在研制過程中如何落實綜合保障要求

唐華

摘 要： 本文首先指出現(xiàn)代裝備隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，復(fù)雜程度飛速提高，導(dǎo)致裝備綜合保障要求越來越高，之后分別在可靠性設(shè)計、維修性設(shè)計兩個方面，論述如何在研制過程中落實綜合保障要求。本文未就常用的可靠性設(shè)計、維修性設(shè)計方面進行論述，在可靠性設(shè)計方面就產(chǎn)品成熟度、元器件選用進行論述；維修性設(shè)計方面就預(yù)防性維修設(shè)計維修性接口設(shè)計進行論述。

關(guān)鍵詞： 綜合保障；可靠性；維修性

1前言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，裝備的復(fù)雜程度飛速提高，導(dǎo)致裝備的綜合保障要求也越來越高，除了提高裝備的固有可靠性外，還應(yīng)對裝備的使用、維修及綜合保障等問題給予充分地重視，否則新研裝備將難于使用，更無法維修及保障，導(dǎo)致不能保證作戰(zhàn)任務(wù)的完成。因此在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中對裝備保障特性提出了更高的要求，既要求所設(shè)計的裝備便于使用和便于維修（便于保障），又要求在裝備使用中能提供強有力地使用與維修保障（得到保障），否則將難于完成作戰(zhàn)和訓(xùn)練任務(wù)。

2在研制過程中落實綜合保障要求

裝備綜合保障的設(shè)計特征是指與裝備使用與維修保障有關(guān)的設(shè)計特征，主要包括可靠性、維修性、測試性、運輸性、人機綜合特征、生存性、安全性、自保障性、標(biāo)準(zhǔn)化、可部署性等，必須在裝備研制過程中就加以考慮，落實在裝備的設(shè)計中。本文就可靠性設(shè)計和維修性設(shè)計方面如何落實綜合保障進行討論。

2.1 可靠性設(shè)計方面

可靠性設(shè)計主要包括成熟技術(shù)及工藝、簡化設(shè)計、元器件原材料的選擇及控制、降額設(shè)計、冗余設(shè)計、電路容差設(shè)計、防瞬態(tài)過應(yīng)力設(shè)計、熱設(shè)計、環(huán)境防護設(shè)計、電磁兼容設(shè)計、與人的因素有關(guān)的設(shè)計、軟件可靠性設(shè)計、包裝和運輸設(shè)計以及容錯設(shè)計等方面。這些可靠性設(shè)計方面有軍用標(biāo)準(zhǔn)或相關(guān)資料進行詳細論述，本文就不再累述，本文就產(chǎn)品成熟度和元器件選用兩方面進行討論。

2.1.1 產(chǎn)品成熟度

在產(chǎn)品的設(shè)計過程中，一般先分析產(chǎn)品的客戶需求，列出相應(yīng)優(yōu)化設(shè)計變量、約束條件及目標(biāo)函數(shù)，將產(chǎn)品拆分為便于實現(xiàn)功能的模塊，尋找同樣、類似的成熟產(chǎn)品或成熟技術(shù)，確定產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計方案，應(yīng)用成熟產(chǎn)品或成熟技術(shù)，能夠節(jié)約研發(fā)的成本、降低技術(shù)風(fēng)險，進而降低進度風(fēng)險，大大提高產(chǎn)品的可靠性。應(yīng)用成熟技術(shù)是可靠性設(shè)計非常重要的環(huán)節(jié)。那么，什么是成熟產(chǎn)品和成熟技術(shù)呢？這就涉及到產(chǎn)品成熟度問題。

產(chǎn)品所處的狀態(tài)，一般會有處于前期研究狀態(tài)（概念狀態(tài)）的、處于正在進行技術(shù)開發(fā)的、處于正在進行產(chǎn)品研制的以及進行批量生產(chǎn)階段的。產(chǎn)品的這些不同的狀態(tài)，稱為產(chǎn)品成熟度。

成熟的產(chǎn)品或技術(shù)均可用于優(yōu)化設(shè)計，這樣就能方便的實現(xiàn)技術(shù)共享，減少重復(fù)開發(fā)造成的浪費，產(chǎn)品可靠性高，產(chǎn)品繼承性良好。尤其是產(chǎn)品的維修性繼承性好，產(chǎn)品的保障資源（包括備件、裝備、技術(shù)資料、人員等）更容易得到保證。

2.1.2 元器件的選用

隨著我國基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展以及對元器件采取二篩、模塊級篩選、部件級篩選及整機篩選使元器件本身質(zhì)量缺陷而造成的產(chǎn)品故障占比已經(jīng)降低。而在元器件選用上造成的質(zhì)量問題就主要反映在參數(shù)匹配不合理、使用環(huán)境不合理、產(chǎn)品存在潛在電路等元器件的設(shè)計選用方面。其主要是設(shè)計人員對元器件的原理、生產(chǎn)過程、故障機理、故障模式和應(yīng)用條件等理解不夠深入，造成元器件使用在不穩(wěn)定的工況而產(chǎn)生設(shè)計質(zhì)量問題。

根據(jù)上述問題采取如下解決措施：

a）產(chǎn)品研制中盡量使用經(jīng)典應(yīng)用電路和通用電路設(shè)計，盡可能少使用特殊、專用電路設(shè)計；

b）盡可能簡化電路設(shè)計，減少潛在電路，并且在容差設(shè)計的基礎(chǔ)上，盡量減少元器件的品種、規(guī)格；

c）對于接口電路一定要進行接口電路分析，盡量采用同一廠家的元器件；

d）電路仿真、驗證試驗要充分，尤其是接口電路、設(shè)計到安全的電路（如火工品點火電路）必須進行仿真分析、驗證試驗，重點要進行故障注入仿真分析、驗證試驗。

元器件選用問題得到控制，能夠提高產(chǎn)品的固有可靠性，產(chǎn)品平均無故障工作時間提高，產(chǎn)品的綜合保障工作就會相應(yīng)減少。

2.2 可維修性設(shè)計方面

維修性設(shè)計不同于設(shè)備自身的性能設(shè)計，其目的是確保設(shè)備在規(guī)定的條件下按規(guī)定的程序和方法用最短的時間保持或恢復(fù)其規(guī)定的狀態(tài)。維修性設(shè)計主要有簡化設(shè)計、可達性設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化互換性與模塊化設(shè)計、防差錯及識別標(biāo)志設(shè)計、維修安全設(shè)計、故障檢測設(shè)計、維修中人素工程設(shè)計等。這些方面的維修性設(shè)計在軍用標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)資料中有詳細論述，本文對不再累述，本文就預(yù)防性維修設(shè)計和維修性設(shè)計接口兩個方面進行詳細介紹。

2.2.1 預(yù)防性維修分析設(shè)計

a） 劃分重要和非重要產(chǎn)品

重要產(chǎn)品是指其故障會有安全性、任務(wù)性或經(jīng)濟性后果的產(chǎn)品。對它們需要作詳細的分析，以確定適當(dāng)?shù)念A(yù)防性維修工作要求。

其它非重要產(chǎn)品可能需要一些簡單的預(yù)防性維修工作，如一般目視檢查，通?？砂ㄔ趨^(qū)域檢查范圍內(nèi)。但這類預(yù)防性維修工作應(yīng)控制在最小范圍內(nèi)，使之不會顯著地增加總的維修費用。

b） 按故障確定預(yù)防性維修工作

對于重要產(chǎn)品，要通過對其故障模式、影響及危害性分析（FMECA），就是否要進行預(yù)防性維修工作做出決斷。其準(zhǔn)則是：

1）對會有安全性或任務(wù)性后果的故障，必須確定有效的預(yù)防性維修工作；

2）對于只會有經(jīng)濟性后果的故障，只有在經(jīng)濟上合算時才做預(yù)防性維修工作；

3）須按產(chǎn)品故障的原因，來確定適用而又有效的預(yù)防性維修工作。

c）根據(jù)故障規(guī)律及影響，選擇預(yù)防性維修工作類型

預(yù)防性維修工作類型是指利用一種或一系列的維修作業(yè)，發(fā)現(xiàn)或排除某一隱蔽或潛在故障，防止?jié)撛诠收习l(fā)展成功能故障。通常所采用的預(yù)防性維修工作類型有七種：維護保養(yǎng)、操作人員監(jiān)控、使用檢查、功能檢測、定時拆修、定時報廢以及它們的綜合工作。

這些工作類型對明顯功能故障來說，是預(yù)防該故障本身發(fā)生：對隱蔽功能故障來說，并不只是預(yù)防該故障本身的發(fā)生，而更重要的是預(yù)防該故障與別的故障結(jié)合形成多重故障，以防止產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

2.2.2 維修性設(shè)計接口

設(shè)計接口反映了各種保障參數(shù)與系統(tǒng)其他設(shè)計參數(shù)的關(guān)系。這些參數(shù)包括人的因素、系統(tǒng)安全、能源管理、標(biāo)準(zhǔn)化、互用性、易損性、生存性、維修性、環(huán)境保護以及經(jīng)濟可承受性。下面介紹兩種常見的維修性設(shè)計接口。

A）采用故障指示裝置

在結(jié)構(gòu)、電路總體設(shè)計中，同步設(shè)計設(shè)備的故障檢測電路和故障報警裝置，以便及時、快速、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障，從而迅速地解決故障，實現(xiàn)設(shè)備的快速維修能力，提高設(shè)備的維修性。

B）測試性接口

測試性接口的設(shè)計應(yīng)作為被測單元（UUT）設(shè)計的一個組成部分，應(yīng)設(shè)計必要的外部和內(nèi)部測試接口。測試接口應(yīng)滿足性能監(jiān)測、故障檢測與隔離要求為準(zhǔn)。

測試接口可用于定量測試、性能監(jiān)控、故障隔離、校準(zhǔn)或調(diào)整、輸入激勵等。

現(xiàn)場可更換單元（LRU）級產(chǎn)品應(yīng)設(shè)置外部測試接口，外部測試接口應(yīng)盡可能組合在一個檢測插座中，并應(yīng)具備有與外殼連接的蓋帽。

3 結(jié)束語

現(xiàn)代戰(zhàn)爭瞬息萬變，綜合保障影響到裝備的戰(zhàn)備以及戰(zhàn)斗力的發(fā)揮，必須重視裝備綜合保障建設(shè)，盡早開展裝備綜合保障工作，把綜合保障工作作為型號研制工作的重要組成部分，納入整個型號工作研制策劃，保證武器裝備交付到部隊后能夠盡快形成戰(zhàn)斗力和保障能力?！?