解读GJB2547A中的测试性定性与定量要求

GJB2547A-2017《军用装备测试性大纲》是我军装备测试性领域的基础性标准，明确了测试性设计、验证与评价的全流程要求。其中，定性与定量要求是核心——定性要求划定了测试性设计的“规则边界”，定量要求则用可度量的数值验证设计效果，两者共同支撑装备实现“快速定位故障、高效恢复性能”的目标。本文从标准条款出发，拆解定性要求的设计逻辑、定量要求的指标维度，理清两者的协同关系与实施要点，为装备研制提供可落地的参考。

GJB2547A中测试性的核心定位

在GJB2547A的框架下，测试性被定义为“装备能及时、准确确定自身状态（可工作、不可工作或性能下降），并隔离内部故障的固有能力”。这一属性并非“附加功能”，而是与可靠性、维修性并列的“三性”之一，需从装备论证阶段就同步规划——比如某型主战坦克的研制初期，若未考虑测试性，后期故障排查可能需要拆解整个动力舱，耗时数天；而按标准要求设计后，通过内置测试（BIT）系统可在30分钟内定位到故障模块。

标准的适用范围覆盖装备全寿命周期：论证阶段需明确测试性需求，设计阶段落实可测试性设计（DFT），生产阶段验证测试接口兼容性，使用阶段通过故障数据优化测试性。其核心目标是解决“装备故障难测、难修”的痛点——比如某型无人机曾因飞控系统故障无法定位，导致多架次训练中断，后续按GJB2547A优化测试性后，故障排查时间缩短了80%。

需要强调的是，测试性的本质是“设计出来的”，而非“测试出来的”。比如模块化设计、标准化接口这些定性要求，是实现高故障隔离率的前提；若设计阶段未做这些工作，后期再通过测试设备弥补，往往事倍功半。

定性要求：测试性设计的底层约束

GJB2547A的定性要求聚焦“如何设计才能让装备可测”，核心包括四大类：可测试性设计原则、故障检测覆盖要求、测试接口规范性、BIT设计要求。

第一类是可测试性设计原则，要求装备采用“模块化、开放性、余度”设计——模块化指将装备拆解为独立功能模块（如雷达的发射模块、接收模块），每个模块具备独立测试接口，便于单独检测；开放性指模块接口遵循通用标准，避免“专用接口只能用专用设备”的问题；余度设计指关键功能采用双冗余，比如飞控系统的双CPU，当一个CPU故障时，另一个可继续工作，同时 BIT 能检测到故障CPU。

第二类是故障检测覆盖要求，标准明确“关键故障模式必须100%覆盖，次要故障模式覆盖度不低于80%”。关键故障模式指影响装备任务完成的故障，比如导弹制导系统的惯导故障、战机发动机的推力下降故障；次要故障模式指不影响任务但影响寿命的故障，比如空调系统的温度传感器故障。比如某型导弹的制导系统，设计时将“惯导精度偏差”“导引头信号丢失”等5类关键故障全部纳入BIT检测范围，确保作战时能快速发现问题。

第三类是测试接口规范性，要求接口的类型、引脚定义、信号格式符合GJB 190-1986《军用电子设备接口要求》或GJB 289A-2004《数字式时分制指令/响应型多路传输数据总线》。比如某型装甲车的发动机测试接口，采用GJB 190规定的15针连接器，引脚1-3为电源，4-6为传感器信号，7-9为故障诊断信号，确保不同测试设备能通用。

第四类是BIT设计要求，标准要求BIT具备“自检测、自诊断、自恢复”能力，且误报率≤5%。比如某型雷达的BIT系统，开机时会自动检测发射机的功率、接收机的灵敏度，若发现功率不足，会给出“发射模块故障”的提示，同时切换到备用模块；若检测到接收机灵敏度下降，会自动调整增益，避免误报。

定量要求：测试性指标的可度量维度

定性要求是“做什么”，定量要求则是“做到什么程度”。GJB2547A规定了5项核心定量指标，分别对应测试性的不同维度。

第一项是故障检测率（FDR），指“被检测到的故障数与总故障数的比值”，公式为FDR=（检测到的故障数/总故障数）×100%。标准按装备重要性分级：一类装备（如战略导弹、主力战机）要求FDR≥98%，二类装备（如装甲车、雷达）≥95%，三类装备（如后勤保障装备）≥90%。比如某型战机的飞控系统，总故障数为100个，检测到98个，则FDR=98%，符合一类装备要求。

第二项是故障隔离率（FIR），指“隔离到可更换单元（LRU）的故障数与被检测到的故障数的比值”，公式为FIR=（隔离到LRU的故障数/检测到的故障数）×100%。标准要求：一类装备≥95%（隔离到LRU），二类≥90%，三类≥85%。比如某型坦克的动力系统，检测到95个故障，其中90个隔离到发动机模块（LRU），则FIR=90/95≈94.7%，符合二类装备要求。

第三项是虚警率（FAR），指“无故障时测试系统发出报警的概率”，公式为FAR=（虚警次数/总测试次数）×100%。标准要求所有装备FAR≤5%，关键装备≤3%。比如某型无人机的BIT系统，测试1000次，虚警3次，则FAR=0.3%，符合关键装备要求。

第四项是平均故障检测时间（MTTFD），指“从故障发生到被检测到的平均时间”。标准要求：一类装备≤30分钟，二类≤60分钟，三类≤120分钟。比如某型雷达的故障检测时间，最短5分钟，最长25分钟，平均15分钟，符合一类装备要求。

第五项是平均故障隔离时间（MTTFI），指“从故障检测到隔离到LRU的平均时间”。标准要求：一类装备≤60分钟，二类≤120分钟，三类≤240分钟。比如某型装甲车的故障隔离时间，平均45分钟，符合二类装备要求。

定性与定量要求的协同逻辑

定性要求是定量要求的“基础”，定量要求是定性要求的“验证”——两者不是孤立的，而是环环相扣。

比如模块化设计是实现高FIR的前提：若装备未采用模块化，故障只能定位到“整个系统”，无法隔离到LRU，FIR必然不达标。某型导弹的初期设计中，制导系统是一个整体模块，故障隔离率只有70%；后期按定性要求拆解为惯导模块、导引头模块、指令模块，每个模块有独立测试接口，FIR提升至92%，符合二类装备要求。

再比如故障检测覆盖要求是FDR达标的关键：若定性要求未覆盖关键故障模式，FDR再高也没有意义。某型无人机的初期BIT系统未覆盖“低温环境下的电池故障”，FDR虽然达到95%，但在零下20℃的环境中，电池故障无法检测，导致多次训练中断；后续按定性要求补充了低温电池的测试点，FDR保持95%，但覆盖了所有关键故障模式，解决了实际问题。

反过来，定量要求能验证定性设计的有效性：若定性设计做了模块化，但FIR只有80%，说明模块化的颗粒度不够——比如模块太大，包含多个LRU，无法隔离到单个单元。某型雷达的发射模块初期包含10个功率放大单元，故障隔离只能到“发射模块”，FIR=85%；后期将发射模块拆分为10个独立的功率放大模块，每个模块有独立测试接口，FIR提升至96%，符合一类装备要求。

测试性要求的实施流程要点

落实GJB2547A的定性与定量要求，需遵循“需求分析-设计实现-验证优化”的流程，每个环节都有明确要点。

需求分析阶段：要结合装备的任务需求、使用环境、维修保障能力，确定定性与定量要求。比如某型高原作战装甲车，使用环境是海拔4000米以上，低温、低气压，维修保障能力有限（只有基层维修班），因此定性要求需强调“模块化设计（便于基层维修）”“BIT自诊断（无需专业设备）”，定量要求需提高FIR（≥90%）、缩短MTTFI（≤60分钟）。

设计实现阶段：要采用DFT方法，将定性要求转化为具体设计。比如模块化设计要明确模块的功能边界、接口定义；BIT设计要确定测试点位置、传感器类型、算法逻辑；测试接口要符合通用标准。某型坦克的动力系统设计中，在发动机的油温、油压、转速传感器上添加了测试点，连接到驾驶舱的BIT显示器，驾驶员可实时查看参数，故障时能直接看到“油温过高”“油压过低”的提示。

验证优化阶段：要通过“故障注入试验”验证定性与定量要求是否达标。故障注入试验是向装备注入模拟故障（如断开传感器线路、降低电源电压），统计检测率、隔离率、虚警率。比如某型雷达的故障注入试验中，注入100个故障，检测到98个，隔离到LRU的95个，虚警2次，FDR=98%，FIR=96.9%，FAR=2%，符合一类装备要求。

生产与使用阶段：要保持设计的一致性，避免“设计与生产脱节”。生产中要验证测试接口的兼容性——比如同一批次的模块接口要完全一致，确保测试设备能通用；使用中要收集故障数据，持续优化测试性——比如某型无人机在使用中发现“电池故障的检测时间过长”，后续优化了BIT的算法，将检测时间从10分钟缩短到2分钟。

常见理解误区的澄清

在落实GJB2547A的过程中，容易出现以下误区，需重点澄清：

误区一：把定性要求当“软指标”。有人认为“模块化设计”是“可做可不做”的，实际上模块化是实现高FIR的必要条件——若装备是“一体化”设计，故障无法隔离到LRU，维修时只能更换整个系统，成本高、时间长。某型火炮的初期设计未采用模块化，故障隔离到“整个火控系统”，更换需要2小时；后期按定性要求模块化后，隔离到“火控计算机模块”，更换只需15分钟。

误区二：定量指标只看数值不看场景。比如某型装备的FDR=95%，但未覆盖“海上高盐环境下的腐蚀故障”，这种情况下数值达标但实际使用中会出问题。某型舰艇的雷达系统，初期FDR=95%，但在海上使用时，腐蚀导致的天线故障无法检测，后续补充了腐蚀传感器的测试点，FDR保持95%，但覆盖了海上环境的故障模式。

误区三：忽视BIT的可靠性。BIT本身也会故障，比如传感器失效导致误报。标准要求BIT的可靠性要高于装备的可靠性——比如装备的平均故障间隔时间（MTBF）是1000小时，BIT的MTBF要≥2000小时。某型战机的BIT系统初期因传感器可靠性低，误报率达8%，后续更换了高可靠性传感器，误报率降至2%，符合标准要求。

误区四：测试性与维修性脱节。测试性的目的是为维修服务，若隔离到的故障单元无法快速更换，测试性就失去了意义。比如某型装备的故障隔离到“电路板上的某个电阻”，但维修时需要焊接，耗时2小时；后续按维修性要求，将隔离粒度调整为“电路板模块”，更换只需10分钟，测试性与维修性实现了协同。

测试性与可靠性、维修性的衔接要求

GJB2547A的测试性要求并非孤立，需与可靠性、维修性协同，才能实现“装备好用、好修”的目标。

与可靠性的衔接：可靠性高的装备，故障发生频率低，但一旦发生故障，测试性要求更高——因为故障排查的难度更大。比如某型战略导弹的MTBF是10000小时，故障发生的概率低，但一旦发生故障，必须快速定位，否则会影响作战任务。因此，其测试性要求FDR≥98%，FIR≥95%，远高于一般装备。

与维修性的衔接：维修性要求“快速修复”，而测试性提供“快速定位故障”的能力。维修性的核心指标是平均修复时间（MTTR），公式为MTTR=MTTFI+MTTFR（平均更换时间）。比如某型坦克的MTTR要求≤60分钟，若MTTFI=45分钟，MTTFR=10分钟，总时间55分钟，符合要求；若MTTFI=50分钟，MTTFR=15分钟，总时间65分钟，就需要优化测试性或维修性。

与保障性的衔接：保障性要求“装备随时可用”，测试性通过快速检测故障，减少装备的停机时间。比如某型战机的故障检测时间从4小时缩短到30分钟，停机时间减少了92%，保障性得到显著提升。某型机场的雷达系统，按GJB2547A优化测试性后，年停机时间从200小时减少到50小时，保障了机场的正常运行。