP＝{iop_n|n＝1，2，…，N}，iop_n为单元的一个输出端口，iop_n∈OP。

可采用表7所示的表格对端口内部传递关系进行描述。

表7端口内部传递关系

  序号   输入端口   传递方向   输出端口

若该单元是最底层单元，则需要建立端口内部传递关系；否则，不需要建立端口内部传 递关系。建立端口内部传递关系的具体步骤如下：

(1)在输入端口集合中选择单元的一个输入端口，根据单元设计报告、单元 FMEA/FMECA报告，结合输出端口集合，分析此端口与本单元的输出端口的故障传递关系；

(2)在输入端口集合中选择本单元的下一个输入端口，按照上述步骤进行分析，直到将 本单元的所有输入端口分析完毕；

(3)按照表7的格式，整理端口内部传递关系。

步骤六：建立故障模式传递关系

故障模式传递关系如下：

FT＝(FM，FOP)        (8)

式中：FT为故障模式传递关系；FM＝{fm_i|i＝1，2，…，I}，fm_i为单元的第i个故障模式，I为 单元的故障模式数量；FOP＝{fop_ip|i＝1，2，…，I；p＝1，2，…，P}，fop_ip为第i个故障模式能够传 递出去的单元的一个输出端口，fop_ip∈OP，P为第i个故障模式的传递关系数量。

可采用表8所示的表格对故障模式传递关系进行描述。

表8故障模式传递关系

  序号   故障模式   流出的输出端口

建立故障模式传递关系的具体步骤如下：

(1)在故障模式集合中选择本单元的一个故障模式，根据单元设计报告、单元 FMEA/FMECA报告，结合输出端口集合，分析此故障模式与本单元的输出端口的故障流向 关系；

(2)在故障模式集合中选择本单元的下一个故障模式，按照上述步骤进行分析，直到将 本单元的故障模式分析完毕；

(3)按照表8的格式，整理故障模式传递关系。

步骤七：建立测试监测关系

测试监测关系如下：

TPT＝(TTP，TFM，TIP，TOP)       (9)

式中：TPT为测试监测关系；TTP＝{ttp_q|q＝1，2，…，Q}，ttp_q为单元的一个测试，Q为 单元的测试数量；TFM＝{tfm_q|q＝1，2，…，Q}，tfm_q为第q个测试能够测到的本单元故障模 式集合，TIP＝{tip_q|q＝1，2，…，Q}，tip_q为第q个测试监测的本单元输入端口集 合，TOP＝{top_q|q＝1，2，…，Q}，top_q为第q个测试监测的所在层次的下层单元的输 出端口集合，当测试为最底层单元的测试时，监测的输出端口集合为空。

可采用表9所示的表格对测试监测关系进行描述。

表9测试监测关系

  序号   测试   检测故障模式   监测输入端口   监测输出端口

建立测试监测关系的流程如图3所示，具体步骤如下：

(1)根据测试类型，由测试集合获取一种测试类型下的所有测试；

(2)选择一个测试，根据单元测试性设计报告、单元FMEA/FMECA报告，结合故障模 式集合、输入端口集合、输出端口集合，分析此测试的监测关系；

(3)若所有测试分析完毕，则继续；否则转到步骤(2)；

(4)若所有类型下的测试都分析完毕，则继续；否则，转到步骤(1)；

(5)按照表9的格式，整理测试监测关系。

步骤八：判断数据信息是否获取完毕

按照上述步骤，获得了一个单元的信息，整理该单元的信息。若在系统结构中的所有单 元分析完毕，则整理系统的信息，数据准备结束；否则，选择下一个单元，转到步骤三。

步骤九：根据上述步骤得到的数据，建立产品测试性模型。

通过以上步骤，建立了整个产品的一阶相关性关系。可选择相应的测试性建模工具软件， 根据上述步骤得到的一阶相关性关系建立产品的测试性一阶相关性综合模型。建立了产品的 测试性模型后，可对产品的测试性进行预测、分析、评估及验证，以改进测试性设计。

实施例：

下面以某处理器系统为例，对该方法进行说明。

该处理器系统包括两个模块：电源模块、处理模块。

步骤一：获取系统结构

系统结构如表10所示。

表10某处理器系统系统结构

  序号   单元名称   父单元序号   1   处理器系统   -1   2   电源模块   1   3   处理模块   1   4   信息处理单元   3   5   接口单元   3

按照步骤二到步骤八建立的各单元数据如下所示。

1)处理器系统

处理器系统输入端口集合如表11所示，输出端口集合如表12所示。

表11处理器系统输入端口

  序号   输入端口   1   24VDC   2   RS485输入

表12处理器系统输出端口

  序号   输出端口   1   RS485输出

2)电源模块

电源模块输入端口集合如表13所示，输出端口集合如表14所示，故障模式如表15所 示，测试如表16所示。

表13电源模块输入端口

  编号   输入端口   1   24VDC

表14电源模块输出端口

  编号   输出端口   1   12VDC

表15电源模块故障模式

  序号   故障模式名称   故障率(10^-6/h)   1   DC/DC变换组件故障   0.031   2   稳压器组件故障   0.011

表16电源模块测试

  序号   测试名称   测试类型   1   电压测试   加电BIT   2   电流测试   周期BIT

电源模块端口外部传递关系如表17所示。

表17电源模块端口外部传递关系

  序号   本单元端口   传递方向   其它单元   其它单元端口   1   24VDC   负向   处理器系统   24VDC   2   12VDC   正向   处理模块   12VDC

电源模块端口内部传递关系如表18所示。

表18电源模块端口内部传递关系

  序号   输入端口   传递方向   输出端口   1   24VDC   正向   12VDC

电源模块故障模式传递关系如表19所示。

表19电源模块故障模式传递关系

  序号   故障模式   流出的输出端口   1   DC/DC变换组件故障   12VDC   2   稳压器组件故障   12VDC

电源模块加电BIT测试监测关系如表20所示，电源模块周期BIT测试监测关系如表21 所示。

表20电源模块加电BIT测试监测关系

  序号   测试   检测故障模式   监测输入端口   监测输出端口   1   电压测试   DC/DC变换组件故障   24VDC

表21电源模块周期BIT测试监测关系

  序号   测试   检测故障模式   监测输入端口   监测输出端口   1   电流测试   DC/DC变换组件故障   24VDC

3)处理模块

处理模块输入端口集合如表22所示，输出端口集合如表23所示，故障模式如表24所 示，测试如表25所示。

表22处理模块输入端口

  编号   输入端口   1   12VDC   2   RS485输入

表23处理模块输出端口

  编号   输出端口   1   RS485输出

表24处理模块故障模式

  序号   故障模式名称   故障率(10^-6/h)   1   处理模块无法通讯   0.019

表25处理模块测试

  序号   测试名称   测试类型   1   通讯测试   周期BIT

处理模块端口外部传递关系如表26所示。

表26处理模块端口外部传递关系

  序号   本单元端口   传递方向   其它单元   其它单元端口   1   12VDC   负向   电源模块   12VDC   2   RS485输入   负向   处理器系统   RS485输入  3   RS485输出   正向   处理器系统  RS485输出

处理模块端口内部传递关系如表27所示。

表27处理模块端口内部传递关系

  序号   输入端口   传递方向  输出端口   1   12VDC   正向  RS485输出   2   RS485输入   正向  RS485输出

处理模块故障模式传递关系如表28所示。

表28处理模块故障模式传递关系

  序号   故障模式   流出的输出端口   1   处理模块无法通讯   RS485输出

处理模块周期BIT测试监测关系如表29所示。

表29处理模块周期BIT测试监测关系

4)信息处理单元

信息处理单元输入端口集合如表30所示，输出端口集合如表31所示，故障模式如表 32所示，测试如表33所示。

表30信息处理单元输入端口

  编号   输入端口   1   5VDC   2   RS232输入

表31信息处理单元输出端口

  编号   输出端口   1   RS232输出

表32信息处理单元故障模式

  序号   故障模式名称   故障率(10^-6/h)   1   处理器故障   0.021   2   RAM故障   0.010   3   电压转换组件故障   0.014   4   RS232接口组件故障   0.023

表33信息处理单元测试

  序号   测试名称   测试类型   1   处理器测试   加电BIT/周期BIT   2   电压测试   加电BIT   3   RS232通讯测试   周期BIT

信息处理单元端口外部传递关系如表34所示。

表34信息处理单元端口外部传递关系

  序号   本单元端口   传递方向   其它单元   其它单元端口   1   5VDC   负向   接口单元   5VDC   2   RS232输入   负向   接口单元   RS232输出   3   RS232输出   正向   接口单元   RS232输入

信息处理单元端口内部传递关系如表35所示。

表35信息处理单元端口内部传递关系

  序号   输入端口   传递方向  输出端口   1   5VDC   正向  RS232输出   2   RS232输入   正向  RS232输出

信息处理单元故障模式传递关系如表36所示。

表36信息处理单元故障模式传递关系

  序号   故障模式   流出的输出端口   1   处理器故障   RS232输出   2   RAM故障   RS232输出   3   电压转换组件故障   RS232输出   4   RS232接口组件故障   RS232输出

信息处理单元加电BIT测试监测关系如表37所示，信息处理单元周期BIT测试监测关系如 表38所示。

表37信息处理单元加电BIT测试监测关系

  序号   测试   检测故障模式   监测输入端口   监测输出端口   1   处理器测试   处理器故障   2   电压测试   电压转换组件故障   5VDC

表38信息处理单元周期BIT测试监测关系

5)接口单元

接口单元输入端口集合如表39所示，输出端口集合如表40所示，故障模式如表41所 示，测试如表42所示。

表39接口单元输入端口

  编号   输入端口   1   12VDC   2   RS232输入   3   RS485输入

表40接口单元输出端口

  编号   输出端口   1   5VDC   2   RS232输出   3   RS485输出

表41接口单元故障模式

  序号   故障模式名称   故障率(10^-6/h)   1   12V转5V组件故障   0.005   2   电压转换组件故障   0.013   3   通讯转换组件故障   0.022

表42接口单元测试

  序号   测试名称   测试类型   1   5V电压测试   加电BIT   2   RS485通讯测试   周期BIT

接口单元端口外部传递关系如表43所示。

表43接口单元端口外部传递关系

  序号   本单元端口   传递方向   其它单元   其它单元端口   1   12VDC   负向   处理模块   12VDC   2   RS232输入   负向   信息处理单元   RS232输出   3   RS485输入   负向   处理模块   RS485输入   4   5VDC   正向   处理模块   5VDC   5   RS232输出   正向   信息处理单元  RS232输入   6   RS485输出   正向   处理模块  RS485输出

接口单元端口内部传递关系如表44所示。

表44接口单元端口内部传递关系

  序号   输入端口   传递方向  输出端口   1   12VDC   正向  5VDC   2   12VDC   正向  RS232输出   3   12VDC   正向  RS485输出   4   RS232输入   正向  RS485输出   5   RS485输入   正向  RS232输出

接口单元故障模式传递关系如表45所示。

表45接口单元故障模式传递关系

  序号   故障模式   流出的输出端口   1   12V转5V组件故障   5VDC   2   电压转换组件故障   RS232输出   3   电压转换组件故障   RS485输出   4   通讯转换组件故障   RS232输出   5   通讯转换组件故障   RS485输出

接口单元加电BIT测试监测关系如表46所示，接口单元周期BIT测试监测关系如表47所 示。

表46接口单元加电BIT测试监测关系

  序号   测试  检测故障模式   监测输入端口   监测输出端口   1   5V电压测试  12V转5V组件故障   12VDC

表47接口单元周期BIT测试监测关系

  序号   测试   检测故障模式   监测输入端口   监测输出端口   1   RS485通讯测试   通讯转换组件故障   RS485输入

然后，根据上述得到的数据，建立产品测试性模型。