摘 要：隨著航空電子設(shè)備復(fù)雜化和集成化，民用飛機(jī)機(jī)載設(shè)備的維修已由面向單獨(dú)的機(jī)載電子設(shè)備，轉(zhuǎn)變?yōu)榛跈C(jī)載維護(hù)系統(tǒng)的維修。其中BITE技術(shù)是機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)的重要組成部分。文章描述了機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)與BITE之間的關(guān)系，中央維護(hù)系統(tǒng)和BITE的類型，最后提出了當(dāng)前BITE設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：BITE；機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)；中央維護(hù)系統(tǒng)

1 概述

在上世紀(jì)八十年代到九十年代初，航空電子設(shè)備都是基于多個(gè)單獨(dú)的航線可替換組件（LRU， Line Replaceable Unit），在維修上也是面向LRU。隨著航空電子設(shè)備復(fù)雜度和集成度的提高以及航空維修技術(shù)的發(fā)展，從上世紀(jì)九十年代開始，在很多大型客機(jī)上航空電子設(shè)備的維護(hù)大多是基于使用機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)。機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)主要包含一個(gè)飛機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，一個(gè)中央維護(hù)系統(tǒng)（CMS， Central Maintenance System）以及每個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的自檢測(cè)（BITE， Built-in Test Equipment）。文章的主要目的是為飛機(jī)系統(tǒng)BITE的設(shè)計(jì)提出總體要求。

2 CMS與BITE

中央維護(hù)系統(tǒng)最主要的目的就是當(dāng)系統(tǒng)/設(shè)備發(fā)生故障或失效時(shí)，通過(guò)顯示故障和失效數(shù)據(jù)的方式提示維修人員發(fā)生故障和失效的系統(tǒng)/設(shè)備或飛機(jī)線路，幫助維修人員對(duì)飛機(jī)進(jìn)行維修，減輕維修人員的工作負(fù)擔(dān)。

中央維護(hù)系統(tǒng)主要包含兩種形式，一種是獨(dú)立的中央維護(hù)計(jì)算機(jī)（CMC，Central Maintenance Computer），另一種是駐留于其他機(jī)載設(shè)備平臺(tái)中的中央維護(hù)功能（CMF，Central Maintenance Function）。

成員系統(tǒng)是指直接或間接與CMC 或CMF 有接口的飛機(jī)系統(tǒng)。非成員系統(tǒng)是指那些與CMC或CMF沒有電子接口，不能向CMC或CMF報(bào)告故障或失效狀態(tài)的系統(tǒng)。非成員系統(tǒng)一般沒有自動(dòng)BITE，其維修活動(dòng)通過(guò)機(jī)載維護(hù)文檔實(shí)現(xiàn)。

BITE與CMC或CMF之間的通信主要有兩種模式：（1）正常模式：報(bào)告從BITE傳輸至CMC/CMF的一種方式；（2）交互模式：在BITE與CMC/CMF之間，對(duì)測(cè)試和特定的BITE數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)行雙向通信。

3 CMS標(biāo)準(zhǔn)

CMS有兩種標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)A和標(biāo)準(zhǔn)B。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)A

標(biāo)準(zhǔn)A基于中央維護(hù)計(jì)算機(jī)的使用。中央維護(hù)計(jì)算機(jī)的基本功能如下：（1）接收來(lái)自于成員系統(tǒng)的故障和失效數(shù)據(jù)；（2）分類、整合故障和失效數(shù)據(jù)；（3）將故障和失效數(shù)據(jù)與駕駛艙效應(yīng)相關(guān)聯(lián)；（4）按照標(biāo)準(zhǔn)格式存儲(chǔ)、顯示和下載故障和失效數(shù)據(jù)；（5）幫助制定成員系統(tǒng)執(zhí)行地面測(cè)試，如更換驗(yàn)證測(cè)試，系統(tǒng)操作測(cè)試，系統(tǒng)功能測(cè)試，調(diào)整測(cè)試等；（6）顯示所有成員系統(tǒng)的軟硬件設(shè)備的構(gòu)型數(shù)據(jù)，包括件號(hào)和序列號(hào)。

在AIRBUS 340/330以及BOEING 747上，中央維護(hù)系統(tǒng)是由安裝在電子電氣設(shè)備艙的兩臺(tái)CMC組成，兩臺(tái)CMC可以獲得所有電子設(shè)備的BITE信息。正常模式下，兩臺(tái)CMC中的主CMC（CMC1）會(huì)通過(guò)單獨(dú)的數(shù)據(jù)總線與成員系統(tǒng)進(jìn)行通信，若CMC1失效，則內(nèi)部轉(zhuǎn)換裝置就會(huì)連接數(shù)據(jù)總線到備用CMC（CMC2）。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)B

標(biāo)準(zhǔn)B基于以機(jī)載服務(wù)器為平臺(tái)的中央維護(hù)功能的使用。中央維護(hù)功能具備所有標(biāo)準(zhǔn)A中CMC的功能。

BOEING 777/787以及AIRBUS 380/350均采用了這種形式。

3.3 BITE類型

按照BITE如何與CMC或CMF通信方式的標(biāo)準(zhǔn)，BITE分為以下三種類型：（1）類型1：BITE與CMC或CMF雙向數(shù)字通信，如：兩條ARINC429總線或一條ARINC664總線；（2）類型2：BITE向CMC或CMF單向數(shù)字通信且至少有一個(gè)CMC或CMF發(fā)出的離散信號(hào)，如：一條ARINC429總線和至少一個(gè)離散信號(hào)。離散信號(hào)可以是開始一個(gè)試驗(yàn)或開始傳輸額外的航線維護(hù)信息數(shù)據(jù)；（3）類型3：BITE僅通過(guò)離散信號(hào)與CMC或CMF通信。既沒有輸入總線也沒有輸出總線，并且有有限個(gè)離散連接的系統(tǒng)。

對(duì)于類型1，成員系統(tǒng)應(yīng)能與CMC或CMF進(jìn)行正常模式和交互模式的通信；對(duì)于類型2，成員系統(tǒng)應(yīng)能與CMC或CMF進(jìn)行正常模式的通信，并且能在交互模式的試驗(yàn)中發(fā)送離散信息。

4 BITE設(shè)計(jì)考慮

4.1 設(shè)計(jì)原理

針對(duì)維護(hù)工作，BITE 需具備以下功能：（1）分析、合并和處理系統(tǒng)故障，并將其隔離到產(chǎn)生故障的根源LRU上； （2）控制和執(zhí)行系統(tǒng)測(cè)試；（3）記錄和存儲(chǔ)所有的故障數(shù)據(jù)和測(cè)試結(jié)果到設(shè)備非易失存儲(chǔ)器中。

4.2 監(jiān)控與測(cè)試

BITE有兩種技術(shù)方法檢測(cè)故障：（1）監(jiān)控技術(shù)。監(jiān)控是一種非干擾技術(shù)，主要是基于對(duì)命令信號(hào)和模型（物理上硬件冗余或理論上的軟件模型）進(jìn)行對(duì)比。監(jiān)測(cè)被認(rèn)為是一種程序的運(yùn)行。（2）測(cè)試技術(shù)。這種測(cè)試被認(rèn)為是一種干擾技術(shù)，測(cè)試時(shí)產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)來(lái)檢測(cè)故障。測(cè)試可以是自動(dòng)或手動(dòng)的。測(cè)試包含三種類型。（3）通電自檢測(cè)試-安全性測(cè)試。無(wú)論對(duì)于“標(biāo)準(zhǔn)A”還是“標(biāo)準(zhǔn)B”的中央維護(hù)系統(tǒng)，該種測(cè)試都是必須的。（4）循環(huán)測(cè)試。除非有特殊需求，否則不需要使用循環(huán)測(cè)試。（5）手動(dòng)測(cè)試。在交互模式中，這些測(cè)試被手動(dòng)激勵(lì)。無(wú)論對(duì)于“標(biāo)準(zhǔn)A”還是“標(biāo)準(zhǔn)B”的中央維護(hù)系統(tǒng)，該種測(cè)試都是必須的。

4.3 內(nèi)置備用容量

除非有硬件技術(shù)上面的規(guī)定，否則內(nèi)置備用容量的失效一定不能導(dǎo)致拆除LRU。

4.4 故障隔離

故障隔離能確定或識(shí)別故障或失效的LRU＼以及有問題的飛機(jī)線路。故障隔離程序是故障或失效檢測(cè)所要求的。在檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)該分析所有與故障或失效相關(guān)的數(shù)據(jù)，故障隔離過(guò)程的結(jié)果就是一條失效信息。如果組件內(nèi)部故障檢測(cè)工作是供應(yīng)商負(fù)責(zé)的，那么供應(yīng)商也應(yīng)對(duì)故障隔離程序負(fù)責(zé)。對(duì)組件內(nèi)的故障或失效信息，供應(yīng)商須證明故障隔離的準(zhǔn)確性。

4.5 CMS BITE要求

CMS BITE需要具有以下特性：（1）通電自檢測(cè)試。通電自檢測(cè)試必須在地面上進(jìn)行，并且要符合下列條件之一：a.電源持續(xù)斷開超過(guò)5秒后；b.硬件自動(dòng)重啟時(shí)；c.手動(dòng)重啟時(shí)；d.在交互模式下發(fā)出請(qǐng)求時(shí)。（2）BITE數(shù)據(jù)定義。BITE必須包含檢測(cè)和存儲(chǔ)兩種類型的數(shù)據(jù)：a.故障或失效數(shù)據(jù)：BITE的故障隔離過(guò)程產(chǎn)生的結(jié)果；b.原始數(shù)據(jù)：BITE進(jìn)行故障隔離過(guò)程使用的主要數(shù)據(jù)，主要用于車間維修。對(duì)于“標(biāo)準(zhǔn)B”的中央維護(hù)系統(tǒng)，BITE還應(yīng)存儲(chǔ)監(jiān)控CMF軟件運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)。（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。對(duì)測(cè)試出的故障或失效，其數(shù)據(jù)應(yīng)存儲(chǔ)在設(shè)備非易失性存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)邏輯應(yīng)必須使飛行中存儲(chǔ)的信息不受地面操作（例如排故，檢查單，電源中斷等）的影響。這就需要用地面或飛行其他信息來(lái)防止存儲(chǔ)的飛行故障被覆蓋。（4）數(shù)據(jù)傳輸。類型1，類型2和類型3的BITE應(yīng)按照總線協(xié)議與“標(biāo)準(zhǔn)A”以及“標(biāo)準(zhǔn)B”的中央維護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙向或單向傳輸。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代大型客機(jī)中已越來(lái)越重視機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)的使用，而BITE是機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)重要的組成部分，如何研制出高性能的BITE設(shè)備，已成為各大飛機(jī)制造商以及航空公司關(guān)注的焦點(diǎn)。文章描述了機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)與BITE之間的關(guān)系，中央維護(hù)系統(tǒng)和BITE的類型，最后提出了當(dāng)前BITE設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮的內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)

[1]ARINC604-1， GUIDANCE FOR DESIGN AND USE OF BUILT-IN TESTEQUIPMENT[Z].

[2]ARINC624-1， DESIGN GUIDANCE FOR ONBOARD MAINTENANCE SYSTEM[Z].

作者簡(jiǎn)介：王?。?983，4-），男，漢，籍貫：安徽省淮北市，單位：上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院總體氣動(dòng)設(shè)計(jì)部，職稱：工程師，學(xué)位：碩士，研究方向：飛機(jī)健康管理技術(shù)研究、機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。