反舰导弹发射装置最佳维修性策略制定方法

摘 要：从研究制定反舰导弹发射装置基层级维修体制的方法入手，给出常见基层级维修方法最佳功能检测间隔期、定时拆修(修复)和定时报废工作间隔的确定方法，最终实现反舰导弹发射装置最佳维修策略的制定。

关键词：基层级维修； 故障模型； 定时拆修； 最佳维修

中图分类号：

TN911.734

文献标识码：A

文章编号：1004373X(2012)05

0009

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The best maintainability strategy of antiship missile launching device

ZHANG Yanzhong, FENG Nan

(93 Unit of PLA 92941 Army， Huludao 125001, China)

Abstract：

Starting with research on basic level maintenance system of antiship missile launching device. Some certain methods of familiar basic level maintenance which include best function detecting interval time, timing removal and maintenance and scrap work interval are proposed, finally the best maintainability strategy of antiship missile launching device is implemented.

Keywords： basic level maintenance; failure model; timing removal and maintenance; the best maintenance

收稿日期：20111120

现代化装备的性能越来越先进，决定了武器装备的内部工作机理越来越复杂，既而决定了武器装备维修保障工作重要性的提升。对武器装备的维修策略开展研究，制定其最佳维修策略是降低维修费用、保持武器装备良好状态、提高武器装备可用性及作战性能的有效手段。国内外武器装备发展与应用的实践证明，开展维修工作，改善装备的维修性，对提高部队的战斗力、节省装备寿命周期费用有着及其重要的作用。针对反舰导弹武器系统的重要组成――反舰导弹发射装置开展最佳维修性策略的制定加以研究，有其重要意义。

1 武器装备维修方法的确定

1.1 工龄相关故障模型

工龄相关故障模型是设备或部件的故障率与其工龄有明显关系的一类故障模型。这类故障模型包含三种类型，如图1所示。

1.2 预防性维修工作范围

预防性工作维修是在发生故障之前，使装备保持在规定状态所进行的各种维修活动。它一般包括擦拭、、调整、检查、定期拆修和定期更换等。这些活动的目的是发现并消除潜在故障，或避免故障的严重后果，防患于未然。预防性维修适用于故障后果危及安全和任务完成或导致较大经济损失的情况，特别是对单次型装备进行预防性维修是绝对需要的。

图1 工龄相关故障模型

对反舰导弹发射装置进行预防性维修可以有效地预防影响安全性、使用性或经济性的故障。因此，预防性维修的任务，就在于按预定的计划或规范做既适用又有效的预防工作，以保证在故障对安全性、使用性、经济性产生影响之前，就预防或发现这些故障。

在随机故障发展过程中，能探测到的故障将要发生的状态称之为潜在故障。图2表示潜在故障发生的一般过程，此曲线叫PF曲线。它显示了故障开始、发展到可被探测到的点(潜在故障点)的过程。如果未探测到潜在故障，也未采取措施，则状态迅速变坏，达到功能故障点F。如在P点和F点之间探测到潜在故障， 则有利于防止功能故障或有效避免严重后果，这就是视情维修工作。该工作主要检查产品的潜在故障，并根据其状态视情维修。

1.3 维修工作的选择

一般以可靠性为中心的维修方式主要有定时拆修、定时报废、视情维修和故障检测等四种。对于反舰导弹发射装置的设备或部件，必须根据其故障后果和故障模型选择适当的预防性维修方法或故障检测等。

预防性维修工作的选择程序如图3所示。

图3 预防性维修工作的选择程序

设备或部件的每一项维修工作必须满足下面两个要求：

(1) 适用性。维修工作必须是适用的，即技术可行。适用性取决于故障的性质。适用的维修必须能预防故障或降低故障后果。不适用的维修会引入故障或没有任何效果。

(2) 有效性。维修工作必须是有效的，即值得去做。有效性反映了维修的结果，并取决于故障的后果。

2 预防性维修间隔期的确定

对反舰导弹发射装置而言，设备或部件常见的预防性维修工作有很多诸如保养、清洁、、操作人员监控等简单工作，这些工作费用低，所需时间短，可安排在日常保养计划中或在操作设备的过程中完成，无需另行确定其工作间隔期。因此，本书所要确定的预防性维修工作间隔期指的是两类工作：一类是检查工作，即使用检查和功能检测，另一类是定期报废和定期拆修。

2.1 发射装置检查工作间隔期的确定

2.1.1 设备或部件使用检查间隔期

通过使用检查(只适用于隐蔽功能故障)可保证发射装置的可用度，避免多重故障的严重后果。对于有安全性影响和任务性影响的情况来说，可通过所要求的发射装置的平均可用度来确定其使用检查间隔期。

假设发射装置的瞬时可用度为A(t)，检查间隔期为T，则平均可用度为:

从上述公式可见，一个给定的A，对应着一个固定的T。若某项使用检查工作使A达到规定的可用性水平时的检查间隔期过短，则认为该工作是无效的；反之则有效。

2.1.2 功能检测间隔期

功能检测只适用于发展缓慢的耗损性故障，且需要有确定潜在故障的判据。对于有安全性影响和任务性影响的情况来说，可通过检查次数n与潜在故障发展到功能故障(PF过程)的时间TB的关系确定其间隔期。

假设规定的安全性或任务性影响故障发生概率的可接受值为F，在TB期间要检查的次数为n，则有:

式中P为一次检查的故障检出概率。

检出间隔期T=TB/n。若T过短，则该工作就是无效的。

2.2 定时拆修(修复)工作间隔期的确定

定时拆修(修复)和定时报废两类预防性维修工作都只适用于有耗损期的产品，因此，应当掌握产品的故障规律，特别是掌握进入耗损前期的工作时间Tw。这两类预防性维修工作间隔期的确定方法是相同的，下面仅讨论定时报废的更换策略。

定时(期)报废是指产品使用到一定时间后予以报废并进行更换。由于所用时间的计时方法不同，定时更换策略可分为工龄定时更换和全部定时更换。

2.2.1 工龄定时更换的间隔期

(1) 安全性影响和任务性影响

① 已知耗损期前的工作时间Tw及其分布

安全性影响和任务性影响这两类维修工作的有效准则为：工作的间隔期T应短于产品的平均耗损期Tw。 Tw是一个随机变量，如果已知Tw的分布，并给出工作间隔期T内过早达到耗损期(即认为发生故障)的概率F的可接受水平要求，则可确定T。

② 按任务可靠度要求确定工作间隔期

任务期间的任务可靠度是指在执行任务开始时刻t可靠的条件下，经使用Δt时间后仍可靠的概率，即:

故仍可利用统计数据作图求得单位工作时间总费用最小的最佳更换间隔期T。

2.2.2 全部定时更换的间隔期

(1) 安全性影响和任务性影响

以可用度最大为目标时，确定最佳更换时间T。

采用全部定时更换策略时，因时序图和时间的计算方法与工龄更换策略不同，所以最佳间隔期T的求法也不相同。全部更换策略的时序图如图4所示。设Mpt为全部定时更换的平均停机时间；Mct为故障后单个更换的平均停机时间；H(T)为更换间隔期内故障发生的平均次数。每一更换间隔期内，不能工作的平均时间为：

由上式可见：

① m

② m=1(偶然故障，指数分布)时,T∞，随机故障期的更换间隔期无限长，即不必进行全部定时更换工作；

③ m>1(损耗故障)时，可确定T，即耗损故障期可进行全部定时更换。

(2) 经济性影响

以平均费用最低为目标确定更换期。设全部定时更换费用为Cp，故障后单个更换费用(含故障损失费用)为Cc，T为更换间隔期，H(T)为更换间隔期内故障发生的平均次数，则一个更换间隔期的总费用为:

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