1. FAT测试范围与验收准则编制

为什么先划边界,再写准则

FAT(Factory Acceptance Test,出厂验收测试)最容易出问题的地方不是“测不出来”,而是“测了不该在厂内测的、漏了必须在厂内测的”。船舶机舱自动化系统的最终功能往往依赖真实设备:主机遥控执行机构、舵机液压、燃油供给泵组、锅炉点火、分油机、阀门执行器、传感器安装位置与管路走向。这些在船厂或设备厂内无法完整复现,因此FAT必须与SAT/系泊试验/试航形成清晰的责任界面。

本案例以某型船舶机舱自动化系统(含机舱监测报警AMS、主机遥控、辅机控制、阀门遥控、电力管理接口)为例,依据合同技术规格书与船级社规范(如CCS《钢质海船入级规范》第7篇对自动化系统的要求、IEC 60092-504对自动化与遥控的要求),完成三件事:划定FAT测试边界、列出被测功能清单、编写可判定的验收准则。

测试边界的三层划分

把系统功能按“能否在厂内以模拟方式闭环验证”分成三层,是解决界面争议最有效的方法:

  • FAT必测(厂内闭环):控制器逻辑、I/O通道、报警分级与延时、人机界面显示、通信链路、冗余切换、电源失电恢复、安全联锁逻辑。这些只依赖控制器与模拟信号,可在测试台上完整验证。
  • FAT见证(厂内开环/半实物):需要真实执行机构才能闭环,但可在厂内用模拟负载或信号回读验证输出指令正确性,例如主机遥控车钟指令到调速器输出信号的映射、阀门遥控开/关指令与到位反馈逻辑。
  • SAT/系泊/试航(现场):依赖真实机械、液压、气动、管路与船舶工况的最终功能,例如实际转速跟随、实际舵角响应、锅炉真实点火、分油机实际分离效果、真实液舱液位精度。

界面划分的关键判据是:该功能的通过与否是否依赖真实机械/流体/热工过程的最终响应。若依赖,则FAT只验证“指令与逻辑正确”,最终性能归SAT。

常见争议点:船东要求FAT验证“主机从驾驶台车钟到实际转速的跟随误差”,但厂内无主机。正确做法是在FAT准则中写明:FAT验证车钟指令→遥控系统输出4–20 mA调速信号的映射精度与响应时间;实际转速跟随误差在试航阶段按规格书±X rpm判定。这样既覆盖了可测部分,又明确了责任界面。

被测功能清单的编制方法

功能清单不是把规格书目录抄一遍,而是按“功能—信号—判据”三元组逐条拆解,并标注测试层级与依据条款。建议字段:功能编号、功能名称、被测对象、激励方式、期望响应、判定准则、测试层级(FAT必测/FAT见证/SAT)、依据条款。下表为节选示例(示例数据,用于说明编制方法):

编号功能激励期望响应判定准则层级
F-01滑油低压报警模拟量通道注入0.15 MPa(低于设定0.20 MPa)AMS报警列表出现“滑油低压”,报警灯亮,输出至延伸报警报警出现延时≤2 s;报警文本与I/O清单一致;复位后消失FAT必测
F-02报警延时确认注入瞬时越限信号持续1 s后恢复不产生报警(短于延时)延时设定3 s时,1 s脉冲不报警;持续4 s必报警FAT必测
F-03主机遥控车钟映射车钟置于“前进三”遥控系统输出对应调速信号输出电流在4–20 mA范围内对应设定值,误差≤±0.1 mAFAT见证
F-04主机实际转速跟随真实主机运行实际转速跟随车钟设定稳态误差≤±5 rpm,超调≤3%SAT/试航
F-05控制器冗余切换强制主控制器离线备用控制器接管,输出无中断切换时间≤1 s,切换期间无报警丢失、无输出跳变超±2%FAT必测
F-06失电恢复断开控制电源10 s后恢复系统自恢复,报警状态按设定重建恢复后30 s内所有通道恢复正常显示,无误报警FAT必测

可判定验收准则的写法

“工作正常”“显示正确”“响应及时”都不是可判定准则。可判定准则必须包含可测量的量、判定阈值、测量方法与观察点。推荐句式:

在[测试条件]下,对[被测对象]施加[激励],
于[观察点]测量[物理量],
应满足[阈值/逻辑条件],
测量方法为[仪表/软件记录方式]。

例如把“报警响应及时”改写为:“在模拟量通道注入阶跃越限信号(0.20 MPa→0.15 MPa,上升时间<100 ms)条件下,AMS应在≤2 s内于报警页显示对应报警条目并使声光报警动作;用上位机事件记录时间戳比对注入时刻与报警时刻,取3次测量的最大值判定。”这样任何第三方都能复现并给出通过/不通过结论。

准则中的阈值应来自合同技术规格书或船级社规范的明确条款,并在表格“依据条款”列注明出处。若规格书未给出量化值,应在FAT程序编制阶段以书面澄清(RFI)形式与船东确认,避免验收时临时争议。

边界与准则的对应关系

下图把三层测试边界、典型功能归属与判定依据放在同一视图中,用于在FAT程序评审时快速说明“哪些在厂内判、哪些留到现场判”,以及每层的判定依据来源。

FAT 测试边界划分与验收准则对应 判据:功能通过是否依赖真实机械 / 流体 / 热工过程的最终响应 第一层 · FAT 必测(厂内闭环) 第二层 · FAT 见证(厂内开环 / 半实物) 第三层 · SAT / 系泊 / 试航(现场) I/O 通道与量程 报警分级与延时 联锁与安全逻辑 冗余切换 失电恢复 判定依据:合同技术规格书功能条款 + 船级社规范对自动化系统的逻辑与报警要求 + I/O 清单 车钟→调速信号映射 阀门遥控指令与反馈 辅机启停时序输出 通信链路与协议 判定依据:输出信号量值与映射表一致性、指令时序、通信报文正确性(用模拟负载或回读验证) 主机实际转速跟随 舵角实际响应 锅炉真实点火 液舱真实液位精度 判定依据:规格书性能指标(稳态误差、超调、响应时间)+ 船级社系泊与试航试验要求 界面移交 界面移交 界面争议处理:凡依赖真实机械/流体/热工最终响应的性能指标,FAT 只判“指令与逻辑正确”,最终性能归 SAT/试航;并在准则中注明依据条款

编制成果的落地检查

完成边界划分与准则编写后,用以下检查项自检,可在FAT程序评审前消除大部分争议:

  1. 每条功能是否都有唯一编号,且能追溯到规格书或规范的具体条款?
  2. 每条FAT必测项是否都能在无真实机械的条件下施加激励并观察响应?
  3. 每条准则是否包含量值、阈值、测量方法与观察点,第三方能否独立复现?
  4. 所有依赖真实机械最终响应的性能指标,是否已明确划入SAT/试航并在准则中写明?
  5. 规格书未量化的指标,是否已通过书面澄清确认,而非留待验收时口头解释?

这份“功能—激励—判据—层级—依据”清单,就是后续FAT环境搭建、I/O逐点校验与测试执行的输入基线;边界一旦评审通过,后续测试记录与偏差处理都以此为判定依据。