任务驱动的复杂武器装备系统功能分析技术

摘要：建立了任务驱动的复杂武器装备系统功能分析的模型框架，针对传统的功能流程图中设备-功能-人员-信息等要素混合在一起的情况，对其进行了相应的改进，提出了包括设备流、操作流和信息流三种流程的功能流程图，并且分别从不同的角度对系统功能进行分析和描述。为主要功能和主要设备的确定以及可靠性维修性保障性的分析和分配提供了科学、系统和有针对性地依据和手段。

关键词：任务驱动 功能分析 功能流程图

中图分类号：TH17 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0019-02

系统功能分析是故障模式影响分析（FMEA）和可建立正确的符合实际的可靠性维修性保障性模型的前导工作，为武器装备系统可靠性维修性保障性的分析和分配提供理论依据和实现手段[1]。所谓任务驱动就是从武器装备系统的使命任务的角度入手，围绕任务利用功能流程图，建立任务与设备功能之间的关系。通过任务与设备功能关系可以了解武器装备在执行各种任务时的设备使用情况、故障情况和耗损情况。继而为FMEA分析、维修规划和保障性工作的开展奠定基础。主要功能和主要设备是一种相对的概念，对于不同的使命任务，通过功能分析确定出来的主要功能和主要设备是不同的。因此任务驱动的功能分析更加符合武器装备应用的实际。

1 任务分析

对未来装备可能要完成的任务作出假设。不同的作战任务有不同的特点，对于装备的使用强度，系统的可靠性、维修性、保障性以及安全性的要求也不同。任务想定是进行系统分析和功能分析的前提和基础，为了使系统分析和功能分析更加科学合理，对任务的想定应该尽量贴近实际。

任务剖面是对武器装备系统在完成规定作战使用这段时间内，所经历的事件和环境的时序描述[2]。这样的时序描述不仅包括武器装备系统按事件要求所必需完成的各项具体作战使用任务，也包括在完成规定作战使用任务方面武器装备系统获得成功或致命故障侧判断准则。无论对于完成一种或多种任务的武器装备系统，均应相应地制定一种或多种任务剖面。精确和完整地确定系统的任务剖面和预期的使用环境，是进行正确的系统保障性设计分析的基础。

2 改进的功能流程图

在功能流程图中，存在着三种流，即设备流、信息流和人员操作流[3]。此处所讲的设备流是指装备运动变化的过程。信息流是随着物流而产生的，描述设备之间信息和数据传递的过程。这些信息是反映设备状态和变化特征的数据、报告与资料。为了使设备流能按照既定的目标和计划顺利的进行，需要不断的利用设备流所产生的信息流按照既定目标和计划顺利的进行，核实各种指令贯彻执行的情况，必要时还需对设备流的进程和状态进行调解和控制。由电子设备组成的系统集中体现了设备流和信息流之间的这种相辅相成互为条件的关系。人员操作流描述设备的操作人员使用设备的过程。任何装备的功能发挥的好坏与操作人员有很大关系，人的因素也是装备形成战斗力决定因素。传统的功能流程图中虽然对于设备流、信息流和人员操作流都有所涉及，但是这三种流程是混合在一起的，对于功能分析人员显得杂而乱。不利于确定装备的主要功能和设备。因此本文从功能分析的角度出发，以物流为基础，分别从设备流、操作流和信息流三个角度来描述系统功能（如图1）。

改进的功能流程图不仅能够反映出传统的功能流程图所要求的功能之间的层次、逻辑和时序关系，还能够反映人员、信息和装备之间的相互相互影响相互作用的关系。如图2表示设备、人员、信息之间的关系图。将人和信息独立出来画功能流程图，为研究和评价人的可靠性和信息的可靠性提供了依据。为确定系统的主要功能和主要设备以及装备系统的可靠性、维修性、和保障性提供了有利的工具。图3是某潜艇声纳系统的功能流程图，由于声纳系统主要由电子设备组成，所以略去操作流程图。

3 任务驱动的系统功能分析

传统的功能分析技术是以系统的组成为出发点，依据功能流程图来确定主要功能和主要设备的。这种方式的局限性在于它不适应武器装备系统的实际使用情况。武器装备系统的使用环境不同，使用的方式不同，实际工作设备的使用强度就不同。因此，武器装备系统的主要功能和主要设备也不是一成不变的。

任务驱动的功能分析是以任务为导向，在系统的结构分析和功能分析的基础上建立系统的任务-功能-设备-单元之间的关系模型。任务驱动的思想体现了功能分析的灵活性和适应性。通过任务分析和功能分析建立要完成任务的功能组装模型，通过结构分析建立系统的设备组装模型。每个设备都能完成一定的功能，每各功能都有其对应的设备。这种功能和设备的对应关系构成了功能组装模型和设备组装模型之间的接口。如图4所示是任务驱动的功能流程图。

对于确定的任务而言，基本任务执行的越多，组成基本任务的功能越多，对相应的设备使用强度越大。因此为确定主要功能和主要设备提供了依据（如图5）。

5 结语

通过确定任务剖面、分析系统机构、建立系统结构模型、功能分析、建立各系统的功能流程图，最终形成了从总体到分解再到综合的任务驱动的功能分析技术。避免了传统的面向系统的功能分析技术不适应装备实际使命任务的不足。为进一步开展可靠性、维修性和保障性工作提供了科学实用的依据。

参考文献

[1] 刘明，刘澎，等.武器装备发展系统论证方法和应用[M].国防工业出版社.

[2] 曾声奎，赵廷弟，等.系统可靠性设计分析教程[M].北京航空航天大学出版社.

[3] 杨为民.可靠性维修性保障性总论[M].国防工业出版社.