1 引 言

可靠性、維修性、保障性(RMS)是影響艦船武器裝備的作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適用性、生存性及壽命期費(fèi)用的重要因素，而對(duì)RMS的參數(shù)要求是承制方確定裝備技術(shù)方案而進(jìn)行研制、生產(chǎn)和試驗(yàn)的依據(jù)，也是軍方進(jìn)行監(jiān)控、考核和驗(yàn)收的重要依據(jù)[1]。

RMS工作的首要任務(wù)之一是科學(xué)地確定RMS參數(shù)體系。艦用燃?xì)廨啓C(jī)作為一種新型艦船動(dòng)力在國(guó)內(nèi)應(yīng)用時(shí)間很短，而RMS研究則剛起步，研究工作還較零散，不系統(tǒng)，對(duì)艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS參數(shù)體系的研究還處于空白。本文根據(jù)艦用燃?xì)廨啓C(jī)的任務(wù)需求和使用環(huán)境特點(diǎn)建立了艦用燃?xì)廨啓C(jī)的RMS參數(shù)體系，以供艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS的研究者參考。

2 建立RMS參數(shù)體系需考慮的因素

2.1 完備性、先進(jìn)性和針對(duì)性

艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS參數(shù)體系的建立，首先必須完備，這不僅僅是為了監(jiān)控承制方，更重要的是只有具備了完備的參數(shù)體系，才能全面科學(xué)地進(jìn)一步開展對(duì)艦用燃?xì)廨啓C(jī)的RMS驗(yàn)證與評(píng)估工作。

參數(shù)體系還要體現(xiàn)裝備的先進(jìn)性，在符合現(xiàn)代作戰(zhàn)理念上要有同等先進(jìn)性，在同時(shí)代同類裝備上要有一定的持續(xù)(或可增長(zhǎng))先進(jìn)性[2]。

艦用燃?xì)廨啓C(jī)雖然屬于燃?xì)廨啓C(jī)的一種，但它不僅在結(jié)構(gòu)上和航空燃?xì)廨啓C(jī)、陸用燃?xì)廨啓C(jī)不同，而且在任務(wù)需求和使用環(huán)境上也相差甚遠(yuǎn)[3,4]。所以，在建立參數(shù)體系時(shí)，不能照搬航空燃?xì)廨啓C(jī)或陸用燃?xì)廨啓C(jī)的RMS參數(shù)。只有對(duì)其原理、結(jié)構(gòu)、功能進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合艦艇對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的任務(wù)需求和使用環(huán)境，才能建立其特有的參數(shù)體系。

2.2 數(shù)據(jù)的可采集性

建立艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS參數(shù)體系是RMS驗(yàn)證與評(píng)估工作的基礎(chǔ)，而 RMS驗(yàn)證與評(píng)估工作的重要基礎(chǔ)和必要條件是數(shù)據(jù)。因此，RMS參數(shù)數(shù)據(jù)的可采集性在一定程度上代表了RMS參數(shù)的可驗(yàn)證性。通過對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的研制、試驗(yàn)和使用中的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)收集并進(jìn)行科學(xué)的綜合分析，可以對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的RMS水平、作戰(zhàn)效能做出客觀的評(píng)定。通過分析還可以找出燃?xì)廨啓C(jī)存在的主要問題和薄弱環(huán)節(jié)，為改進(jìn)研制提供科學(xué)的依據(jù)和有力的指導(dǎo)。因此，要保證艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS要求的驗(yàn)證評(píng)估工作順利開展，必須有較完整、準(zhǔn)確、充分的RMS數(shù)據(jù)，才能通過數(shù)據(jù)的收集、分析和利用，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的RMS水平作出客觀的評(píng)價(jià)，同時(shí)也為其質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)和可靠性增長(zhǎng)打下良好的基礎(chǔ)。

所以在建立艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS參數(shù)體系中的定量參數(shù)時(shí)，必須考慮數(shù)據(jù)的可采集性。

2.3 可行性、協(xié)調(diào)性及一體化

在RMS的眾多參數(shù)中，可靠性、維修性和保障性雖然在形式上各有側(cè)重，但又有著千絲萬縷的聯(lián)系，有的是互為支撐，有的是互為制約。

在貫徹RMS標(biāo)準(zhǔn)開展RMS工作中，傳統(tǒng)的觀念是：可靠性應(yīng)當(dāng)是首要的，相比之下維修性和保障工作主要是補(bǔ)充，是支持性的；裝備可靠性好，維修和有關(guān)的保障需求自然就少。實(shí)際上，如果過分強(qiáng)調(diào)可靠性，那么不僅在經(jīng)濟(jì)上不能達(dá)到費(fèi)用—效能的最佳，而且由于沒有立足于實(shí)際工業(yè)基礎(chǔ)及生產(chǎn)工藝水平，使RMS工作偏離了在客觀約束條件下使裝備達(dá)到最小投入得到最大產(chǎn)出的初衷。另外，再高的可靠性，不僅和裝備本身有關(guān)，而且和使用環(huán)境，使用者的技能有著密切的聯(lián)系，還要考慮戰(zhàn)場(chǎng)的不確定性對(duì)裝備可靠性的重要制約性。所以，應(yīng)該綜合權(quán)衡可靠性、維修性和保障性參數(shù)[5,6],使其一體化，從而形成最優(yōu)的參數(shù)體系。

3 參數(shù)選取及體系確定

3.1 研究思路

艦用燃?xì)廨啓C(jī)作為艦船動(dòng)力系統(tǒng)的重要組成部分,其參數(shù)體系的建立與艦船總體和系統(tǒng)參數(shù)的提出有密切關(guān)系。因此，艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS參數(shù)體系的建立應(yīng)以艦船裝備RMS參數(shù)體系為基礎(chǔ)，充分考慮艦用燃?xì)廨啓C(jī)的使用、維修特點(diǎn)和任務(wù)需求，同時(shí)考慮我國(guó)艦用燃?xì)廨啓C(jī)研制、生產(chǎn)、維修的工業(yè)基礎(chǔ)來確定。

具體思路：根據(jù)我國(guó)艦用燃?xì)廨啓C(jī)研制程序、工業(yè)基礎(chǔ)、技術(shù)狀況、管理特點(diǎn)，分析燃?xì)廨啓C(jī)功能和組成結(jié)構(gòu)、典型任務(wù)剖面，研究作戰(zhàn)能力對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)RMS的需求，在艦船裝備RMS參數(shù)體系研究的基礎(chǔ)上，建立艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS定量參數(shù)體系和主要定性要求，為進(jìn)一步建立燃?xì)廨啓C(jī)RMS模型奠定基礎(chǔ)。

3.2 RMS定量參數(shù)

艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS參數(shù)體系由定量參數(shù)和定性要求兩部分組成。

根據(jù)上述研究思路選取17個(gè)參數(shù)作為RMS定量參數(shù)[1,7-12]。

1) 任務(wù)可靠度Rm：裝備在規(guī)定的任務(wù)剖面中完成規(guī)定功能的能力。

2) 平均故障間隔時(shí)間(MTBF)：可修復(fù)的系統(tǒng)、設(shè)備在相鄰故障間的平均工作時(shí)間。

3) 平均嚴(yán)重故障間隔時(shí)間(MTBCF):與任務(wù)有關(guān)的一種可靠性參數(shù)。其度量方法是在規(guī)定的一系列任務(wù)剖面中，設(shè)備任務(wù)總時(shí)間與嚴(yán)重故障總數(shù)之比。

4) 啟動(dòng)成功率Rs

5) 強(qiáng)迫停運(yùn)率RFO:燃?xì)廨啓C(jī)除大修、檢查、清洗、維護(hù)等計(jì)劃(含視情維護(hù))停運(yùn)外的非計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)。

6) 強(qiáng)迫降負(fù)荷率RFD

7) 使用壽命Tλ:在規(guī)定的使用條件下，具有可接受的故障率的工作時(shí)間區(qū)間。

8) 平均修復(fù)時(shí)間(MTTR):排除一次故障所需時(shí)間的平均值。其中排除故障的時(shí)間僅包括從維修操作準(zhǔn)備開始到完成修復(fù)工作，使產(chǎn)品恢復(fù)到規(guī)定狀態(tài)所使用的時(shí)間，而不包括由于管理或后勤供應(yīng)等原因所發(fā)生的延誤時(shí)間。

9) 恢復(fù)功能用的任務(wù)時(shí)間(MTTRF):在規(guī)定的任務(wù)剖面內(nèi)，設(shè)備致命性故障的總維修時(shí)間與致命性故障總數(shù)之比。

10)提前拆修率(PRR):在大修間隔期內(nèi)發(fā)生故障的燃?xì)廨啓C(jī)數(shù)量占總?cè)細(xì)廨啓C(jī)數(shù)量的比例。

11)實(shí)際平均可達(dá)壽命TDMAL:在一年內(nèi)，拆卸的燃?xì)廨啓C(jī)(包括到壽命期限燃?xì)廨啓C(jī)和發(fā)生故障的燃?xì)廨啓C(jī))運(yùn)行的時(shí)間總和與拆卸的燃?xì)廨啓C(jī)數(shù)量之比。

12) 保障設(shè)備利用率RSEU：使用已有的保障設(shè)備數(shù)量與需要的保障設(shè)備數(shù)量之比。

13) 備件滿足率RSA：在規(guī)定的時(shí)間周期內(nèi)，某個(gè)維修級(jí)別實(shí)際使用的備件數(shù)量與維修需要的備件數(shù)量之比。

14) 備件使用率RSU：在規(guī)定的時(shí)間周期內(nèi)，某個(gè)維修級(jí)別實(shí)際使用的備件數(shù)量與能夠提供的備件數(shù)量之比。

15) 故障檢測(cè)率(FDR)：在規(guī)定期限內(nèi)和規(guī)定條件下用規(guī)定的方法能夠正確檢測(cè)出的故障數(shù)與所發(fā)生的故障總數(shù)之比。

式中,D0為正確檢測(cè)出的故障數(shù)；D1為所發(fā)生的故障總數(shù)。

16) 故障隔離率(FIR)：在規(guī)定的期限內(nèi)，產(chǎn)品被檢測(cè)出的故障，在規(guī)定的條件下用規(guī)定的方法能夠正確隔離到少于或等于I個(gè)可更替單位的百分?jǐn)?shù)。

式中,I0為故障中定位到規(guī)定可更換單元的故障數(shù)；I1為檢測(cè)到的故障數(shù)。

17) 虛警率(FAR)：在規(guī)定的期限內(nèi)，測(cè)試裝置發(fā)生的虛警次數(shù)與顯示的故障總數(shù)之比。

式中,N0為設(shè)備發(fā)生的虛報(bào)警數(shù)；N1為實(shí)際發(fā)生的故障數(shù)。

將上述艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS定量參數(shù)進(jìn)行分類表達(dá),形成艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS定量參數(shù)的基本集(表1)。

3.3 RMS定性要求

RMS定性要求是定量參數(shù)的補(bǔ)充，是RMS要求的重要組成部分。艦用燃?xì)廨啓C(jī)的RMS定性要求根據(jù)其特點(diǎn)提出不同要求。

1) 可靠性定性要求有：采用成熟技術(shù)、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、降額設(shè)計(jì)、環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)、冗余設(shè)計(jì)、人—機(jī)工程設(shè)計(jì)、確定關(guān)鍵件和重要件、軟件工程等。

2) 維修性定性要求有：可達(dá)性、標(biāo)準(zhǔn)化(通用化、系列化、組合化)、互換性、防差錯(cuò)措施及識(shí)別標(biāo)記、維修安全、維修技能、維修通道、維修工具和設(shè)備等。

表1 艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS定量要求參數(shù)基本集

注:

1) △表示適用； ○表示選用。

2) 測(cè)試性參數(shù)這里主要針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的控制系統(tǒng)部分。

3) 對(duì)于保障資源中的保障設(shè)施利用率、人員培訓(xùn)率等一般針對(duì)艦船總體和系統(tǒng)級(jí)提出。

3) 保障性定性要求有：保障設(shè)備要求[13]、人員與人力要求、供應(yīng)保障要求、訓(xùn)練與訓(xùn)練保障要求、技術(shù)資料要求、計(jì)算機(jī)資源保障要求、包裝運(yùn)輸貯存裝卸、接口設(shè)計(jì)要求等。

4) 測(cè)試性定性要求有：故障定位能力、綜合測(cè)試能力等。

艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS定性要求詳見表2。

4 結(jié)束語(yǔ)

艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS參數(shù)體系的建立是艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS研究工作的重要內(nèi)容。本文立足于國(guó)內(nèi)艦用燃?xì)廨啓C(jī)工業(yè)基礎(chǔ)，結(jié)合RMS工作的時(shí)代發(fā)展，綜合考慮多種因素，提出了艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS參數(shù)體系，對(duì)各項(xiàng)目做了明確的定義，對(duì)定量參數(shù)給出了計(jì)算公式，可作為艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS研究的參考。

表2 艦用燃?xì)廨啓C(jī)RMS定性要求基本集

參考文獻(xiàn):

[1] 楊為民，阮鐮，俞沼,等.可靠性、維修性、保障性總論[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1995.

[2] 陸廷孝，鄭鵬洲，何國(guó)偉，等.可靠性設(shè)計(jì)與分析[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1995.

[3] 敖晨陽(yáng)，吳一紅，張寧，等. 艦用燃?xì)廨啓C(jī)研制過程中的試驗(yàn)研究[J].船舶工程，2007,29(3)：68-71.

[4] 龔建政，李偉，孫豐瑞，等.烏克蘭UGT25000燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)改進(jìn)措施[J].熱能動(dòng)力工程，2006，21(6)：648-651.

[5] 郝杰忠，楊建軍，楊若鵬.裝備技術(shù)保障運(yùn)籌分析[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2006.

[6] 單志偉.裝備綜合保障工程[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.

[7] 金偉婭，張康達(dá). 可靠性工程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[8] RAND J, WRIGHT N. Royal navy experience of propulsion gas turbines and how and why this experience is being incorporated into future designs[J].J Eng Gas Turbines Power,2000,122(4):680-684.

[9] 史進(jìn)淵，楊宇，陳洪溪,等.統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組可靠性的術(shù)語(yǔ)定義[J]. 熱力透平,2003,32(3):178-181,204.

[10] 史進(jìn)淵，楊宇，陳健,等. 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組可靠性評(píng)價(jià)參數(shù)的計(jì)算公式[J]. 熱力透平,2003,32(4):234-236,253.

[11] 龔慶祥，趙宇，顧長(zhǎng)鴻,等.型號(hào)可靠性工程手冊(cè)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.

[12] 任其智.燃?xì)廨啓C(jī)的檢修[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[13] GJB3872-1999裝備綜合保障通用要求[S].1999.