艦船動力裝置維修質(zhì)量評估研究

馮全動，謝 駿，陳是學(xué)

(海軍工程大學(xué)，湖北武漢 430033)

0 前言

艦船裝備維修是保持、恢復(fù)和提高艦船裝備戰(zhàn)技術(shù)性能的重要手段，現(xiàn)代裝備保障對維修技術(shù)和維修質(zhì)量提出了更高的要求。維修質(zhì)量是艦船裝備維修管理的核心，是決定維修活動成敗的關(guān)鍵，它極大地影響著艦船重新投入使用之后的作戰(zhàn)效能。維修質(zhì)量評估是艦船動力裝置系統(tǒng)全壽命管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是保證維修質(zhì)量與動力裝置可靠性的必要手段。動力裝置維修質(zhì)量評估就是利用科學(xué)的方法，建立完善的維修質(zhì)量評估體系，合理地評估維修質(zhì)量，同時根據(jù)評估結(jié)果，找出影響維修質(zhì)量的真實(shí)原因，為動力裝置維修管理和技術(shù)保障部門的科學(xué)決策提供依據(jù)。因此維修質(zhì)量評估對保證我軍裝備的維修質(zhì)量，提高維修管理水平，節(jié)約裝備維修經(jīng)費(fèi)等有著十分重要的意義。

1 艦船動力裝置維修質(zhì)量指標(biāo)體系的建立

維修質(zhì)量評估的目的不僅僅是評定裝備的維修質(zhì)量，還可以通過對裝備維修質(zhì)量的評估，發(fā)現(xiàn)維修工作中的不足，分析問題、找出原因，為以后維修工作的進(jìn)行打下基礎(chǔ)，所以維修質(zhì)量評估指標(biāo)的選擇要遵循客觀、獨(dú)立、典型、可量化、易操作的原則［1］。根據(jù)動力裝置維修過程、修后可靠性、戰(zhàn)斗性能指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)性方面的影響因素［2］，建立評估指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 動力裝置維修質(zhì)量評估體系圖

2 多層次模糊綜合評判模型

維修質(zhì)量評估考慮的因素中有很多是定性指標(biāo)，如修理人員的技術(shù)水平、維修的實(shí)施程序和標(biāo)準(zhǔn)、隱蔽性等等，這些指標(biāo)不容易量化，無法找到精確的數(shù)學(xué)關(guān)系表達(dá)式來衡量它們對維修質(zhì)量的影響程度，而模糊數(shù)學(xué)提供了評價(jià)艦船動力裝置維修質(zhì)量情況的有效工具——模糊綜合評判模型。

模糊綜合評判就是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，對受到多種因素制約的事物或?qū)ο螅瑢⒁恍┻吔绮磺?、不易定量的因素定量化，按多?xiàng)模糊的準(zhǔn)則參數(shù)對備選方案進(jìn)行綜合評判，再根據(jù)綜合評判結(jié)果對各備選方案進(jìn)行比較排序，選出最好的方案的1種方法［3-4］。本文擬利用多層次模糊綜合評判模型實(shí)現(xiàn)對主動力裝置的維修質(zhì)量的綜合評判。

2.1 模糊單層次評判模型

1)將因素集U=(u1，u2，…，un)分為若干組:U=(U1，U2，…，Uk)。稱第一級因素集為:

第二級因素集為:

3)綜合評估。

對第二級因素集Ui(i=1，2，…，k)中的ni素進(jìn)行單因素評判，得到相應(yīng)的單因素評估矩陣Ri(i=1，2，…，k)。

用取乘與有界算子M(·，⊕)計(jì)算，則單因素綜合評判:

2.2 多層次綜合評判模型

當(dāng)系統(tǒng)方案各指標(biāo)間分為不同層次時，需采用多層次綜合評判模型。多層次綜合評判是在單層次評判的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，具體評判方法、步驟與單層次評判相同。在得出單因素綜合評判的基礎(chǔ)上，對第一級因素集U(U1，U2，…，Uk)作綜合評判。設(shè)U=(U1，U2，…，Uk)的權(quán)重為A=(a1a2…ak)，則總評判矩陣R=(B1，B2，…，Bk)T。

得綜合評判結(jié)果:

3 艦船動力裝置維修質(zhì)量評估實(shí)際分析

現(xiàn)以某型艦艇的主柴油機(jī)中修維修質(zhì)量評估為例，其評估指標(biāo)體系如圖1所示。由圖1，將因素集U=(c1，c2，…，c10)分為4個組:U=(U1，U2，U3，U4)。其中 U1= (c1，c2，c3)，U2=(c4，c5，c6)，U3=(c7，c8)，U4=(c9，c10)。

設(shè)質(zhì)量維修評語集:

3.1 修后使用可靠性的單因素評判

對第二級因素集U1，即主動力裝置維修后使用可靠性進(jìn)行單因素評判。經(jīng)統(tǒng)計(jì)得到該型裝置修后100 h內(nèi)使用可靠性的單因素參數(shù)值為:首次故障前工作時間TBFF=27 h，平均故障間隔時間MTBF=23 h，100 h可靠度R可靠=77%。

1)確定各指標(biāo)的評估標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)該型柴油機(jī)的使用條件、型號以及保養(yǎng)條件等，確定各項(xiàng)指標(biāo)的評估標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 各項(xiàng)指標(biāo)評估標(biāo)準(zhǔn)的界限值

2)確定各項(xiàng)指標(biāo)的隸屬度。

為了構(gòu)建單因素的模糊關(guān)系矩陣，需要確定各項(xiàng)參數(shù)的隸屬值，即對各項(xiàng)定量指標(biāo)進(jìn)行模糊化處理。本文采用下面的模糊關(guān)系法則確定各項(xiàng)參數(shù)的隸屬值。①對于落于評判等級區(qū)間 (X，Y)之外的指標(biāo)點(diǎn)，取其隸屬值為0。②對于落于評判等級區(qū)間 (X，Y)的指標(biāo)，按下述公式取2個隸屬值x1，x2，即:

式中s為實(shí)際值。其他區(qū)間的隸屬值依此類推。通過模糊化處理后，各指標(biāo)分別得到評估向量，由各指標(biāo)評估向量組成評估矩陣為:

3)使用可靠性綜合評估。

由于TBBF，MTBF，R可靠對柴油機(jī)修后可靠性的影響程度不同，應(yīng)對其賦予不同的權(quán)重。確定指標(biāo)權(quán)重的方法有專家咨詢法、層次分析法等，本文采取專家咨詢法確定權(quán)重分配關(guān)系:

為了使結(jié)果直觀，可對結(jié)果賦值計(jì)算總分。設(shè)好 (90)，較好 (80)，一般 (70)，差 (60)，則U1的總體評估結(jié)果為Q=90b1+80b2+70b3+60b4=76.96，根據(jù)表2可知該裝置維修后使用可靠性為較好，與實(shí)際結(jié)果相符。

表2 分級評估等級標(biāo)準(zhǔn)

3.2 總體維修質(zhì)量綜合評估

由B1，B2，B3，B4可計(jì)算出一級評估因素集評價(jià)矩陣 R=(B1，B2，B3，B4)T。

設(shè)一級因素集的權(quán)重A=(a1a2a3a4)，用M(·，⊕)計(jì)算得綜合評判結(jié)果:

同理，根據(jù)最大隸屬度原則可得到該裝置維修后的總體維修質(zhì)量評估結(jié)果。

4 結(jié)語

對艦船動力裝置維修過程和修后的質(zhì)量進(jìn)行考核、監(jiān)督和跟蹤，是1項(xiàng)新穎而又有難度的課題，本文僅通過多層次模糊綜合評估方法對此作一初步的嘗試。同時評估模型中有關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)比較缺乏，需進(jìn)一步積累，以獲得更為準(zhǔn)確的評估結(jié)果，為以后的艦船動力裝置維修與保障提供決策依據(jù)。

［1］齊飛.武器裝備維修質(zhì)量評估方法研究 ［D］.長沙:國防科技大學(xué)，2003.

［2］陳學(xué)楚.現(xiàn)代維修理論 ［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2003.

［3］謝季堅(jiān)，劉承平.模糊數(shù)學(xué)方法及其應(yīng)用 ［M］.武漢:華中科技大學(xué)出版社，1988.

［4］郭齊勝，等.裝備效能評估概論 ［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2005.