军用飞机可靠性维修性指标确定方法
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收稿日期:2017-05-09修回日期:2017-06-01基金项目:国家自然科学基金资助项目(71601183)作者简介:王攀(1990-),男,湖北当阳人,博士研究生。
研究方向:装备管理与决策、装备维修保障。
*摘要:针对军用飞机修理线能力评估问题,在把握大修特点和深入分析能力影响因素的基础上,构建了系统合理的能力评估指标体系;采用直觉模糊数表示专家关于指标的两两对比结果,构建直觉判断矩阵进行指标赋权;为保证指标权重的合理性,采用专家群决策,并在同一准则下,对专家权重进行区分;根据直觉模糊相关算法,开展修理线能力评估。
最后,对某机种飞机修理线能力进行了评估,证明了方法的合理有效性。
关键词:飞机修理线,直觉模糊数,直觉判断矩阵,权重中图分类号:V267;TJ85文献标识码:ADOI :10.3969/j.issn.1002-0640.2018.07.010引用格式:王攀,陈云翔,蔡忠义,等.军用飞机修理线能力评估方法[J ].火力与指挥控制,2018,43(7):54-59.军用飞机修理线能力评估方法*王攀,陈云翔,蔡忠义,李超(空军工程大学装备管理与安全工程学院,西安710051)Evaluation Method on Military Aircraft Overhaul Line CapabilityWANG Pan ,CHEN Yun-xiang ,CAI Zhong-yi ,LI Chao(School of Equipment Management and Safety Engineering ,Air Force Engineering University ,Xi ’an 710051,China )Abstract :Aiming at the problem of the capacity evaluation of military aircraft overhaul line ,onthe basis of grasping the characteristics of overhaul and the influencing factors of in -depth analysis ability ,a system of reasonable ability evaluation index system is constructed.The intuitionistic fuzzy number is used to express the expert ’s comparison of the two indexes ,and the intuitive judgment matrix is constructed to determine the index ’s weight.The expert group decision -making is used to ensure the rationality of the weight of the index ,and distinguish the weight of experts in the same criteria.According to the intuitionistic fuzzy correlation algorithm ,the overhaul line capability evaluation is carried out.Finally ,the capacity of the aircraft overhaul line is evaluated ,which provesthe reasonable validity of the method.Key words :aircraft overhaul line ,intuitionistic fuzzy number ,intuitionistic judgment matrix ,weight Citation format :WANG P ,CHEN Y X ,CAI Z Y ,et al.Evaluation method on military aircraft overhaul line capability [J ].Fire Control &Command Control ,2018,43(7):54-59.0引言为准确把握修理线建设水平,深入挖掘修理潜能,合理资源配置,促进组织模式和修理方式创新,提高修理效益,缓解大修积压问题,满足军用飞机大修需求,对修理线能力开展系统评估十分必要。
可靠性、维修性和保障性国外直升机可靠性、维修性和保障性发展综述1. 引⾔可靠性、维修性和保障性(RMS)是响影军⽤直升机作战效能、作战适⽤性和寿命周期费⽤的关键特性。
特别是在现代⾼技术战争中,RMS成为武装直升机战⽃⼒的关键因素。
美国武装直升机AH-64“阿柏⽀”由于在研制中重视RMS⼯作,具有较⾼的RMS⽔平,保证AH-64具有较的战备完好性和任务成功概率。
在1990年12⽉⾄1991年4⽉的海湾战争中,美国陆军101师攻击直升机营的8架AH-64直升机,突袭伊拉克,摧毁了通往巴格达沿途的雷达站,为盟国空军执⾏空战任务开辟了空中通道,仅在2⽉28⽇,第⼀武装分队的AH-64摧毁了36辆坦克,俘获了850名伊军官兵。
在海湾战争中,美军出动了288架AH-64,累计飞⾏18700⼩时,仅有⼀架AH-64被地⾯炮⽕击落,在“沙漠盾牌”和“沙漠风暴”⾏动中,AH-64的能执⾏任务率分别达到80%和90%,超过了设计要求。
AH-64的战例充分表明,RMS是现代武装直升机形成战⽃⼒的基础,是发挥其作战效能的保证,也是现代军⽤直升机设计中必须考虑的、与性能同等重要的设计特性。
2. 国外直升机RMS技术的发展随着直升机在现代战争中和国民经济建设中的作⽤及地位的⽇益提⾼,直升机RMS越发引起各⼯业发达国家的重视,特别是对直升机可靠性和安全性问题早就得到重视;随着武装直升机的应⽤与发展、机载雷达及⽕控系统的可靠性及维修性也相继引起各国军⽅的重视;近⼗多年来,尤其是海湾战争之后,为了满⾜现代⾼技术战争的需要,要求直升机具有快速出动能⼒和⾼的战备完好性,降低武装直升机的寿命周期费⽤,要求直升机具有低的维修⼯时、少量维修⼈⼒、少量备件和良好的测试性和保障性。
总的说来,近50年来,国外直升机RMS技术的发展⼤⾄可划分为如下3个阶段。
2.1 50年代中期⾄60年代末期50年代中期或末期开始研制或60年代初期开始研制、在60年代投⼊服役的直升机,如美国的CH-47A、CH-53A、AH-1A、AH-56A、OH-58A、UH-1A等。
航空装备保障指标计算方法首先,我们来看看MTBF的计算方法。
MTBF是指设备在正常工作状态下平均无故障运行的时间。
其计算方法为,MTBF = 总运行时间 / 故障次数。
总运行时间是指设备在特定时间段内的运行总时间,故障次数是指在同一时间段内发生的故障次数。
MTBF的值越高,表示设备的可靠性越高。
其次,MTTR的计算方法。
MTTR是指设备从发生故障到恢复正常运行所需的平均时间。
其计算方法为,MTTR = 总维修时间 / 故障次数。
总维修时间是指设备在特定时间段内的维修总时间,故障次数是指在同一时间段内发生的故障次数。
MTTR的值越低,表示设备的维修性能越好。
接下来是维修性指标MP的计算方法。
MP是指设备维修的平均难度和维修所需的平均时间比率。
其计算方法为,MP = 总维修时间/ 总维修次数。
总维修时间是指设备在特定时间段内的维修总时间,总维修次数是指在同一时间段内的维修总次数。
MP的值越低,表示设备的维修性能越好。
最后是可用性指标MA的计算方法。
MA是指设备在特定时间段内正常工作的时间与总时间的比率。
其计算方法为,MA = (总时间总维修时间) / 总时间。
总时间是指特定时间段的总时间,总维修时间是指设备在同一时间段内的维修总时间。
MA的值越高,表示设备的可用性越好。
综上所述,航空装备保障指标的计算方法涉及到MTBF、MTTR、MP和MA等指标的计算,通过对这些指标的评估,可以全面了解航空装备在特定条件下的可靠性、维修性和可用性情况,为装备的保障工作提供科学依据。
作战飞机维修性指标确定方法研究王莉莉;陈云翔;项华春【摘要】作战飞机的维修性决定了作战飞机保持和恢复到完好状态的能力,在飞机研制阶段提出合理的维修性指标对于飞机的作战使用具有重要意义.根据业务流程重组和并行工程理论,以及现有维修保障流程重组优化的研究,本文提出一种基于维修保障流程的维修性指标确定方法,以缩短飞行前准备时间和再次出动准备时间,提高飞机再次出动能力.【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2010(032)007【总页数】4页(P1448-1451)【关键词】作战飞机;流程重组;并行工程;维修性指标;维修保障【作者】王莉莉;陈云翔;项华春【作者单位】空军工程大学工程学院,陕西,西安,710038;空军工程大学工程学院,陕西,西安,710038;空军工程大学工程学院,陕西,西安,710038【正文语种】中文【中图分类】V2210 引言作战飞机的维修性决定了飞机能否在规定的条件下,在规定的时间内完成维修,在战前影响飞机的战备完好性,在作战或使用过程中则影响任务成功性[1]。
在飞机研制阶段提出合理的维修性指标对于飞机的作战使用具有重要意义。
目前,国内确定飞机整机可靠性维修性指标一般按照GJB1909.5-94《装备可靠性维修性参数选择和指标确定要求-军用飞机》和 GJB450A-2004《装备可靠性工作通用要求》来进行,通常应用综合权衡的方法来确定。
国内重要型号飞机的维修性指标确定中,几乎沿用老机的维修性指标,尚无科学合适的方法。
由于飞机维修性指标与操作过程密切相关,因此,可以借鉴并行工程和业务流程重组的理论,建立基于维修保障流程的维修性指标确定方法和模型。
1 业务流程重组与并行工程业务流程重组[2-3](business process reengineering,BPR)是20世纪90年代由美国麻省理工学院教授哈默和CSC管理顾问公司董事长钱辟提出来的,其基本思想是必须彻底改变传统的业务流程。
军用飞机可靠性维修性指标确定方法随着GJB 450《装备研制与生产的可靠性大纲》和GJB 368《装备维修性通用规范》的实施和应用,装备的可靠性维修性(以下简写为R/M)水平已作为合同指标摆到与装备的性能指标同等重要的程度。
因此,R/M指标也就成了订购方和承制方共同关心的问题。
尽管已经制定了GJB 1909.1《装备可靠性维修性参数选择和指标确定要求总则》和GJB 1909.5《装备可靠性维修性参数选择和指标确定要求军用飞机》,但由于我国R/M工程起步较晚,尚缺乏定量设计的经验和量化数据,在R/M指标的确定过程中仍存在许多问题,如确定指标时应考虑哪些因素,各个量值间的相互关系等。
本文针对军用飞机R/M指标的确定作一简要论述,以供应用GJB 1909.5时参考和借鉴。
1 常用的R/M量值及其相互关系1.1 目标值、门限值和研制结束门限值目标值、门限值和研制结束门限值均为使用指标,它们一般以使用参数的形式表示,主要用于订购方表述对飞机R/M的使用需求。
目标值是订购方在权衡分析后期望飞机在成熟期达到的使用指标。
实现这一指标要求,可使军用飞机达到最佳的效费比,同时,它也是确定门限值和规定值的依据。
门限值是订购方根据目标值及有关因素,如飞机的复杂程度、现有技术水平、投入的经费等经综合分析后,要求飞机在成熟期必须达到的使用指标。
这一指标,是满足军用飞机规定任务所必需的最低的R/M水平,同时,它也是确定研制结束门限值和最低可接受值的依据。
研制结束门限值是订购方根据门限值及有关因素,如进度要求、飞机预期的使用频度、达到成熟期的时间要求、预期的增长率等经综合分析后,要求飞机在研制结束时必须达到的使用指标。
这一指标,可使交付订购方的飞机具有初步的作战能力,同时,它也是确定研制结束最低可接受值的依据。
表1和表2给出了部分国外航空产品的R/M目标值、门限值和研制结束门限值。
表1 国外部分航空产品的R/M的目标值与门限值由表1可以看出,对于可靠性指标,门限值一般取目标值的50%~90%;对于维修性指标,门限值一般取目标值的130%~180%。
设计定型试飞可靠性维修性评估方法研究设计定型试飞可靠性维修性评估就是结合外场试飞信息就定量和定性两个方面对飞机的可靠性维修性设计水平给出评价,作为判断飞机能否设计定型的一项重要内容。
通过文中的研究总结为可靠性维修性评估工作提供了理论和方法指导。
标签:可靠性维修性评估;定量;定性;故障设计定型试飞阶段可靠性维修性评估作为衡量机型可靠性维修性设计水平高低的重要手段,对其评估方法的研究工作意义重大。
通过可靠性维修性评估可以对机型可靠性维修性实际设计水平客观地进行评价,验证是否达到了研制要求;也可以发现设计中的一些薄弱环节,进行设计改进,进一步提高整机设计水平。
一、评估内容可靠性。
可靠性的定量评估参数是平均故障间隔飞行小时(MFHBF)设计定型最低可接受值。
可靠性的定性评估则是对机型顶层设计文件《可靠性设计准则》要求条款的设计情况进行评价,主要包括如下内容:对承担重要功能的部件进行冗余设计;在满足技术要求的前提下简化设计方案,尽量减少零部件、元器件等的规格、品种和数量;设计中要贯彻标准化要求,尽量采用标准的元器件和零部件;设计中要尽量采用成熟的设备、系统和材料等。
维修性。
维修性的定量评估参数是基层级平均修复时间(MTTR)。
维修性的定性评估则是对机型顶层设计文件《维修性设计准则》中要求条款的设计情况进行评价。
结合日常维护工作收集的维修性信息,从可达性、维护便捷性、互换性、防差错措施、标识和维修安全等方面,进行定性评價,具体内容包括:需要维护的部位或设备可达性良好;需要维护的部位或设备留有维护口盖,要经常打开的口盖采用快卸式设计;同型号、同功能的部件要具有互换性;二、评估方法1.可靠性评估首先结合设计定型试飞收集可靠性相关数据,主要包括飞行信息(含累计飞行时间、累计飞行架次、飞行课目)和故障信息(含故障类别、故障发现时机、故障后果,以及故障件名称、型号、所属系统、装机日期、故障现象、故障原因和故障纠正措施等)。
美国空军C-17运输机的可靠性和维修保障丁立平一、概述C-17运输机是由美国麦道公司研制的一种先进的军用运输机。
1982年开始全面研制,1991年9月首飞,1993年6月首架飞机交付美国空军。
1995年1月,首个C-17中队形成初始作战能力。
1997年,麦道公司与波音公司合并。
美国空军现有C-17运输机153架,平均机龄7年。
这些飞机分别属于空中机动司令部第60、62、305、437联队,以及驻太平洋空军的第3、15联队。
二、型号管理1.C-17型号办公室C-17型号办公室设在空军装备司令部航空系统中心,具体负责C-17的全寿命管理。
美军的型号办公室存在于装备的全寿命过程。
它负责采办项目的管理,不仅要确保向用户交付易于保障的装备,还要确保装备交付使用后能得到有效保障。
在装备使用过程中,型号办公室的主要任务包括:确保向所有用户提供完善、充分的持续保障;与使用司令部和后勤中心协调飞机的大修;管理战备器材;进行产品/系统的性能分析;支持后方修理决策;管理飞机的适航性;直接向部队提供支援(如事故调查);批准、修订和出版技术资料;发布限时技术规程(技术通报);与其他部门(如国防后勤局)协商保障、备件等事宜;组织进行装备的保障能力评估,并提交装备评估报告等。
美国空军规定,凡是达到初始作战能力的装备,负责该装备的型号主任每半年要向空军总部提交一份系统管理报告,对该装备的持续保障能力和完好性作出评估。
评估结果要反映当年的情况以及今后五年的趋势。
型号办公室通过“武器系统管理信息系统”来掌握装备全寿命过程的各种信息,并以此来帮助进行各种技术决策。
2.持续保障管理持续保障(sustainment)是指装备在交付使用后的保障。
1984年,圣安东尼奥空军后勤中心成为C-17系统保障管理机构,负责各项持续保障管理的职能,如器材管理、后方维修、技术状态控制等。
1995年,该空军后勤中心被确定关闭后,美国空军指定罗宾斯后勤中心为新的C-17系统保障管理机构。
《装备制造技术》2017年第10期飞机维修性指标确定后,可对指标进行定量分配,把它分配到系统的各个部分,并在设计阶段不断修正。
飞机的每飞行小时的直接维修工时,是维修管理参考的标准之一,对飞机维修性有重要影响,同时,其也是维修人员主要关注的问题。
1飞机的维修性飞机的维修性是飞机在特定条件、既定时间的设定下,利用维修达到基本原有状态的能力。
当下,飞机的结构与性能日渐复杂,其飞行时间也在随之增加,增加了技术维修的工作量,也相应提升了维修的难度,技术维修人员的工作包括:飞机起飞前的准备工作,飞机飞行结束后的检查,为再次飞行做准备,并定期检查飞机的结构,进行重点区域的检查工作,这些情况均增加了飞机在地面上的准备时间,而这些时间也包括清除故障所需的时间。
但这一时间的增加,可能会降低飞机的运行效率。
同时,飞机在频繁使用的过程中有很多维护性指标,这些指标是军用飞机作战、民用飞机飞行使用的测量指标,且需把指标按照定量分配的方式分配。
2飞机维修性指标的定量分配对维修性指标的定量分配,首先需要完成预计,即通过预计评价设计的质量,明确设计对系统维修的指导作用,以及对停机时间,投入的人力、物力,花费的维修费用的影响,从而科学分配,确保指标分配的合理性。
但所有指标分配中,其主要研究对象仍以每项维修各自使用的时间为主,采用定性的设计方法,设定每个时间的参数,其包含的维修项目有做预先准备工作、诊断出现故障的区域并更换零部件,调整零部件的运行,进行适当保养,检测失效项目是否恢复。
同时,预计工作也会根据不同级别的要求评估,这是因为飞机MMH/FH将直接影响系统的可用度[1]。
当技术维修人员展开分配工作前,必做的一项工作是了解各系统的结构,分别画出不同系统的积木式图解框,每增加一个框,就代表系统内某个维修单元,且维修单元相互独立,同时,人们也会注明每个框出现故障的概率,但这可能给系统的正常运行造成干扰。
预防维修是预先做好计划,当出现设定的时机后,随即进行预防维修,而其时机的选择可以是飞机停止飞行的时间段,或是根据维修大纲的要求选择。
、GJB9001B标准中涉及到六性的条款:1) 4.1条:适用时,组织应建立、实施和保持产品的可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等工作过程。
2) 7.1.g条:产品可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等要求;3) 7.1注3:确定产品的质量目标和要求可考虑以下方面:可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等,参见GJB 450、GJB 368、GJB 3872、GJB 2547、GJB 900、GJB 4239、G JB 1909等;可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等计划可以包含在质量计划中或单独编制。
4) 7.3.1.h条:运用优化设计和可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性等专业工程技术进行产品设计和开发;5) 7.3.1.k条:按规定要求确定并提出产品交付时需要配置的保障资源;6) 7.3.3g条:适用时,给出可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性等设计报告。
7) 7.3.3.f条:规定产品使用所必需的保障方案和保障资源要求8) 7.3.4条:必要时,进行可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性,以及计算机软件、元器件、原材料等专题评审。
9) 7.5.7条:交付的产品需经顾客验收合格,按规定要求提供有效技术文件、配套备附件、测量设备和其他保障资源。
二、六性的概念质量的定义:一组固有特性满足要求的程度。
注1:术语“质量”可使用形容词如差、好或优秀来修饰。
注2:“固有的”(其反义是“赋予的”)是指本来就有的,尤其是那种永久的特性要求的定义:明示的、通常隐含的或必须履行的需求或期望。
注1:“通常隐含”是指组织、顾客和其他相关方的惯例或一般做法,所以考虑的需求或期望是不言而喻的。
注2:特定要求可使用修饰词表示,如产品要求、质量要求、顾客要求。
注3:规定要求是经明示的要求,如在文件中阐明。
注4:要求可由不同相关方提出。
军用飞机可靠性维修性指标确定方法随着GJB 450《装备研制与生产的可靠性大纲》和GJB 368《装备维修性通用规范》的实施和应用,装备的可靠性维修性(以下简写为R/M)水平已作为合同指标摆到与装备的性能指标同等重要的程度。
因此,R/M指标也就成了订购方和承制方共同关心的问题。
尽管已经制定了GJB 1909.1《装备可靠性维修性参数选择和指标确定要求总则》和GJB 1909.5《装备可靠性维修性参数选择和指标确定要求军用飞机》,但由于我国R/M工程起步较晚,尚缺乏定量设计的经验和量化数据,在R/M指标的确定过程中仍存在许多问题,如确定指标时应考虑哪些因素,各个量值间的相互关系等。
本文针对军用飞机R/M指标的确定作一简要论述,以供应用GJB 1909.5时参考和借鉴。
1 常用的R/M量值及其相互关系1.1 目标值、门限值和研制结束门限值目标值、门限值和研制结束门限值均为使用指标,它们一般以使用参数的形式表示,主要用于订购方表述对飞机R/M的使用需求。
目标值是订购方在权衡分析后期望飞机在成熟期达到的使用指标。
实现这一指标要求,可使军用飞机达到最佳的效费比,同时,它也是确定门限值和规定值的依据。
门限值是订购方根据目标值及有关因素,如飞机的复杂程度、现有技术水平、投入的经费等经综合分析后,要求飞机在成熟期必须达到的使用指标。
这一指标,是满足军用飞机规定任务所必需的最低的R/M水平,同时,它也是确定研制结束门限值和最低可接受值的依据。
研制结束门限值是订购方根据门限值及有关因素,如进度要求、飞机预期的使用频度、达到成熟期的时间要求、预期的增长率等经综合分析后,要求飞机在研制结束时必须达到的使用指标。
这一指标,可使交付订购方的飞机具有初步的作战能力,同时,它也是确定研制结束最低可接受值的依据。
表1和表2给出了部分国外航空产品的R/M目标值、门限值和研制结束门限值。
表1 国外部分航空产品的R/M的目标值与门限值由表1可以看出,对于可靠性指标,门限值一般取目标值的50%~90%;对于维修性指标,门限值一般取目标值的130%~180%。
由表2可以看出,对于可靠性指标,研制结束门限值一般取门限值的60%~90%。
1.2 规定值、最低可接受值和研制结束最低可接受值这3个值均为合同指标,它们一般以合同参数的形式表示,主要用于承制方进行R/M设计以及双方对R/M的验证。
规定值是合同和研制任务书中规定的对军用飞机期望达到的合同指标,是承制方进行R/M设计的依据,它是由目标值按规定的模型或一定的转换关系导出的。
由于规定值属于固有值,而目标值属于使用值,后者受飞机维修、使用环境及外界因素的影响,所以规定值应优于目标值。
例如,F/A-18的目标值平均故障间隔飞行小时(TMFHBF)为5.0 小时,而其规定值为5.4 小时。
最低可接受值是合同和研制任务书中规定的军用飞机必须达到的合同指标,是考核或验证军用飞机R/M的依据,它是由门限值按规定的模型或一定的转换关系导出的。
对于机载设备,最低可接受值是确定成熟期鉴定试验统计方案的依据。
研制结束最低可接受值是合同和研制任务书中规定的在研制结束阶段军用飞机必须达到的合同指标,是考核或验证军用飞机研制结束阶段R/M的依据,它是由设计定型门限值按规定的模型或一定的转换关系导出的。
对于机载设备,研制结束最低可接受值是机载设备设计定型的依据之一,是确定研制结束阶段可靠性鉴定试验统计方案的依据。
1.3 设计值、预计值和验证值这3个值既不是使用指标,也不是合同指标,它们是军用飞机在研制过程中经常要使用到的几个量值。
设计值是飞机设计中用于分配的值。
它是根据规定值确定的,但一般比规定值水平高,以保证飞机在实际的使用环境下能达到目标值。
例如,F/A-18飞机合同要求的可靠性规定值TMFHBF为5.4小时,但在飞机设计中,麦道公司以TMFHBF为6.18小时作为设计值分配到飞控、发动机、液压等各个系统。
设计值一般优于规定值10%~20%。
预计值是根据产品的设计特性和使用环境,采用R/M预计方法所估计的值。
为保证飞机的设计值能够达到,一般预计值应优于设计值25%以上。
验证值是在规定的条件(实际的或模拟的环境条件)下所测得的R/M量值,有时也称观测值。
在研制结束阶段,产品在R/M验证试验中所测得的值应不劣于合同规定的R/M研制结束最低可接受值;在成熟期阶段,产品的验证值应不劣于合同规定的最低可接受值。
R/M各指标高低及时序关系如图1所示。
图1 R/M各指标高低和时序关系2 R/M指标的确定依据2.1 使用需求使用需求是确定上述指标的主要依据,它包括军用飞机要求完成的任务、任务持续时间及次数、机动性要求、飞机利用率、使用环境和使用寿命等。
2.2 相似产品的R/M水平相似产品指的是与拟研制的产品在功能、技术水平、复杂程度、使用环境、使用和保障方案等方面相似的在用产品,它的外场使用数据是确定新研产品指标的主要依据之一。
2.3 预期采用的新技术可能提高飞机R/M水平这是确定R/M指标的重要依据。
新研飞机由于采用了新技术,使之R/M水平比现役类似飞机有较明显提高,从而可能达到新的R/M水平。
2.4 费用、进度、飞机预期的使用和保障方案等约束条件费用和进度对飞机R/M指标的影响是不言而喻的。
使用方案是对飞机部署的说明,它对战斗部队所处的态势和保障提出指导原则,例如,部署在沿海及亚热带地区的军用飞机,在确定其可靠性指标时,须充分考虑盐雾及潮湿对飞机结构及设备产生的腐蚀影响;保障方案是对军用飞机使用和维修所需建立的保障系统的全面的和系统的描述,在确定维修性指标时,必须考虑飞机的维修原则、维修级别等。
3 R/M指标的确定要求3.1 对指标规定的具体要求订购方提出指标时,应提出使用值而不是固有值,因为使用值真实地描述了作战部门的要求。
指标应包括目标值、门限值和研制结束门限值,有时也可以只提门限值和研制结束门限值。
在制订合同和研制任务书时,应根据目标值和门限值分别提出规定值、最低可接受值和设计定型最低可接受值,有时也可以只提出最低可接受值和研制结束最低可接受值,但应明确该指标是点估计值还是单边置信下限,若是单边置信下限,同时应给出置信度。
3.2 指标确定时应明确的条件(1)寿命剖面——它按时序全面描述了军用飞机从首飞到寿命终结或退役的整个过程所经历的各种有关事件及状态。
它说明飞机在整个寿命期内所经历的每一重大事件,一般包括首飞、调整试飞、定型试飞、交付转场、试用、完成规定任务、维修保养、停放、大修、退役和其他可能的事件。
寿命剖面描述每一事件的持续时间、环境条件和工作方式等。
(2)任务剖面——它按时序全面描述了军用飞机在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境,其中包括起飞、爬升、巡航、完成规定任务、返航、下降、着陆等各阶段所经历的高度、速度、持续时间等。
对于具有多任务能力的飞机,需要制定多个任务剖面。
此外,任务剖面还需要说明产品的工作时间或占空系数。
(3)故障判别准则——它是可靠性鉴定和验收的依据。
在对产品进行可靠性鉴定、验收或外场飞行试验前,都必须根据产品类型及任务要求,制定故障判别准则,并对允许降级使用的要求作出规定,而且在故障判别准则中还应包括产品的性能参数和允许极限。
(4)维修方案——指的是在使用环境下对飞机进行维修和保障的总体安排,说明飞机在各个维修级别实施维修和保障的一般途径,每一维修级别的维修责任范围和所需的人力资源。
维修方案将影响飞机及其保障系统的设计和布局,进而影响飞机R/M指标的确定。
(5)指标实现时机——在确定R/M指标时应明确何时或何阶段达到。
订购方提出的目标值一般应是飞机已达到规定的设计能力,其R/M增长已基本结束,且维修和保障设备已配套齐全时的R/M水平,它与飞机的复杂程度、利用率及部署数量等各种因素有关。
例如,美国空军F-20战斗机的可靠性目标值TMFHBF 为4.2小时,要求在累计飞行105飞行小时后达到;而B-1B轰炸机的TBM为2.0小时,要求在累计飞行2×105飞行小时后达到。
因此,合同应明确规定指标实现的阶段和时机,即规定验证的时间。
(6)验证方法——应根据飞机特点、产品层次、重要程度、经费和进度等因素明确指标的验证方法,即采用内厂试验还是外场飞行验证。
例如,F/A-18战斗机的门限值TMFHBF为3.7小时,规定在累计飞行2.9×103小时后,用一架飞机进行50次飞行,每次飞行2小时,用点估计值表示法进行验证;F/A-18的火控雷达APG-63的最低可接受值TMFHBF为64小时,要求采用第100~125台中的产品,利用MIL-STD-781B中的统计试验方案进行厂内可靠性鉴定试验进行验证。
3.3 R/M指标应与各种指标相互协调应注意合同指标与使用指标、R/M各指标之间、R/M指标与其他指标之间的相互协调,通常应通过权衡分析来实现各种指标间的相互协调。
(1)合同指标与使用指标间的相互协调为了保证这2个指标间的相互协调,合同(或任务书)中规定的指标应根据订购方提出的使用指标转换确定。
例如,平均故障间隔时间(TBF)指标应根据TMFHBF或平均维修间隔时间TBM来确定。
(2)R/M指标间的相互协调包括基本可靠性与任务可靠性、预防性维修与修复性维修、R/M与可用性等相关参数的指标的协调。
a.基本可靠性与任务可靠性指标的协调——根据飞机执行任务的要求以及维修保障费用的约束,设计飞机时必须通过权衡分析来协调TBF与平均致命性故障间隔时间(TBCF)的关系,对于影响军用飞机执行任务的关键系统或设备,为了提高其任务可靠性,必须采用冗余技术,但这样做增加了元器件数,降低了TBF。
TBCF与TBF指标的协调可采用在规定的TBCF下来优化TBF,或在规定的TBF下来优化TBCF的方法。
b.预防性维修与修复性维修的协调——在确定每飞行小时直接维修工时(LDMF)等维修性指标时,必须考虑预防性维修和修复性维修的影响,进行预防性维修与修复性维修之间的权衡。
c.可靠性指标与维修性指标间的协调——对于相互关联的R/M参数,在确定其指标时,必须注意它们之间的相互协调。
例如,通过规定固有可用度AI来对TBF和平均修复时间CT进行协调。
(3)R/M指标与安全性、保障性及性能等指标的协调a.可靠性指标与安全性指标的协调——对某些军用飞机整机或飞控系统等某些关键系统,规定了损失概率或安全可靠度指标,这将降低系统的基本可靠性。
因此,在确定可靠性指标时应通过权衡分析将它与安全性指标相协调。
b.R/M指标与保障性指标的协调——由于R/M是影响保障性的主要设计因素,故确定这些指标时应首先考虑满足军用飞机保障性指标要求,并经反复权衡,在满足保障性要求的前提下,使R/M指标最佳。