CN115858403B - 一种电子系统的虚警率预计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子系统的虚警率预计方法，包括以下步骤：S1、获取电子系统内各组成产品信息；S2、获取电子系统内各组成产品的工作时间；S3、获取电子系统内各现场可更换单元LRU的信息；S4、获取电子系统内各LRU产品的故障诊断设计信息；S5、获取电子系统内各LRU产品内部的被测单元UUT的失效率；S6、获取电子系统内各LRU产品内部的UUT的故障检测率FDR；S7、获取电子系统内各LRU产品虚警率FAR；S8、计算电子系统内各LRU产品BIT发生虚警次数和可检测的UUT故障次数的比值；S9、计算电子系统的虚警率。

Description

一种电子系统的虚警率预计方法
技术领域
本发明涉及电子系统测试性设计与分析技术领域，具体是一种电子系统的虚警率预计方法。
背景技术
虚警是机内测试（BIT）或其他监测电路指示有故障而实际上不存在故障的现象。防止发生虚警是电子系统测试性设计中的一项重要的设计内容，应尽可能地使用各种有效方法防止虚警的发生。虚警率（FAR）是在规定的时间内发生的虚警数和同一时间内的故障指示总数之比，是电子系统测试性设计的定量指标之一。虽然，GJB 451中规定了虚警率的定义，GJB 1909和GJB 8892中规定了虚警率的确定方法，但是现有标准及行业规范均是从产品使用的角度，进行虚警率的统计分析，没有提供产品在设计过程中基于组成信息的虚警率预计方法。
根据GJB 2547，电子系统承制方应在设计阶段中对系统及其组成部分进行测试性预计，通过测试性预计确定设计中的薄弱环节，估计测试性设计是否符合规定测试性要求。长期以来，因无工程实用的方法进行虚警率的预计计算，导致电子系统的设计过程中很难准确分析、预计和控制虚警率的发生，虚警率定量预计工作缺项，更无法在电子系统的设计阶段全面定量评估电子系统的测试性设计是否完全满足规定的测试性要求。通常，电子系统只有在验收阶段、交付后的使用过程中，通过收集各种试验、现场使用中的虚警数据，来评估虚警。因为在设计过程中对虚警的设计措施不足，导致电子系统交付后，一旦设备虚警频发，现场技术保障工作繁重。产品设计阶段的虚警率预计工作成为测试性定量指标预计领域的难题。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种电子系统的虚警率预计方法解决了现有技术无法有效开展电子系统在设计阶段的虚警率预计的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种电子系统的虚警率预计方法，包括以下步骤：
S1、获取电子系统内各组成产品信息，包括单元名称和单元数量；
S2、获取电子系统内各组成产品的工作时间；
S3、获取电子系统内各现场可更换单元LRU的信息，包括LRU名称、LRU数量；
S4、获取电子系统内各LRU产品的故障诊断设计信息，包括LRU产品内部的被测单元UUT的名称和数量、BIT名称和数量、UUT和BIT的功能关系；
S5、根据UUT和BIT的功能关系获取电子系统内各LRU产品内部的被测单元UUT的失效率；
S6、获取电子系统内各LRU产品内部的UUT的故障检测率FDR；
S7、获取电子系统内各LRU产品虚警率FAR；
S8、通过虚警率FAR计算电子系统内各LRU产品BIT发生虚警次数和可检测的UUT故障次数的比值；
S9、通过UUT的失效率、UUT的故障检测率FDR、LRU产品BIT发生虚警次数和可检测的UUT故障次数的比值，计算电子系统的虚警率。
进一步地：所述步骤S4中LRU产品内部的被测单元UUT和BIT的功能关系为：
UUT和BIT均部署在同一LRU中，1个BIT检测1个UUT；
UUT和BIT均部署在同一LRU中，1个BIT检测多个UUT；
UUT和BIT部署在不同的LRU中，1个BIT检测1个UUT；
UUT和BIT部署在不同的LRU中，1个BIT检测多个UUT；
其中，LRU产品内部的UUT是指该LRU所包含的全部UUT的总和。
进一步地：所述步骤S5具体为：
LRU产品内部的UUT的失效率
Figure SMS_1
通过可靠性预计或评估获取；
当UUT和BIT在同一LRU产品内部且LRU产品及其BIT的失效率为已知，LRU产品内部的UUT的失效率
Figure SMS_2
还可由下式求解：
Figure SMS_3
其中，
Figure SMS_4
表示第i个LRU产品的失效率；
Figure SMS_5
表示第i个LRU产品内部的BIT的失效率。
进一步地：所述步骤S6中LRU产品内部的UUT的故障检测率FDR的获取方法为：
通过开展FMECA分析，获取电子系统内各LRU产品的各故障模式的测试诊断设计相关信息，包括：LRU产品内部的UUT的故障模式、故障模式的测试方式、故障模式频数比；依据FMECA工作结果，开展测试性预计，获取电子系统内各LRU产品的故障检测率。
进一步地：所述故障检测率FDR的计算公式为：
Figure SMS_6
其中，
Figure SMS_7
表示第i个LRU产品内部UUT的故障检测率；K表示电子系统LRU级第i个LRU产品内部UUT的可检测故障模式的总数量；
Figure SMS_8
表示电子系统LRU级第i个LRU产品内部UUT的可检测故障模式的频数比。
进一步地：所述步骤S8中各LRU产品BIT发生虚警次数和可检测的UUT故障次数的比值计算公式为：
Figure SMS_9
其中，
Figure SMS_10
表示电子系统内第i个LRU产品内部UUT发生虚警数量和可检测故障数量的比值；
Figure SMS_11
表示第i个LRU产品的虚警率。
进一步地：所述步骤S9中电子系统的虚警率的计算公式为：
Figure SMS_12
其中，
Figure SMS_13
表示电子系统的虚警率；n表示电子系统内所有LRU单元的总数；
Figure SMS_14
表示第i个LRU产品内部的UUT的失效率；
Figure SMS_15
表示第i个LRU产品的工作时间；
Figure SMS_16
表示电子系统内第i个LRU产品内部UUT发生虚警数量和可检测故障数量的比例；
Figure SMS_17
表示第i个LRU产品内部UUT的故障检测率。
本发明的有益效果为：本发明提出一种电子系统的虚警率预计方法，解决了电子系统设计阶段缺乏虚警率预计计算方法的问题，为电子系统设计人员在设计阶段开展虚警率预计提供了工作流程和计算方法，能有效指导虚警率预计工作的开展，可为电子系统设计人员优化测试诊断设计方案提供定量分析依据，提高了电子系统测试性定量指标预计工作的全面性、充分性和有效性；不仅适用于电子系统，还适用于电子分系统、整机或单元。
本发明提出的电子系统的虚警率预计方法，为产品设计人员在设计阶段开展虚警率预计提供了完整的处理方法，而且为采用计算机可读程序代码方式实现电子系统的虚警率预计提供了解决方案。
附图说明
图1为本发明中电子系统的虚警率预计流程图；
图2为本发明中电子系统的产品组成示意图；
图3为本发明中电子系统中UUT与BIT关系示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图 1至图 3所示，本发明提供一种电子系统的虚警率预计方法，以电子系统为分析对象，通过开展系统组成分析、功能分析、修理级别分析、可靠性预计、FMECA、测试性预计工作，获得电子系统内部各LRU产品内部的UUT的失效率、故障检测率和BIT虚警率，计算得到系统虚警率定量预计值，不仅适用于电子系统，还适用于电子分系统、整机或单元。
本发明提出一种电子系统的虚警率预计方法，解决了电子系统设计阶段缺乏虚警率预计计算方法的问题，提高了电子系统的测试性定量指标预计工作的完整性、充分性和有效性。
本发明公开了一种电子系统的虚警率预计方法，不仅适用于电子系统，还适用于电子分系统、整机或单元。
一种电子系统的虚警率预计方法，包括以下步骤：
（1）开展系统组成分析，获取电子系统内各组成产品信息，包括：单元名称、单元数量，如图 2所示；
（2）开展工作剖面分析，获取电子系统内各组成产品的工作时间；
（3）开展修理级别分析，确定电子系统内各现场可更换单元LRU的信息，包括：LRU名称、LRU数量，如图 2所示；
（4）开展功能分析，确定电子系统内各LRU产品的故障诊断设计信息，包括：LRU产品内部的被测单元UUT名称和数量、BIT名称和数量、UUT和BIT的功能关系；
电子系统中，LRU产品的UUT和BIT的功能关系，一般有四种模式：
a) UUT和BIT均部署在同一LRU中，1个BIT检测1个UUT，如图 3（a）和（b）所示；
b) UUT和BIT均部署在同一LRU中，1个BIT检测多个UUT，如图 3（d）所示；
c) UUT和BIT部署在不同的LRU中，1个BIT检测1个UUT，如图 3（c）所示；
d) UUT和BIT部署在不同的LRU中，1个BIT检测多个UUT，如图 3（e）所示。
本发明中LRU内部的UUT是指该LRU所包含的全部UUT的总和。
（5）依据GJB/Z 299、MIL-HDBK-217、Telcordia SR-332等提供的方法开展可靠性预计或者依据GB/T 37079提供的方法开展可靠性评估，获取电子系统内各LRU产品的可靠性预计信息，包括：LRU产品内部的UUT的失效率和BIT的失效率；
当UUT和BIT在同一LRU产品内部且LRU产品及其BIT的失效率为已知，LRU产品内部的UUT的失效率
Figure SMS_18
还可由下式求解：
Figure SMS_19
（1）
其中，
Figure SMS_20
表示第i个LRU产品的失效率；
Figure SMS_21
表示第i个LRU产品内部的BIT的失效率。
（6）依据GJB1391提供的方法开展故障模式影响及危害性分析（FMECA），获取电子系统内各LRU产品的各故障模式的测试诊断设计相关信息，包括：LRU产品内部的UUT的故障模式、故障模式的测试模式、故障模式频数比（α）。UUT的故障模式来源包括GJB/Z 299、设计经验积累等。结合FMECA工作结果，采用HB7503提供的方法开展测试性预计，获得电子系统内各LRU产品内部的UUT的故障检测率FDR。
Figure SMS_22
（2）
其中，
Figure SMS_23
表示第i个LRU产品内部的UUT的故障检测率；
K表示电子系统LRU级第i个LRU产品内部UUT的可检测故障模式的总数量；
Figure SMS_24
表示电子系统LRU级第i个LRU产品内部UUT的可检测故障模式的频数比。
当LRU产品为成熟产品，LRU产品的故障检测率
Figure SMS_25
采用统计评估值。
（7）获取电子系统内各LRU产品虚警率FAR；
对于电子系统来说，LRU产品的虚警率可来源于产品的虚警率评估数据、相似产品的虚警率评估数据。
在工程应用中，相似产品一般为定型产品或成熟产品，其虚警率通常可通过在使用中积累获取。相似产品是已在实际工程中应用的、与被分析产品功能、结构、材料、工艺和使用环境等方面近似的产品。
（8）计算电子系统内各LRU内部UUT发生虚警次数和可检测的UUT故障次数的比例，其计算公式为：
Figure SMS_26
（3）
其中，
Figure SMS_27
表示电子系统内第i个LRU产品发生虚警次数和可检测的UUT故障次数的比值；
Figure SMS_28
表示第i个LRU产品的虚警率。
（9）计算电子系统的虚警率，其计算公式为：
Figure SMS_29
（4）
其中，
Figure SMS_30
表示电子系统的虚警率；
n表示电子系统内所有LRU单元的总数；
Figure SMS_31
表示第i个LRU产品内部的UUT的失效率；
Figure SMS_32
表示第i个LRU产品的工作时间；
Figure SMS_33
表示电子系统内第i个LRU产品发生虚警次数和可检测的UUT故障次数的比值；
Figure SMS_34
表示第i个LRU产品内部UUT的故障检测率。
本发明提出的分析方法，不仅为产品设计人员在设计阶段开展电子系统的虚警率预计提供了完整和正确的处理方法，而且为采用计算机可读程序代码方式实现电子系统的虚警率定量预计分析提供了解决方案。

Claims (7)

1.一种电子系统的虚警率预计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取电子系统内各组成产品信息，包括单元名称和单元数量；
S2、获取电子系统内各组成产品的工作时间；
S3、获取电子系统内各现场可更换单元LRU的信息，包括LRU名称、LRU数量；
S4、获取电子系统内各LRU产品的故障诊断设计信息，包括LRU产品内部的被测单元UUT的名称和数量、BIT名称和数量、UUT和BIT的功能关系；
S5、根据UUT和BIT的功能关系获取电子系统内各LRU产品内部的被测单元UUT的失效率；
S6、获取电子系统内各LRU产品内部的UUT的故障检测率FDR；
S7、获取电子系统内各LRU产品虚警率FAR；
S8、通过虚警率FAR计算电子系统内各LRU产品BIT发生虚警次数和可检测的UUT故障次数的比值；
S9、通过UUT的失效率、UUT的故障检测率FDR、LRU产品BIT发生虚警次数和可检测的UUT故障次数的比值，计算电子系统的虚警率。
2.根据权利要求1所述的电子系统的虚警率预计方法，其特征在于，所述步骤S4中LRU产品内部的被测单元UUT和BIT的功能关系为：
UUT和BIT均部署在同一LRU中，1个BIT检测1个UUT；
UUT和BIT均部署在同一LRU中，1个BIT检测多个UUT；
UUT和BIT部署在不同的LRU中，1个BIT检测1个UUT；
UUT和BIT部署在不同的LRU中，1个BIT检测多个UUT；
其中，LRU产品内部的UUT是指该LRU所包含的全部UUT的总和。
3.根据权利要求1所述的电子系统的虚警率预计方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：
LRU产品内部的UUT的失效率
Figure QLYQS_1
通过可靠性预计或评估获取；
当UUT和BIT在同一LRU产品内部且LRU产品及其BIT的失效率为已知，LRU产品内部的UUT的失效率
Figure QLYQS_2
还可由下式求解：
Figure QLYQS_3
其中，
Figure QLYQS_4
表示第i个LRU产品的失效率；
Figure QLYQS_5
表示第i个LRU产品内部的BIT的失效率。
4.根据权利要求1所述的电子系统的虚警率预计方法，其特征在于，所述步骤S6中LRU产品内部的UUT的故障检测率FDR的获取方法为：
通过开展FMECA分析，获取电子系统内各LRU产品的各故障模式的测试诊断设计相关信息，包括：LRU产品内部的UUT的故障模式、故障模式的测试方式、故障模式频数比；依据FMECA工作结果，开展测试性预计，获取电子系统内各LRU产品的故障检测率。
5.根据权利要求1所述的电子系统的虚警率预计方法，其特征在于，所述故障检测率FDR的计算公式为：
Figure QLYQS_6
其中，
Figure QLYQS_7
表示第i个LRU产品内部UUT的故障检测率；K表示电子系统LRU级第i个LRU产品内部UUT的可检测故障模式的总数量，j为电子系统LRU级第i个LRU产品内部UUT的可检测故障模式的序号；
Figure QLYQS_8
表示电子系统LRU级第i个LRU产品内部UUT的可检测故障模式的频数比。
6.根据权利要求1所述的电子系统的虚警率预计方法，其特征在于，所述步骤S8中各LRU产品BIT发生虚警次数和可检测的UUT故障次数的比值计算公式为：
Figure QLYQS_9
其中，
Figure QLYQS_10
表示电子系统内第i个LRU产品内部UUT发生虚警数量和可检测故障数量的比值；
Figure QLYQS_11
表示第i个LRU产品的虚警率。
7.根据权利要求1所述的电子系统的虚警率预计方法，其特征在于，所述步骤S9中电子系统的虚警率的计算公式为：
Figure QLYQS_12
其中，
Figure QLYQS_13
表示电子系统的虚警率；n表示电子系统内所有LRU单元的总数；
Figure QLYQS_14
表示第i个LRU产品内部的UUT的失效率；
Figure QLYQS_15
表示第i个LRU产品的工作时间；
Figure QLYQS_16
表示电子系统内第i个LRU产品内部UUT发生虚警数量和可检测故障数量的比例；
Figure QLYQS_17
表示第i个LRU产品内部UUT的故障检测率。
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