复杂系统测试性设计与故障诊断策略研究进展

测试性设计是提高系统可靠性、安全性、维修性、保障性的重要前沿技术,决定了系统故障检测率和隔离率,直接影响系统的维护(测试)成本。系统测试性设计包含结构化设计、模型化设计、数据驱动设计等多种设计策略。其中,数据驱动设计于近年逐渐兴起并成为重要发展方向之一,该类方法通过对系统测试与故障之间的关系进行建模,依据测试结果进行故障推理,形成故障诊断方案。首先,简要回顾了系统测试性设计的发展历程;其次,重点介绍了测试性设计的研究进展,分析总结了结构化、模型化、数据驱动3类测试方案;然后,介绍了测试性诊断策略构建,根据测试方案中的建模方法确定诊断策略的构建技术,并总结归纳了每类技术的研究特点和适用性;最后,探讨了当前复杂系统测试性设计面临的挑战性问题和可能的未来研究方向。

基于敏捷软件开发方法的C语言符号表构造实现研究

信息化飞速发展,需求随之变动,现今社会对软件产品质量的要求逐渐提高。该文首先介绍传统软件开发和敏捷软件开发体系,然后对比分析瀑布模型与极限编程,测试驱动开发与传统软件测试、V模型的各自特点,并结合实际,具体阐释敏捷软件开发方法在C语言符号表的构造实现,最后从测试覆盖率方面评估此次测试集。从测试评估报告结果看,采用先测试再编码步骤的测试驱动开发TDD方法开发的软件,不仅测试更为完备、彻底,而且更适用于需求变动的环境。

JUST回转支承故障试验数据分析

回转支承作为军用雷达的关键部件,对保证设备安全使用、提高效益具有重大作用。通过数据驱动方法对回转支承运行状态进行实时监测与诊断,已成为该技术领域的研究热点。然而回转支承面临服役工况复杂、故障试验样本稀少等问题,使其故障诊断技术研究一直饱受数据不足的困扰,也严重制约了军用机械装备寿命预测与健康管理技术的发展与应用。为此开展了回转支承故障试验,通过对回转支承运转过程中的多向振动、声发射信号进行采集,形成了故障试验数据集。该数据集包含回转支承在9种工况下的多向振动信号和声发射信号,且明确标注了回转支承的信号采集时间、故障标签、转速、负载、采集次数等多种相关信息,为基于数据驱动的回转支承故障诊断与雷达伺服系统健康管理提供数据支撑和技术保障。

月球弹簧回复式绳驱采样机械臂的设计及试验

针对深低温、低重力环境的月壤采样任务,设计并研制了一种功耗低、重量轻、结构简单、可靠性高的四自由度绳驱机械臂。将驱动绳索安装在臂杆末端,较大程度地减小了机械臂的功耗;在关节2、3处安装扭转弹簧,通过弹簧扭力给机械臂末端提供超过20 N的下压力;针对深低温环境,匹配了不同材料的配合间隙,提高了机械臂的可靠性;建立并验证了机械臂运动学模型的正确性。采样路径的仿真结果表明机械臂可完成采样任务。采用半闭环控制策略对样机的各独立关节进行了位置阶跃试验和正弦轨迹跟踪试验,试验结果表明各关节具备较高的响应速度、良好的稳定性和轨迹跟踪能力。

动力打桩桩周泥岩损伤特性与损伤模型

针对泥岩地基同施工场地条件下动力打入桩的承载力差异性大且部分打入桩承载力不足等异常现象,文章开展了桩周0.2m处打桩前后的桩周泥岩单轴抗压强度对比试验,和打桩后的桩端中风化泥岩三轴压缩试验,明确打桩后桩周泥岩的损伤特性,基于统计损伤理论建立考虑受打桩影响的桩周泥岩损伤本构模型,并对泥岩地基打入桩的承载性能进行探讨。研究表明:打桩后桩周0.2m处泥岩强度平均损伤28.2%,弹性模量平均损伤41.4%;桩端中风化泥岩损伤后抗剪强度参数平均值为c=217.2kPa、φ=21.6°,φ仅是同场地原状强风化和全风化泥岩的49.1%和51.4%;打桩后桩周泥岩应力-应变曲线的损伤模型计算值的与实测值吻合较好,验证模型的合理性;泥岩地基打入桩承载力异常特征为桩端受力小,但桩端沉降显著,静载破坏时桩端阻力的平均占比为5.25%;动力打桩对桩周泥岩的损伤是泥岩地基打入桩承载力异常的重要原因;泥岩地基打入桩的设计计算与数值模拟采用原状泥岩力学参数不合理,泥岩损伤后不易恢复,建议按损伤特性赋予参数。研究结果对泥岩地基打入桩的设计、施工、承载力评价有较强的参考价值。

任务驱动教学法在高职软件测试课程中的运用

随着现代计算机技术的全面发展,新型软件的广泛应用对软件质量和稳定性提出了更高要求。传统的理论教学法在实际操作能力培养方面的不足尤为突出。基于此,通过将教学内容与实际软件测试任务相结合,探讨任务驱动教学法在高职软件测试课程中的应用,提出任务设计、学生合作参与、实践测试与理论教学融合、反馈与评价的实施策略,使学生逐步掌握测试用例的设计、执行和评估等关键技能,以此提升学生的测试技能、问题解决能力及团队合作精神。研究结果显示,采用任务驱动教学法的软件测试课程显著提高了学生的学习效率和学习兴趣,有助于提升课程教学质量,满足行业对高素质技术人才的需求。

自动驾驶汽车仿真测试场景生成方法综述

针对自动驾驶汽车仿真测试场景生成方法进行了系统梳理,综述了自动驾驶汽车仿真测试场景定义、场景解构、数据驱动式场景生成、机理建模式场景生成等方向的最新研究进展,并对测试场景的相关评价与应用进行了总结,最后,提出了未来研究应重点考虑融入中国驾驶场景特征,深化边缘场景生成策略,加速场景构建的标准体系化建设工作。

聚变能源研究态势及展望

聚变能源开发有望重塑未来能源发展格局,正处于突破工程能量“得失相当”的关键阶段,机遇与挑战并存。本文总结了聚变能源研究的主要进展,凝练了能量平衡尚未实现、氚自持尚未得到验证、实现高可利用率难度极高、耐辐照材料开发进展缓慢、使用经济性普遍较差等发展挑战。在梳理国际热核聚变实验堆(ITER)计划的共性基础技术突破、成员国配套研究的基础上,归纳了我国磁约束聚变研究的整体规划、自主项目部署、技术路线跟踪等方面的进展。进一步,围绕我国自主提出的Z箍缩聚变裂变混合堆(Z-FFR)概念,阐述了基本原理、应用优势、系列进展,提出了面向2040年实现商业化供能目标的发展规划,涵盖关键技术攻关、工程演示、商业发电推广等阶段的任务目标。为了全面推进我国聚变能源开发进程,建议在磁约束聚变方面深入参与ITER计划和相关国际合作,攻克商用聚变堆关键物理与工程技术,开展中国聚变工程实验堆(CFETR)主机关键部件研发并适时建设和运营CFETR;在Z-FFR方面,加快“电磁驱动大科学装置”建设,开展聚变能源关键技术攻关,推进Z-FFR工程演示和商业应用。

基于多源迁移学习的变位姿刀尖点模态参数预测

切削颤振会导致被加工工件表面质量变差、材料去除率降低以及刀具磨损增加等问题。刀尖点模态参数是构建稳定性叶瓣图、选取无颤振加工参数必不可少的输入。然而在加工过程中刀尖点模态参数随刀具位姿而变化且刀具更换频繁,经典锤击试验方法效率低、成本高,如何准确高效地预测变位姿下的刀尖模态参数成为切削加工中亟待解决的问题。本文结合迁移学习思想,提出一种基于多源迁移学习的变位姿刀尖点模态参数预测方法。当更换新刀具后,仅需通过锤击试验获取少量位姿下的刀尖点模态参数,再结合已有多把刀具的模态参数数据进行多源迁移得到新刀具的刀尖点模态参数预测模型。最后,在实际五轴机床上进行试验,试验表明所提方法是有效的。

轻量级嵌入式软件自动化测试框架设计

为满足嵌入式软件测试过程中测试数据的快速生成与输入,采用数据与关键字驱动的混合驱动方法对嵌入式软件自动化测试框架进行设计。通过对嵌入式软件自动化测试框架的研究,明确测试框架设计的难点;对软件测试数据的组成与结构进行分析,构建数据与关键字驱动模型并对其生成与输入算法进行设计,根据模型实现复杂多接口测试数据的快速生成与输入。采用模块化思想,利用多线程原理对该轻量级测试框架进行设计与实现,通过实例验证该框架能够实现测试数据的自动生成与快速输入,提升测试效率。

基于自然语言需求的SCADE模型测试用例自动生成方法

随着安全关键软件规模和复杂性不断增加,模型驱动开发方法在安全关键领域得到了广泛应用。SCADE作为一种重要的建模方法和工具,能够表达确定性并发行为且具有精确时间语义等特性,适用于安全关键软件的建模、测试与验证。目前,已有方法主要采用手工方式构造SCADE模型测试用例,存在需求与测试用例不一致、成本代价高且容易出错的问题。文中提出了一种基于自然语言需求的SCADE模型测试用例自动生成方法。首先,给出了基于模型检测的测试用例自动生成方法,通过自然语言需求处理生成原子命题,用于生成前提假设Assume和观察者模型,同时给出了陷阱性质(Trap Properties)生成规则来生成陷阱性质用于模型检测;其次,给出了基于覆盖分析和变异测试的测试用例质量评估方法,并在SCADE模型上进行变异测试;最后,设计和实现了原型工具,并基于一个工业界案例飞行员弹射座椅控制系统进行了案例分析,验证了所提方法的有效性。

Test-driven verification/validation of model transformations

Why is it important to verify/validate model transformations？ The motivation is to improve the quality of the trans- formations, and therefore the quality of the generated software artifacts. Verified/validated model transformations make it possible to ensure certain properties of the generated software artifacts. In this way, verification/validation methods can guarantee different requirements stated by the actual domain against the generated/modified/optimized software products. For example, a verified/ validated model transformation can ensure the preservation of certain properties during the model-to-model transformation. This paper emphasizes the necessity of methods that make model transformation verified/validated, discusses the different scenarios of model transformation verification and validation, and introduces the principles of a novel test-driven method for verifying/ validating model transformations. We provide a solution that makes it possible to automatically generate test input models for model transformations. Furthermore, we collect and discuss the actual open issues in the field of verification/validation of model transformations.

工业透平驱动汽轮机空负荷试车系统调试

工业透平驱动汽轮机空负荷试车系统改建完成后,经过各设备调试、系统独立调试、系统联合调试等工作,验证系统设计、安装质量及性能。文章介绍各系统调试方案及系统调试过程。

基于虚实结合的铁路入侵检测监测系统测试技术及平台研究

随着智能铁路、数字铁路的发展和技防手段在铁路入侵检测监测中的应用,对依托各种智能识别技术建设的入侵检测监测系统的测试成为亟待解决的问题。既有的依托物理实际测试环境的硬件在环测试已无法满足测试需求,需要研发虚实结合的测试技术和平台,以满足新一代信息技术赋能下的列车运行环境安全检测监测系统测试需求。为此,对基于虚实结合的铁路入侵检测监测系统的测试场景构建、测试方法、测试关键技术等进行研究,对测试平台的架构、功能进行设计,为铁路入侵检测监测相关系统的测试提供平台和技术支撑,为新技术、新产品、新装备的研发提供试验环境,助力智能检测监测技术、设备和系统的落地应用。

一种基于接口测试驱动的嵌入式软件敏捷测试平台设计

随着嵌入式系统应用的不断拓展,软件复杂度不断提升,传统的开发模式已无法保证软件开发的进度与质量。针对这一现状,文章通过引入测试驱动先行的设计理念,提出了一种嵌入式软件敏捷测试平台的设计方案,通过接口仿真、交联关系、自动化测试设计等方面阐明了方案可行性。该敏捷测试平台可摆脱硬件平台对核心软件逻辑测试的约束,快速完成软件开发与维护阶段的功能测试及回归测试,大幅提升了软件测试的效率,能够更好地完成持续集成、持续测试。

数据驱动靶场静态毁伤数字试验技术

针对静态毁伤试验成本高、周期长、数据样本量有限、边界条件无法验证的问题,开展了静态毁伤数字试验技术探索。以靶场静态毁伤试验为研究对象,基于理论公式、历史试验数据和数值仿真计算,构建了爆炸威力场预测模型及冲击波压力、破片飞散特性等毁伤分析模型。利用仿真和试验结合模型驱动及3维场景数字化显示等关键技术,建立了典型静态毁伤数字试验场景,实现了数据驱动静态毁伤数字试验。可为靶场静态毁伤传感器布设提供理论依据,为靶场开展数字试验提供技术基础。

基于孔隙结构分形维数的水驱气藏见水井产能预测模型

基于渗流理论和分形介质理论,利用分形维数与相渗曲线之间的幂函数关系,建立了气水两相流动条件下考虑孔隙结构分形维数与有效非达西系数的产能预测模型。研究表明:水驱气藏产水气井产能随着渗透率和有效厚度的增大而增大,但增大幅度随着参数值的增大逐渐变缓;随着分形维数、生产水气比、表皮系数、供给半径的增大,产水气井产能明显降低。在本文参数取值范围下,渗透率和有效厚度对产水气井产能影响最显著,是产能主控因素。模型可以准确预测水驱气藏产水气井产能,从而为调整气井生产制度、延缓气藏水侵、提高气藏开发效果提供理论指导与技术支持。

安卓车机车控功能自动化测试研究

文章首先分析安卓车机的车控功能测试的特点,继而提出一种基于Python的自动化测试方法。该方法采用数据驱动测试的思路,通过调用Python-can库、CANTools库和UiAutomator2库,实现CAN信号与车机HMI界面的交互测试。该方法灵活性高,简单易用,可以较大地提高车机测试的效率。

经验知识监督的RC墩柱力学性能神经网络分析方法

基于试验或数值模拟的单一墩柱力学性能分析方法难以兼顾计算精度和效率,纯数据驱动的分析方法存在可解释性差和对数据依赖性强等问题。为此,本文通过研究钢筋混凝土(RC)墩柱力学性能试验数据、经验知识和机器学习的融合机制,提出了经验知识监督的RC墩柱力学性能神经网络(knowledge-guided neural network,KGNN)分析方法。首先,建立了包含761组RC墩柱拟静力试验样本的数据库;随后,基于经验知识分析了RC墩柱主要特征对其力学性能的影响规律,构建了相应的数学表征方法;最后,将RC墩柱试验数据及经验知识融入人工神经网络架构和训练过程,建立了高精度、可解释、可通用且不依赖大量训练数据的RC墩柱力学性能KGNN分析模型。本文提出的KGNN分析方法与纯数据驱动神经网络(BPNN)的结果对比表明:BPNN在测试集上表现更好,在分析墩柱承载力时均方根误差(E)和拟合系数(R^(2))分别为0.070和0.978,KGNN模型的E和R^(2)分别为0.108和0.942;但由于BPNN所预测的墩柱特征对承载力的影响规律与经验知识并不吻合,即未能准确反映墩柱特征与其力学性能间的关系,BPNN模型发生了过拟合;而KGNN方法不仅可以快速准确获得RC墩柱力学性能,且预测规律与经验知识吻合较好,具有更高的可靠性和实用性。因此,融合试验数据与经验知识的神经网络有望成为一种新的RC结构力学性能分析方法。

基于TDABC成本分析法的某试验室成本核算研究

本文通过对国内某检测公司试验部门的成本核算进行研究,探索时间驱动作业成本法(TDABC)在试验测试项目成本核算中的适应性。以G检测公司P试验部门的相关测试业务项目为研究对象,应用TDABC方法计算相关项目的成本,并将其与现行成本方法进行对比分析。研究结果显示,与现行成本方法相比,TDABC方法核算的结果更接近实际成本。该方法还能为测试项目的价格制定、试验室人员和设备的工作负荷优化调整、市场对外报价的折扣方案提供有效的数据支撑。