關于軍用測試系統(tǒng)標準化和技術體系問題的研究與探討

關于軍用測試系統(tǒng)標準化和技術體系問題的研究與探討?

摘要：本文通過對軍用自動測試系統(tǒng)ATS技術發(fā)展的簡單回顧，介紹了相關標準化問題產(chǎn)生和發(fā)展過程，結合國外下一代軍用測試系統(tǒng)體系結構與可測試性技術等相應國際標準的分析，討論了軍用自動測試系統(tǒng)與可測性標準化體系與關鍵技術。針對國內軍用ATS發(fā)展面臨的標準化問題進行了分析，并初步探討了國內軍用ATS標準化發(fā)展策略和建議。
關鍵詞：測試系統(tǒng)；標準化；體系結構；技術體系
1? 引言
自動測試系統(tǒng)技術及在軍事方面的應用已有三十多年的歷史。在以往的發(fā)展歷程中，該領域的技術發(fā)展大部分是圍繞著測試總線技術為核心而展開的，從初期的專用接口、到統(tǒng)一的、迄今為止被認為是最為成功的GPIB接口總線，以及到VXI、PXI和新近推出的LXI技術等等。但發(fā)展至今，除了初期的專用接口外，目前尚未有一種接口總線能夠完全主導自動測試系統(tǒng)的發(fā)展，包括被人們寄予厚望的VXI總線系統(tǒng)。相反卻形成了多種測試總線共存的發(fā)展局面。由于基本總線標準的多元化，自動測試系統(tǒng)技術（特別是模塊化儀器技術）似乎陷入了一種多頭緒發(fā)展的局面。隨著Tek公司、Agilent公司等大儀器公司先后退出VXI產(chǎn)品的開發(fā)領域，這種趨勢特征更為明顯，也帶來了其發(fā)展的諸多疑問。
然而，與此相對照的是，隨著裝備復雜性的快速增長，自動化的多參數(shù)綜合測試和診斷系統(tǒng)的需求越來越旺盛，目前，幾乎每一種重要的武器裝備都有相應的測試系統(tǒng)研制計劃，這導致了自動測試系統(tǒng)技術在應用層面上、特別是在軍事應用上的地位和作用卻在以非?？焖俚内厔菰鲩L，但同時所帶來的問題也日益尖銳。
首先是標準問題，由于標準上的多樣化，國外在軍用測試系統(tǒng)發(fā)展期間，忽視了通用測試特性的統(tǒng)一規(guī)劃，造成多類型ATS（Automatic Test System）林立、可移植性差、成本高、功能重疊、效率低下等方面的問題，極大地制約了ATS的應用效能。而從目前情況看，我們正在走美軍曾經(jīng)走過的彎路。
其次，裝備復雜性的增長使得現(xiàn)有測試方法的局限性暴露無余，這時將裝備測試和驗證問題納入設計范疇，從而簡化測試復雜性幾乎就成為解決該問題的唯一的途徑，這也是裝備可測性設計問題得到重視的重要原因。
另外，裝備測試的重要目標之一是維護和保障，因此圍繞著測試信息綜合和利用的故障診斷技術也成為了軍用測試系統(tǒng)發(fā)展的熱點。
本文主要圍繞測試系統(tǒng)和相關可測性標準化問題，探討軍用測試系統(tǒng)技術的發(fā)展策略。
2? 面向裝備的自動測試系統(tǒng)標準化問題
沒有標準化就沒有自動測試系統(tǒng)通用性！
2.1標準化問題的提出
現(xiàn)代裝備對ATS的需求持續(xù)增長，近20年來,西方發(fā)達國家對ＡＴＥ的研制投入了大量資金。美國國防部從1980～1992年對ＡＴＥ投入了500億美元。美國各軍兵種分別制定了自己的ＡＴＳ發(fā)展計劃,比如,美國空軍制定的“模塊化自動測試設備(ＭＡＴＥ)”發(fā)展計劃,美國海軍制定的“綜合自動化支持系統(tǒng)(ＣＡＳＳ)”發(fā)展計劃，美國陸軍制定的“中間級戰(zhàn)場測試設備系列(ＩＦＴＥ)”發(fā)展計劃。這些發(fā)展計劃的實施對增強技術保障能力起到了明顯作用。
然而，美軍ＡＴＳ的研發(fā)始于軍兵種分散管理,并且每種型號武器裝備的ＡＴＳ又是獨立開發(fā)并投入現(xiàn)場使用,這種重復開發(fā)不僅增加了費用和時間,并且使ＡＴＳ品種繁多。到上個世紀90年代中期,美國空軍擁有兩千多 套ＡＴＳ,但品種卻多達600多種,使用的測試語言就有40多種,每一種ＡＴＳ都要有自己的后勤保障,包括備品備件、使用人員、技術手冊等。測試設備品種繁多,體積龐大是又一個重大問題。美軍在“沙漠之狐”行動中,為了維修和保障8架Ｆ117Ａ戰(zhàn)斗機,需要部署一架Ｃ141、4架Ｃ5Ａ和2架Ｃ17等大型運輸機來運輸各種測試設備、技術資料、消耗器件及維護保障人員,大大限制了飛機的出動能力。因此ＡＴＳ制造成本和維護費用使得美國國防部無法忍受,不得不終止美國空軍的MATE發(fā)展計劃。
2.2? 美軍標準化的工作
由于ATS的體系結構不開放,標準化工作嚴重滯后,制約了軍用ATS裝備保障效能的發(fā)揮。美國國防部認識到ATS的發(fā)展必須集中管理、統(tǒng)一協(xié)調。由此出臺了一系列關于ATS接口、標準和服務的技術規(guī)范。
美國軍方從20世紀80年代中期開始研制針對多種武器平臺和系統(tǒng)，由可重用公共測試資源組成的通用自動測試系統(tǒng)，并形成了4大標準測試系統(tǒng)系列(海軍的TETS 系統(tǒng)、陸軍的IFTE 系統(tǒng),海軍陸戰(zhàn)隊的TETS和電子戰(zhàn)設備標準測試系統(tǒng)J SECST),但現(xiàn)有以軍種為單位的通用測試系統(tǒng)仍然存在以下不足:
（1）測試系統(tǒng)軟/硬件結構缺乏通用性和標準化，這樣不僅增加了使用和維護費用，而且降低了測試系統(tǒng)間的互操作性。而且，由于現(xiàn)有通用測試系統(tǒng)以各軍種為單位，針對不同的武器維護級別(現(xiàn)場、基地)，缺乏了系統(tǒng)間的互操作性，就無法適應現(xiàn)代多兵種聯(lián)合作戰(zhàn)對多武器系統(tǒng)、多級維護的需要。
（2）裝備可測試性問題突出，功能重疊，使ATS效能低下。
（3）無法有效地與外部環(huán)境實現(xiàn)測試診斷信息的交互，阻礙了診斷信息的共享和重用，使得診斷效率和準確性低下。
?（4）由于商用儀器與軍用系統(tǒng)在生命周期方面的巨大差距（20~30年），導致軍用系統(tǒng)中儀器的更換升級困難、維護費用極高。
實際上，造成這些缺陷的根源只有一個，就是沒有統(tǒng)一的測試系統(tǒng)標準。因此，從1996年開始，美國國防部DoD與工業(yè)界一起著手制訂一種開放的ATS結構標準。1999年美國國防部自動測試系統(tǒng)執(zhí)行局召集陸、海、空軍、海軍陸戰(zhàn)隊及工業(yè)部門聯(lián)合開發(fā)新一代自動測試系統(tǒng)NxTest，主要內容包括ATS的發(fā)展目標、采購策略、標準系列產(chǎn)品和研發(fā)計劃等。同時成立了相應的工作組NxTest IPT，確定了以確認影響ATS通用性的關鍵接口CI和關鍵要素，逐步完成測試系統(tǒng)標準化的定義。
新一代自動測試系統(tǒng)NxTest發(fā)展目標是：以標準化推動通用ATS的發(fā)展，最大程度地減少專用ATS 的使用,降低ATS采購和支持費用，提升ATS的互操作性，改進測試質量。
2.3? 新一代自動測試系統(tǒng)體系結構
測量儀器本質上是面向信號的，所以通用性是其與身俱來的特性。測試系統(tǒng)最終是面向具體應用對象的，所以本質是專用的。但大部分測試系統(tǒng)在某一階段具有共同屬性，即有一定的通用性，所以有了標準總線、SCPI、IVI、ATALAS等軟標準，有了Lab Windows CVI等軟件平臺，所以測試系統(tǒng)通用性成功的關鍵在于把標準推進到哪一個階段層面上。
測試系統(tǒng)標準化越接近對象，測試系統(tǒng)專用性越強，易用性也越好，資源也越容易節(jié)省和優(yōu)化，但是標準化工作量和難度太大，甚至無法推進。
標準化越遠離具體對象，通用性越好，標準化容易形成，但后期重復工作也會越多，底層共享性差，資源浪費也越大。
實際上，追求測試系統(tǒng)技術完全的標準化是無法實現(xiàn)的目標，但測試診斷系統(tǒng)構建的主要難點和工作量在軟件，所以，新一代測試系統(tǒng)體系更傾向于從軟件接口、信息格式等“軟”的層面上構建標準，盡可能在底層上實現(xiàn)資源共享。
美國國防部自動測試系統(tǒng)執(zhí)行局與工業(yè)界聯(lián)合成立了多個技術工作組，將自動測試系統(tǒng)分為測試系統(tǒng)設備（含硬件、軟件和開關）、測試接口適配器、TPS(含診斷、測試程序)和被測對象UUT等幾個主要部分，并將其中影響測試系統(tǒng)標準化、互操作性和使用維護費用的24個關鍵軟接口，并以此為基礎建立了下一代自動測試系統(tǒng)開放式體系結構。
目前24個關鍵接口中已有6個確定了相應的國際標準并開始執(zhí)行，10個接口正在制定過程中，還有8個接口的標準尚未開始。工作組預計將于2009~2010年完成全部接口的標準化工作。
新一代自動測試系統(tǒng)體系結構首先是信息共享和交互的結構，能夠滿足側試系統(tǒng)內部各組件間、不同測試系統(tǒng)之間、測試系統(tǒng)與外部環(huán)境間信息的共享與無縫交互能力。
2.4 測試總線的標準問題
?目前，測試系統(tǒng)主流的標準總線有四種GPIB即IEEE488（1974年）、VXI（1987年）、PXI（1997年）和LXI（2004年）。
?實際上，在計算機和通信技術發(fā)展到今天，采用何種總線來完成高效率的信息傳送已經(jīng)不重要了，重要的是能夠為儀器界和用戶接受的程度。決定一種測試總線成功的要素有如下三點：
儀器廠家和工業(yè)背景的支持。
用戶對標準的認可和支持。
總線本身的可擴展能力，特別是測試系統(tǒng)特別強調的同步和觸發(fā)能力。
其中，第一點是最關鍵的因素。目前，測試總線必須依附現(xiàn)有的計算機和通信的主流總線才能發(fā)展。實際上，除了早期的GPIB總線外，其他所有測試總線背后都站立著工業(yè)標準巨人。
（1）GPIB總線標準：GPIB總線是迄今為止測試界推出的最成功的一種測試總線，歷經(jīng)30多年歷史仍有相當?shù)膽檬袌鲈诂F(xiàn)代以更新速度快而著稱的IT界是非常少見的，這點與早期計算機總線標準尚未形成占統(tǒng)治地位的主流標準有關，也與測量儀器長的使用周期密切相關，就性能而言，GPIB總線早已落后，但它有廣泛的適應性（現(xiàn)在儀器多數(shù)仍有GPIB接口），組建靈活性，價格低廉，特別是保護了既往的投資，所以，至今仍在普遍使用。
（2）VXI總線標準：VXI總線源自于著名的工業(yè)控制總線標準VME，其本身是由MOTOROLA公司主推的工業(yè)總線，而最早HP公司和Tecktronix公司等儀器界最有實力的幾家公司在其儀器內部采用的處理器大多是MOTOROLA的產(chǎn)品體系，所以支持VME標準也就順理成章。正是由于有主流儀器廠家的有力支持，VXI標準可選擇的儀器模塊多，性能優(yōu)良，從而成為測試界主流總線之一。
?然而，在PC占據(jù)計算機應用絕對優(yōu)勢地位的今天，VXI來自儀器之外的工業(yè)界和用戶層面的支持太少了，造成其成本居高不下，VXI與PC之間的多重轉化即造成資源浪費、效率降低，也造成用戶使用上的諸多不便，從而限制了VXI總線的進一步發(fā)展。
?目前，VXI總線應用的主要動力還在于其慣性的發(fā)展，例如，已經(jīng)確立VXI為測試系統(tǒng)裝備標準的用戶只能慣性的沿用該系列的產(chǎn)品，但是，隨著Agilent ，Tek等有實力公司的逐步退出，其市場會逐步萎縮。
（3）PXI總線標準：沿于INTEL體系的PC在當今計算機應用領域占絕對的主導地位，這一點是不可能長期被測試儀器界所忽視的，1997年美國NI公司以PC主流總線cPCI總線的擴展推出了PXI總線，它自然得到了測控工業(yè)界的全面支持，體現(xiàn)出很強的活力，也受到用戶層面的歡迎。
但是NI公司畢竟是一所小的儀器公司，盡管cPCI總線是一個在計算機應用界有統(tǒng)治力的大聯(lián)盟，但在主流儀器界包括Agilent、R&S、Tek等大公司都不甘支持這樣的標準，所以至今為止只是工業(yè)標準，未能被IEEE接受為國際標準。因此，盡管PXI總線具有結構緊湊，成本低廉，應用方便等突出優(yōu)點，但缺少主流儀器廠家的支持使得其可選的高水平儀器模塊太少，所以其應用也多以低端應用為主，或與GPIB總線混合使用。
（4）LXI總線標準：LXI總線標準是2004年9 月14 日由Agilent 公司和VXI 科技公司共同提出一種新型儀器接口規(guī)范。它基于著名的工業(yè)標準以太網(wǎng)( Ethernet)技術,擴展了儀器需要的語言、命令、協(xié)議等內容,構成了一種適用于自動測試系統(tǒng)的新一代模塊化儀器平臺標準。
目前，LXI協(xié)會幾乎包含了所有的主要測量儀器廠商。應該說，LXI總線標準具備了測試總線成功的所有要素，也最有機會成為下一代自動測試系統(tǒng)主導的總線標準。但其本身尚在完善發(fā)展階段，但作為下一代主流測試總線的前景還是被普遍看好。
總的說來，多總線并行的局面還會繼續(xù)維持下去，但測試總線最終趨同于“計算機和通信”主流總線標準的趨勢是不會改變的，也唯有如此，才能使測試系統(tǒng)獲得最低的組建成本和最廣泛地用戶接受度，而未來測試總線也會越來越多地注重測試儀器和系統(tǒng)的標準語言、命令、協(xié)議等等“軟特性”，并據(jù)此制定更多的標準。
3? 新一代自動測試系統(tǒng)涉及的一些標準和關鍵技術
3.1? 面向信息交互層面的標準化體系技術
(1) 以IEEE P1226為核心的ABBET標準(廣域測試環(huán)境) 與軟件體系結構
ARBET標準由IEEE P1226.3 -12等一整套測試領域信息接口標準組成，覆蓋與測試信息相關的產(chǎn)品設計、生產(chǎn)到維護的各個環(huán)節(jié)。
該標準有兩個目標：一是通過定義一系列的接口提供針對ATS的描述能力和控制信息，二是通過定義一系列接口實現(xiàn)虛擬和真實資源管理服務。
從下一代自動測試系統(tǒng)體系結構的規(guī)劃可以看出，未來通用測? 試系統(tǒng)軟件體系結構將以IEEE制定的ABBET標準為基礎實現(xiàn)測試診斷信息的共享和重用。采用ABBET標準將實現(xiàn)產(chǎn)品設計和測試維護信息的共享和重用，實現(xiàn)測試儀器的可互換、TPS的可移植與互操作，使集成診斷測試系統(tǒng)的開發(fā)更方便、快捷。ABBET標準定義了基于框架的模塊化測試軟件結構，支持軟件資源的重用。ABBET標準的核心思想是:將測試軟件合理分層配置，實現(xiàn)測試軟件與測試系統(tǒng)硬件、軟件運行平臺的無關性，滿足測試軟件可移植、重用與互操作的要求。
(2)儀器可互換技術與IVI(可互換虛擬儀器)系列規(guī)范
為了降低開發(fā)成本，縮短研制周期，自動測試系統(tǒng)中大量采用商業(yè)貨架產(chǎn)品，而商用產(chǎn)品更新?lián)Q代快，為了延長測試系統(tǒng)的使用壽命，儀器更換往往是不可避免的。另一方面，隨著通用測試系統(tǒng)應用范圍的擴大，為適應被測對象測試需求的變化，也要求測試儀器能夠方便地升級換代。由于儀器型號、種類和產(chǎn)生廠商的不同將給儀器更換帶來一系列兼容性問題，儀器可互換技術就是要最大限度地屏蔽儀器間差異，為用戶提供靈活的儀器互換機制。IVI規(guī)范作為美國國防部公布的下一代自動測試系統(tǒng)的關鍵技術，是實現(xiàn)真正意義的儀器可互換的關鍵。IVI-C, IVI-COM提供了同類儀器的互換機制，實現(xiàn)了同類儀器驅動器函數(shù)形式和參數(shù)的完全統(tǒng)一，使最終用戶不再被束縛于特定廠家的特定型號的儀器設備。
(3) TPS(測試程序集)可移植與互操作技術
TPS可移植和互操作技術是實現(xiàn)測試軟件可重用、擴大測試系統(tǒng)的應用范圍、提高開發(fā)效率和降低測試開發(fā)成本的關鍵。實現(xiàn)測試軟件可移植與互操作的兩個基本條件是:①測試系統(tǒng)信號接口的標準化;②測試程序與具體測試資源硬件的無關。
測試軟件從結構上可分為面向儀器、面向應用和面向信號三種形式，而面向信號的開發(fā)是測試軟件互操作的前提。面向信號的開發(fā)使測試需求反映為針對UUT端口的測量/激? 勵信號要求，TPS中不包含任何針對真實物理資源的控制操作。當測試資源模型也是圍繞“信號”而建立時，則只要通過建立虛擬信號資源向真實信號資源的映射機制，就可以實現(xiàn)TPS在不同配置的測試系統(tǒng)上運行。
（4）IEEE Std 1641--面向信號和測試定義的標準
?面向信號及其測試的標準化是實現(xiàn)ATS通用性、可移植性和互操作性的基礎，從面向信號的角度出發(fā)尋求測試軟件的通用性一直是ATS界堅持的技術路線，最典型的就是ATLAS（the Abbreviated Test Language for All System）語言及相關系列標準的出現(xiàn)，而IEEE Std 1641標準綜合了早先ATLAS系列標準，如： C/ATLAS，IEEE Std. 716-1989，ARINC Specification 626 ATLAS等。
IEEE Std 1641-2006標準不但為各種測試信號形式、特征，以及信號方法和測試過程給出了完整定義，而且強調了測試信息在設計、測試和維護個階段之間互通性，為基本測試軟件的標準化和可互操作性提供了更為廣泛的技術基礎。
?(5) IEEE1232--AI-ESTATE標準(適用于所有測試環(huán)境的人工智能信息交換與服務)與ATML(自動測試標注語言)
IEEE1232標準全稱為IEEE Standard for Artificial Intelligence Exchange and Service Tie to All Test Environments (AI-ESTATE)。
隨著被測對象的日益復雜，以數(shù)據(jù)處理為基礎的傳統(tǒng)測試診斷制方法已經(jīng)無法適應復雜設備的維護需要，應用以知識處理為基礎的人工智能技術將是自動測試系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，IEEE制定AI-ESTATE標準的目的正是為了規(guī)范智能測試診斷系統(tǒng)的知識表達與服務，確保診斷推理系統(tǒng)相互兼容且獨立于測試過程，測試診斷知識可移植和重用。
??? 正在制定的ATML標準是XML(可擴展標注語言)的一個子集，采用ATML表達測試診斷信息，將實現(xiàn)分布開放環(huán)境中測試診斷信息的無縫交互。ATML繼承了XML適用于多種運行環(huán)境，便于與各種編程語言交互的優(yōu)點，是目前最適合描述AI-ESTATE標準定義的各種測試診斷知識模型的語言。采用ATML表示測試診斷知識，將實現(xiàn)測試診斷知識與測試過程的分離，便于測試診斷知識的共享和可移植。而在測試執(zhí)行過程中，還可以根據(jù)測試診斷知識來動態(tài)地調度測試運行步驟，實現(xiàn)更有效的故障定位，從而縮短診斷排故時間。
3.2 基于IEEE1505-2006的公共測試接口CTI(Connnon Test Interface)
測試系統(tǒng)接口的標準化和統(tǒng)一是TPS可移植和互操作的重要基礎之一，1999年RFI (Receiver Fixture Interface，接卡器與測試夾具接口)聯(lián)盟制定了測試系統(tǒng)信號接口標準IEEE P1505，實現(xiàn)了信號接口裝置電氣和機械連接的標準化，2006年重新更新了該標準。該標準對各類自動測試系統(tǒng)都定義了嚴格的機械、電氣標準的信號接口規(guī)范，這些信號包括數(shù)字、模擬、射頻RF、電源等等，并對如接卡器與測試夾具接口等用于測試系統(tǒng)組建的大型部件面板，包括激勵/測量信號與被測對象之間的布局和聯(lián)結方式等等都給出了標準定義。
3.3 合成儀器技術(Synthetic Instruments)
在以往的ATS設計中，存在大量的通用儀器或模塊性能資源的冗余和浪費，這不僅是減小ATS的體積和成本的障礙，也影響了ATS效率、可靠性和功率成本。為此NxTest IPT工作組專門成了合成儀器技術工作組SI--IPT，主要探索面向測試系統(tǒng)的合成儀器技術發(fā)展與相關標準的制定。
傳統(tǒng)測試儀器往往是一些功能單一的專用儀器，隨著數(shù)字信號處理技術的日臻成熟，近年來出現(xiàn)了以軟件控制的、以功能組合方式實現(xiàn)的合成儀器技術，其基本做法是:以高速A/D, D/A和DSP芯片為基礎組成通用的測試儀器硬件系統(tǒng)，而測試/測量任務的實現(xiàn)以及系統(tǒng)升級完全依靠軟件來實現(xiàn)。目前美國海軍CASS測試系統(tǒng)升級過程中已將頻譜分析儀、射頻功率計、波形分析儀、時間/頻率測試儀和AC/DC電壓測量等7種儀器的功能由一個合成儀器模塊來實現(xiàn)，而美國陸軍的IFTE、海軍陸戰(zhàn)隊的TETS系統(tǒng)也將進行相應的升級改造。合成儀器技術進一步推進了軟件就是儀器的虛擬儀器技術的發(fā)展。
基于軟件無線電概念的合成儀器技術不僅會改變測試系統(tǒng)的設計基礎，更是測試測量技術的革命性進步，但是其技術的限制和瓶頸也是顯而易見的，這就是該技術太依賴A/D和D/A器件帶寬和動態(tài)范圍的提升。從目前情況看，完全依賴數(shù)字技術的DSP性能（速度和存儲）每18個月就能增長一倍，以來模擬數(shù)字混合技術的A/D和D/A性能（分辨率和速率）增長周期大約為24~36個月，而微波毫米波器件性能（指標、體積和價格）周期大約為36~96個月。由此可以看出真正基于軟件無線電的合成儀器還相當遙遠，但在低端射頻頻段、以及附加適當變頻器件的過渡性合成儀器將會成為新一代儀器體系發(fā)展的潮流。
4? 裝備系統(tǒng)可測性的問題
? 沒有可測性設計，就沒有測試系統(tǒng)效能的真正發(fā)揮！
4.1 可測性問題的起源
七十年代，美軍在裝備維護過程中發(fā)現(xiàn)隨著系統(tǒng)的復雜度不斷提高，經(jīng)典的測試方法已不能適應要求，甚至出現(xiàn)測試成本與研制成本倒掛的局面，有資料報道復雜電子系統(tǒng)糟糕的故障可觀測性設計使產(chǎn)品整個壽命周期維護成本是制造成本的2-10倍。
此后，隨著武器系統(tǒng)復雜性的迅速增長，目前能掌握的測試方法已近乎于“無解”，將測試和驗證問題納入設計的范疇幾乎已經(jīng)成為解決復雜測試問題的唯一的途徑。
1976年F. Liour 等人提出可測性設計思想。
美軍MIL - STD - 2165 可測試性大綱將可測試性作為與可靠性及維修性等同的設計要求,標志著可測試性作為一門獨立學科的確立。美國通過重視武器系統(tǒng)的可測性設計工作，使武器系統(tǒng)全壽命周期費用大大降低。
4.2 可測性的定義
產(chǎn)品能及時準確地確定其狀態(tài)(可工作、不可工作、性能下降) ,隔離其內部故障的設計特性。以提高可測試性為目的進行的設計被稱為可測試性設計(DFT: design for testability)。其內涵包括：
（1）可測試性描述了測試信息獲取的難易程度
可控性--能夠通過外部控制激活產(chǎn)品故障狀態(tài)的特性，取值[0，1]
可觀測性--能夠通過控制將激活的故障狀態(tài)傳送到可觀測端口的特性，取值[0，1]
可測性---就是可控性和可觀測性難易程度的綜合表征。
（2）?可測試性是設備本身的一種設計特性
同可靠性一樣,可測試性也是裝備本身所固有的一種設計特性。裝備的可測試性并不是可測試性設計所賦予的,產(chǎn)品一旦設計生產(chǎn)出,本身就具備了一定的可測試性。
（3）?可測試性技術的最終目標是提高產(chǎn)品的質量和可靠性,降低全壽命周期費用
4.3 國內情況
國內裝備的可測性設計從80年代開始逐漸得到重視。1990年4月發(fā)布了航標HB6437-90《電子系統(tǒng)和設備的可測試性大綱》,至今已有15年,1995年10月發(fā)布國軍標GJB2547-95《裝備測試性大綱》,至今也有10年了, 但應用和推廣受到很大的限制。武器設備測試性設計存在的主要問題是：
（1）管理層面：
??沒有落實測試性設計與電子系統(tǒng)/設備設計的早期結合
??產(chǎn)品的研制過程、生產(chǎn)過程和使用過程各階段各環(huán)節(jié)的測試互不相關
（2）技術層面：
??缺乏有效的測試性驗證方法對測試性指標進行考核
目前新研制的所有產(chǎn)品,都必須經(jīng)受嚴格的可靠性試驗對其可靠性指標(MTBF)進行考核,直至達到要求,這對產(chǎn)品的可靠性落實的有力保證。而可測性卻沒有像可靠性試驗那樣嚴格的有效的試驗驗證手段。
??可測性的難題：故障模式集，度量評估。
目前能接受的可測性指標是故障檢測率、故障隔離率、虛警率等存在缺陷。首先是故障集難以驗證和確認，真實的故障模式集很難完備，采用自定義方式缺乏科學依據(jù)，所以往往很高。其次是指標本身未科學地反映可測性：現(xiàn)有指標實際上是將可測性表征為“可測”或“不可測”的二元統(tǒng)計值，并沒有表征出測試難易程度的內涵。
??缺乏有效的關于測試性設計的計算機輔助設計與仿真軟件工具
可測性設計者需要設計工具輔助完成裝備的可測性設計。美國的可測性工程與維護系統(tǒng)TEAMS和eXpress已應用到美國軍用飛機、航天飛機、導彈、國際空間站等領域的可測性設計與檢驗。
4.4? 目前可測性的國際標準?
制訂可測試性國際標準的目標是盡可能地使測試方法、結構、接口和數(shù)據(jù)格式的標準化，這也是保證可測試性設計技術通用性和可復用性的重要基礎。
可測試性國際標準的制訂起源于八十年代末期，當時基于結構化可測試性設計方法已經(jīng)相當成熟，但存在過程復雜、設計周期較長、成本高、設計方法不兼容和產(chǎn)品的維修性較差等缺陷，嚴重影響了可測試設計技術的應用。鑒于結構化可測試性設計方法的上述缺點,有必要開發(fā)一種更為簡單的、標準化的可測試性設計方法。1990 年, IEEE 組織和JTAG組織共同推出了IEEE 1149. 1 邊界掃描標準，目前該標準仍是數(shù)字集成電路與系統(tǒng)的主流可測性設計技術，經(jīng)對該標準的擴展，形成了混合信號測試的國際標準IEEE1149.4、模塊級的測試與維護總線標準IEEE1149. 5、高級數(shù)字化網(wǎng)絡測試標準IEEE1149. 6,在IEEE最近所頒布的基于內嵌芯核的系統(tǒng)芯片（SOC）測試標準IEEEP1500中，也借鑒和采納了IEEE1149. 1中的許多原理和技術，并在總體上和IEEE1149. 1兼容。
5 對軍用自動測試系統(tǒng)發(fā)展策略的幾點認識
目前國內軍用測試系統(tǒng)正在掀起發(fā)展的熱潮，探討和制定什么樣的技術發(fā)展策略，以推動測試系統(tǒng)標準化、貫徹落實可測性設計大綱、并深化綜合診斷的應用技術研究，避免美軍曾經(jīng)走過的彎路，使發(fā)展走上良性發(fā)展的軌道是目前相當迫切的研究課題，具體可考慮從如下幾方面開展工作：
5.1 建立國內軍用測試系統(tǒng)標準化學術和執(zhí)行機構
從美軍ATS發(fā)展歷程來看，ATS標準化是一個相當艱巨和漫長的過程，特別是當軍用ATS已經(jīng)普及應用到相當程度后再進行標準化的工作則尤為困難，且代價極大。目前，國內ATS發(fā)展整體上看尚處于起步階段，雖然現(xiàn)代武器裝備都有相應的測試系統(tǒng)保障計劃，但尚未大面積的實施和裝備，因此充分借鑒美軍在ATS裝備發(fā)展過程中的經(jīng)驗教訓，盡早建立軍用ATS標準化執(zhí)行機構，逐步制定相關標準，規(guī)范ATS的發(fā)展是當前國內軍用自動測試系統(tǒng)的當務之急。
??? 然而，軍用ATS標準化工作的難點既有技術層面的因素，更有管理體制方面的因素。因此軍用ATS執(zhí)行機構應該是國防或裝備管理部門與工業(yè)界的充分結合，需要既能體現(xiàn)管理的權威性，也能具有堅實的技術能力，同時該機構也應是一個開放的結構，特別是在技術層面上更應盡可能地覆蓋各種裝備的需求，所以該機構在技術層面也應有一個從頂層到需求層的梯形結構。
5.2? 以技術發(fā)展推動ATS的規(guī)范和標準工作
鑒于標準化對測試系統(tǒng)發(fā)展的重要意義，參照美軍在標準化建設過程方面的工作，從頂層設計入手解決軍用測試系統(tǒng)通用性問題當然是有效發(fā)展的捷徑，但是，標準化問題牽扯范圍太寬，其中體制和管理層面的問題遠遠大于技術層面的問題，而短期內也不易徹底改觀。所以，現(xiàn)階段國內軍用測試系統(tǒng)仍然走以“技術”推動發(fā)展之路較為可行。其中，重點在兩個方面，即模塊化儀器成體系逐步發(fā)展和貫徹標準化技術的典型測試系統(tǒng)研制，具體如下：
（1）需求為牽引的儀器模塊成體系的發(fā)展策略:儀器模塊的發(fā)展是測試系統(tǒng)的基礎，也應該成為軍用測試系統(tǒng)發(fā)展的重點，但由于現(xiàn)有的測試總線標準之爭尚未完全塵埃落定，主流總線仍在不太穩(wěn)定的變化之中，所以應貫徹“以靜制動”的策略，以一、兩種有發(fā)展前景的總線為主，根據(jù)需求逐步按體系發(fā)展測試儀器模塊，突出應用面和共享性應該成為儀器模塊發(fā)展的原則。
（2）典型測試系統(tǒng)標準化技術推動軍用ATS標準化工作:目前，盡管體系和管理層面的問題是測試系統(tǒng)標準化的主要問題，但國內在相關的技術層面上的工作也僅僅在起步階段。美軍在標準發(fā)展過程中有各軍兵種四大類測試系統(tǒng)可以借鑒，我們在技術上還遠未達到美軍那時的成熟度。因此，目前比較可行的方針是，針對典型裝備測試需求，按標準化設計思想，開發(fā)具有標準化借鑒價值的典型測試系統(tǒng)，并以此從技術層面上帶動測試系統(tǒng)標準化的工作，為未來標準的制定作好技術上的充分準備。
5.3? 實可測性設計要求和管理，發(fā)展可測性設計技術
從裝備測試技術發(fā)展來看，可測性技術的發(fā)展和相關政策的落實是未來有效解決裝備測試維護問題必然和根本的途徑。沒有可測性設計的發(fā)展和應用，測試系統(tǒng)技術在裝備維護保障方面的路只能是越走越窄。
但是，相對于測試系統(tǒng)而言，可測性設計技術的規(guī)范化工作牽扯范圍更廣，體系和管理層面上的問題更為突出，而技術問題也更加的不成熟。目前，從測試技術領域的角度出發(fā)，我們應該而且能夠做的主要在兩個方面：
（1）測性的評估和建模工作：可測試性的評估是裝備可測性設計的基礎，這部分的理論和基礎工作應該有測試界研究和解決，但路途仍然比較遙遠。
（2）測性設計的輔助工具研制：從可測性發(fā)展來看，沒有有效的輔助工具，落實可測性設計要求是非常困難的，而美國測試界推出的TEAMS和eXpress兩個工具軟件，恰好彌補了這個不足。目前，這兩個工具軟件在美軍裝備可測性設計過程中發(fā)揮了非常重要的作用。