[發(fā)明專利]一種將測試性虛擬試驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實物試驗數(shù)據(jù)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410477812.5
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104268386B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊鵬;張勇;劉瑛;邱靜;劉冠軍;呂克洪;王超;沈親沐;王剛;趙晨旭;趙志傲;吳超;謝皓宇;李乾;林辰龍;李華康;季明江;彭磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學技術(shù)大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 國防科技大學專利服務(wù)中心43202
• 代理人: 郭敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測試性試驗的方法，尤其是一種將測試性虛擬試驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實物試驗數(shù)據(jù)的方法。

背景技術(shù)

測試性是指“產(chǎn)品能及時準確地確定其狀態(tài)(可工作、不可工作或性能下降)并有效地隔離其內(nèi)部故障的一種設(shè)計特性”。測試性試驗是指通過故障模擬和故障注入等手段，檢查產(chǎn)品的機內(nèi)測試系統(tǒng)(設(shè)備)和外部測試系統(tǒng)(設(shè)備)對故障檢測和隔離能力，從而暴露產(chǎn)品測試性設(shè)計方面的缺陷，確認是否符合測試性定量要求所進行的試驗。

測試性試驗分為虛擬試驗、實物試驗。實物試驗是指在模擬實際使用條件或在規(guī)定的工作及環(huán)境條件下的試驗，其試驗對象和測試系統(tǒng)都是真實的，故障樣本則是人工制造出來的，其中有的與自然故障在物理、功能表現(xiàn)等各方面幾乎完全一致，有的僅在功能表現(xiàn)方面等效。虛擬試驗指在人工構(gòu)建的虛擬對象上進行測試性試驗，理論上它可以虛擬測試性試驗的全部要素。

目前，在測試性核查和驗證等測試性工作中所依托的測試性試驗都是實物試驗，其特點是必須向產(chǎn)品中注入故障，這就不可避免地存在一些故障不能注入或無法有效注入，比如危害性大、不可撤銷的故障，比如在封裝產(chǎn)品內(nèi)部的故障，等等。按照統(tǒng)計學原理，在一次試驗中，如果達到一定數(shù)量的試驗用例無法獲取，將會造成一次試驗無效。

對此，人們在積極尋找解決辦法，比如采取故障等效注入的方法。這些方法不能從根本上解決問題。依照產(chǎn)品發(fā)展趨勢來看，產(chǎn)品集成和封裝越來越來緊密，光機電一體化產(chǎn)品越來越多，故障機理更加復雜，故障注入的風險越來越大，且后果難以預料。

如果采取虛擬試驗，那么上述問題將得到根本性地解決，而且還有更多的好處。首先，人們可以利用測試性虛擬樣機開展故障機理研究，從而幫助人們找到避免或延緩故障產(chǎn)生的方法；其次，虛擬試驗不受場地、時間和次數(shù)的限制，并且可以對試驗過程進行回放，從而大大提高試驗效率，降低試驗成本。

對于虛擬試驗數(shù)據(jù)的最簡單處理方法是直接將其等效為實物試驗數(shù)據(jù)，但是在實際應(yīng)用中，考慮到測試性虛擬試驗模型可信度等問題，虛擬試驗并不能直接等效為實物試驗，虛擬試驗數(shù)據(jù)也不能直接等效為實物試驗數(shù)據(jù)。虛擬試驗數(shù)據(jù)這種與實物試驗數(shù)據(jù)相關(guān)性極強，但又不完全等效的特性，給虛實結(jié)合的測試性一體化試驗方案設(shè)計和試驗評估等帶來新問題和新挑戰(zhàn)。解決此類問題的一個思路是，將虛擬試驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為等效實物試驗數(shù)據(jù)，這樣可以將新問題轉(zhuǎn)化為解決方案比較成熟的傳統(tǒng)測試性問題，因此，探索將虛擬試驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為等效實物試驗數(shù)據(jù)的方法，是新興的虛實結(jié)合的測試性一體化試驗技術(shù)中一個重要研究方向。

在測試性試驗數(shù)據(jù)中，測試性試驗樣本量的大小關(guān)系到測試性試驗方案設(shè)計、指標評估各個方面。虛實結(jié)合一體化試驗常遇到2個問題，一個問題是已經(jīng)開展了一定數(shù)量的虛擬試驗如何確定后續(xù)實物試驗樣本量；另一個是測試性實物試驗開展不充分，指標評估精度不高，如何利用虛擬試驗數(shù)據(jù)提高評估精度。這2個問題的核心都與虛擬試驗樣本量如何合理利用有關(guān)。如何將虛擬試驗樣本量轉(zhuǎn)化為等效的實物試驗樣本量是測試性虛擬試驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中的關(guān)鍵問題。因此，本發(fā)明要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題是，如何將虛擬試驗樣本量轉(zhuǎn)換為等效的實物試驗樣本量。這一問題尚未見到相關(guān)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種方法，將虛擬試驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實物試驗數(shù)據(jù)，即將虛擬試驗樣本量轉(zhuǎn)換為等效的實物試驗樣本量。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

第一步，根據(jù)建模資料和專家評判信息，采用基于專家評判的灰色綜合方法(具體內(nèi)容見參考文獻(楊麗娜等，《基于專家評判的灰色綜合方法在可信度評估中的應(yīng)用研究》，航天控制，2007，25(4)：63-67))計算虛擬試驗模型的可信度c_s。

第二步，從被測產(chǎn)品的測試性試驗大綱或者歷史試驗報告中獲得測試性虛擬試驗樣本量n_s；取故障檢測率p的無信息先驗分布為貝塔分布π₀＝Beta(α₀,β₀)，貝塔分布的兩個參數(shù)α₀和β₀的值可根據(jù)經(jīng)驗給定(一般的，可取α₀＝β₀＝1)，或者按照Jeffreys方法計算獲得(Jeffreys方法參考文獻(韋來生等編著，《貝葉斯分析》，中國科學技術(shù)大學出版社，2013，第53-55頁))；確定故障檢測率p落在可信區(qū)間之外的概率α，取值α≤0.1。