張文俊，王　葦，徐　巍，王　輝

（武漢第二船舶設(shè)計研究所，武漢430064）

規(guī)劃維修及其在艦船裝備維修保障中的應(yīng)用

張文俊，王葦，徐巍，王輝

（武漢第二船舶設(shè)計研究所，武漢430064）

為解決艦船裝備普遍存在的維修技術(shù)資料深度不夠，以及預(yù)防性維修大綱與保障資源配置無依據(jù)的問題，通過借鑒國內(nèi)外相似裝備成功經(jīng)驗，提出了艦船裝備規(guī)劃維修流程與技術(shù)要求，給出了實施管理措施，并結(jié)合某型號工程實際進行了驗證。

規(guī)劃維修；預(yù)防性維修大綱；保障資源需求

1　前言

現(xiàn)代艦船遠離岸基執(zhí)行任務(wù)，一旦出現(xiàn)故障要能在海上及時修復(fù)，加之當前對快速出動和在航率要求日益提高，故對提高各級維修保障能力、合理配置保障資源的要求也越來越高，維修保障已從一般的維修概念發(fā)展成為維持和提高戰(zhàn)斗力的一項重要因素。我國開展艦船裝備維修性、保障性設(shè)計以及維修保障活動已有幾十年，積累了大量的設(shè)計與工程實踐經(jīng)驗，為保障艦船全壽期安全可靠運行提供了重要支撐。但不可否認，對比國外先進艦船大國，我國艦船在科學(xué)維修、精確保障等方面還存在不小差距，如技術(shù)保障資料僅是設(shè)計文件的簡單轉(zhuǎn)化，其中的維修作業(yè)文件普遍未對應(yīng)特定故障模式，缺少預(yù)防性維修大綱，維修指導(dǎo)性不強；保障資源配置普遍無依據(jù)等。

根據(jù)GJB 3872[1]的定義，規(guī)劃維修是指從確定裝備維修方案到制定裝備維修保障計劃的工作過程，其輸出結(jié)果是裝備維修保障方案，主要包括修理作業(yè)文件和預(yù)防性維修大綱等文件。規(guī)劃維修是綜合保障要素之一，也是確定備品備件、維修工具、人力人員、技術(shù)資料、保障設(shè)施等綜合保障其他要素的核心。由上述定義可知，通過系統(tǒng)地開展規(guī)劃維修，理論上就可以解決前述我國艦船維修保障上存在的不足。但由于國內(nèi)標準、技術(shù)手冊中缺少規(guī)劃維修的具體實施要求，標準規(guī)定的有關(guān)保障性分析方法又過于復(fù)雜、晦澀，設(shè)計人員可操性差，造成當前艦船裝備規(guī)劃維修開展困難，鮮有實施。

本文參考美軍及國內(nèi)航空裝備規(guī)劃維修實施經(jīng)驗，根據(jù)國內(nèi)某型船舶裝備研制需求，結(jié)合艦船維修保障特點，提出簡化后的規(guī)劃維修流程與分析技術(shù)要求，通過對典型設(shè)備開展規(guī)劃維修實踐，在船舶工程規(guī)劃維修應(yīng)用方面開展了一些有益的嘗試。

2　規(guī)劃維修流程

2.1理論上規(guī)劃維修流程

規(guī)劃維修工作是多項分析技術(shù)的組合，根據(jù)美軍裝備保障規(guī)范[2，3]及國內(nèi)航空裝備維修保障專家的研究[4～9]，一般認為理論上的規(guī)劃維修流程如圖1所示。

該規(guī)劃維修主要涵蓋以下幾項分析技術(shù)。

1）故障模式、影響及危害性分析（FMECA）。通過分析裝備潛在故障模式，摸清其薄弱環(huán)節(jié)，并根據(jù)故障影響的嚴重程度及發(fā)生概率最終確定其修復(fù)性維修范圍，并為可靠性為中心的維修分析提供設(shè)計輸入。GJB/Z 1391[10]對該方法有具體規(guī)定。

圖1　理論上的規(guī)劃維修流程圖Fig.1　Theoretical maintenance planning flow chart

2）以可靠性為中心的維修分析（RCMA）。針對設(shè)備故障危害程度大的故障模式，利用邏輯決斷圖分析確定預(yù)防性維修范圍、維修類型、維修間隔期等數(shù)據(jù)。GJB 1378A[11]對該方法有具體規(guī)定。

3）修理級別分析（LORA）。針對每個維修項目（含修復(fù)性維修與預(yù)防性維修），分析確定艦船三級維修體系中的修理級別。GJB 2961[12]對該方法有具體規(guī)定。

4）維修工作分析（MTA）。針對不同維修級別的維修項目，分析確定其詳細維修作業(yè)工藝、維修注意事項等內(nèi)容。

5）保障資源需求分析。針對不同維修級別的維修項目，列出支持每步維修作業(yè)的所需的備品備件、修理工具、保障設(shè)備、人力人員等保障資源，然后歸并、整合上述保障資源，形成最終的保障資源需求。

上述幾項分析技術(shù)得出的裝備薄弱環(huán)節(jié)、預(yù)防性維修安排、維修保障資源需求等結(jié)果需及時反饋到裝備性能設(shè)計中，如不滿足訂購方要求，或達不到裝備使用與維修保障的設(shè)計目標，需重新調(diào)整裝備設(shè)計。規(guī)劃維修是一個動態(tài)過程，在整個研制階段要反復(fù)迭代進行。

2.2優(yōu)化后的規(guī)劃維修流程

本文研究的某型艦船裝備，系統(tǒng)組成復(fù)雜、自動化程度高，采用的新技術(shù)多，新研設(shè)備比例大，為保證該裝備投入運行后保持良好的技術(shù)狀態(tài)及在發(fā)生故障后及時有效修復(fù)，需要在研制階段針對其可靠性特征制定科學(xué)的預(yù)防性維修計劃及詳細的維修作業(yè)文件，并初步確定其維修保障資源。由于提出上述需求時，裝備已進入施工設(shè)計階段，面臨工作量大、時間短、設(shè)備研制單位無經(jīng)驗等困難，需要對規(guī)劃維修流程進行必要的簡化。

為此本文提出的規(guī)劃維修流程，比對理論上的規(guī)劃維修流程，主要有以下不同。

1）由于處于研制階段末期，主要設(shè)備技術(shù)狀態(tài)都已固化，規(guī)劃維修結(jié)果主要服務(wù)于其全壽期維修保障，無需對裝備設(shè)計進行反饋，故規(guī)劃維修流程簡化為串行。

2）為確保故障模式、影響及危害性分析全面，根據(jù)艦船裝備可靠性分析經(jīng)驗，以及部隊使用與維修保障需求，在該分析方法前面增加具備艇員級、中繼級維修的可維修單元分析。

3）考慮以可靠性為中心的維修性分析、修理級別分析，以及修復(fù)項目確定、維修項目匯總等幾項工作都是故障模式、影響及危害性分析的輸出，且它們內(nèi)容之間的關(guān)系緊密，故對這4項工作進行了合并，簡化為維修項目分析。

4）考慮維修保障資源需求分析與維修作業(yè)分析都是維修項目分析的輸出，且兩者的輸出結(jié)果構(gòu)成維修保障方案重要內(nèi)容，故將這兩項工作進行了合并，簡化為維修作業(yè)與保障資源需求分析。

最終簡化后的規(guī)劃維修流程圖如圖2所示。

圖2　簡化后的規(guī)劃維修流程圖Fig.2　Predigested maintenance planning flow chart

3　規(guī)劃維修分析技術(shù)要求

為了更好地支持規(guī)劃維修分析深入、全面，本文通過工程規(guī)范、合并分析、優(yōu)化流程，采用表格分析法，系統(tǒng)地提出了艦船裝備規(guī)劃維修分析技術(shù)要求。其中針對部分設(shè)備研制單位對部隊維修保障體制不熟悉的現(xiàn)狀，本文結(jié)合艦船裝備維修保障實際，對有關(guān)國軍標規(guī)定進行了注釋和必要的裁剪。另外，考慮交艇后故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計、維修性與保障性評估、數(shù)字化維修保障支持等需要，增加了故障模式庫規(guī)定、填寫維修時狀態(tài)、維修預(yù)估時間、作業(yè)操作錄像等內(nèi)容。

3.1可維修單元分析技術(shù)要求

為保證設(shè)備后續(xù)的故障模式分析全面、徹底，首先應(yīng)按照硬件組成和結(jié)構(gòu)層次劃分，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗及相似產(chǎn)品使用情況，全面梳理本設(shè)備的支持艇員級、中繼級維修的可維修單元（可拆卸、可更換或可維修的零部件）。具體分析表格如表1所示。

表1　可維修單元分析表Table 1　Repairable structural unit analysis sheets

3.2故障模式、影響及危害性技術(shù)分析

對表1中清理出的所有可維修單元都應(yīng)開展?jié)撛诠收夏Ｊ健⒂绊懠拔：π苑治?，具體分析表格如表2所示。

3.3維修項目分析

對表2中所有可維修單元的故障模式開展預(yù)防性維修和修復(fù)性維修項目分析，填寫設(shè)備維修項目分析表，具體獲得設(shè)備維修類型、維修間隔期、維修級別、維修預(yù)估時間等信息，具體分析表格如表3所示。預(yù)防性維修說明見表4。

表2　故障模式、影響及危害性分析表Table 2　Failure modes,effect and criticality analysis sheets

3.4維修作業(yè)分析

對表3中每個維修項目開展維修作業(yè)分析，填寫設(shè)備維修作業(yè)分析表，具體分析表格如表5所示。對關(guān)鍵維修項目應(yīng)提供維修操作示意圖或拆解照片，并附錄必要的文字表述；對于采用文字表述困難的復(fù)雜維修作業(yè)還應(yīng)提供維修操作錄像。

表3　維修項目分析表Table 3　Maintenance task analysis sheets

4　規(guī)劃維修分析管理保證

由于規(guī)劃維修分析工作涉及到多個單位多個部門，須依靠必要的管理措施保證執(zhí)行。為此針對某型號規(guī)劃維修實施，通過提出了一系列具體管理措施，確保了該項工作的順利進行。主要管理措施如下。

表4　預(yù)防性維修類型說明Table 4　Type declaration of preventive maintenance

表5　維修作業(yè)及保障資源需求分析表Table 5　Maintenance activity and support resource demand analysis sheets

4.1分步實施，減小風險

為有效減小全面開展某型艦船規(guī)劃維修可能帶來的技術(shù)風險，規(guī)劃維修按照項目制管理，分步實施，其中項目一期首先按照船舶裝備組成特點，選擇了強電設(shè)備、控制臺屏、監(jiān)測儀器、旋轉(zhuǎn)機械、壓力容器等典型設(shè)備開展規(guī)劃維修研究，為型號后續(xù)全面開展規(guī)劃維修提供設(shè)計基礎(chǔ)。

4.2要求落實，強化驗收

為保障規(guī)劃維修分析技術(shù)要求得到具體貫徹，該要求通過型號評審，結(jié)合發(fā)文、技術(shù)規(guī)格書、訂貨合同的形式予以落實，并重點加強了對可維修單元、故障模式分析、維修項目分析、圖形化維修作業(yè)顯示等內(nèi)容的驗收。

4.3平臺支持，自動管理

項目一期中制定了詳細的規(guī)劃維修分析技術(shù)要求，但規(guī)劃維修分析信息量巨大，涉及的多個表格間互為約束，僅靠設(shè)計與校對人員很難保證分析結(jié)果完整性及規(guī)范化。為此項目二期中通過建設(shè)信息平臺，有效支持了35臺設(shè)備的規(guī)劃維修，并實現(xiàn)了平臺自動生成預(yù)防性維修大綱與維修作業(yè)指導(dǎo)文件、合并維修保障資源需求等工作，減輕了設(shè)計人員工作量，保證了分析進度，減少分析錯誤，還方便設(shè)計人員準確地查找到所需信息。圖3為信息平臺對某控制臺屏故障模式的分析支持。

圖3　信息平臺對某控制臺屏故障模式分析支持Fig.3　Information platform for automatic-controlled device of failure modes,effect and criticality analysis

5　結(jié)語

本文提出的規(guī)劃維修流程與分析技術(shù)要求已在我國某型號船舶研制工程中開展應(yīng)用，通過兩期項目運作，歷時一年半，完成了45型新研及重大改進設(shè)備的規(guī)劃維修，共確定了665項預(yù)防性維修項目和180項修復(fù)性維修項目，對應(yīng)生成了845張維修作業(yè)表，236張關(guān)鍵維修作業(yè)圖與12段維修演示錄像，借助信息化技術(shù)，上述所有設(shè)備分別形成了各自的維修保障方案報告。

對比之前型號，通過實施規(guī)劃維修，首次實現(xiàn)了通過維修性保障性分析確定的設(shè)備預(yù)防性維修大綱、保障資源需求等內(nèi)容，生成的修理指導(dǎo)文件，其內(nèi)容深度、適用性、表現(xiàn)形式都得到大幅度地提升，上述分析結(jié)果為后續(xù)數(shù)字化保障、維修保障評估等奠定了基礎(chǔ)。

本文提出的規(guī)劃維修流程與分析技術(shù)要求，為在較短時間內(nèi)制定裝備維修保障方案提供了主要支撐，但不可否認，當前實施的規(guī)劃維修還存在一些不足。主要表現(xiàn)為，一是在項目實施過程中已發(fā)現(xiàn)了一些可靠冗余方案非最優(yōu)、維修不可達、備品備件標準化不夠等問題，但由于實施本項目規(guī)劃維修時已為研制階段中后期，裝備技術(shù)狀態(tài)大都固化，發(fā)現(xiàn)的問題都無法影響裝備設(shè)計；二是針對修理級別、維修間隔期、備品備件數(shù)量等數(shù)據(jù)，大都還憑研制單位經(jīng)驗選取。故后續(xù)還將通過維修保障實際，積累相關(guān)數(shù)據(jù)，完善維修保障方案，細化部分艦船裝備維修性保障性分析方法，期望未來通過規(guī)劃維修來優(yōu)化新型號全研制階段可靠性維修性保障性設(shè)計結(jié)果。

[1]裝備綜合保障通用要求.GJB 3872—1999[P].1999.

[2]MIL-STD-1388-2A DOD requirements for a LOGISTIC support analysis record[R].Department of Defense of USA，1991.

[3]QRMS-22美軍裝備保障性設(shè)計和維修規(guī)劃指南[M].北京：總裝備部電子信息基礎(chǔ)部技術(shù)基礎(chǔ)局，2003.

[4]章引平.論規(guī)劃維修的主要內(nèi)容和基本程序[J].航空標準化與質(zhì)量，2000（4）：31-34.

[5]章引平.規(guī)劃維修的主要分析方法及其輸入[J].航空標準化與質(zhì)量，2000（5）：40-42.

[6]吳昊.民用飛機規(guī)劃維修技術(shù)理論及應(yīng)用研究[D].南京：南京航空航天大學(xué)，2009.

[7]吳學(xué)良.淺談MSG維修思想與工程實踐[J].航空維修與工程，2004（1）：28-30.

[8]王首臻.基于功能模擬的裝備維修規(guī)劃方法研究[D].北京：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2006.

[9]馬麟.保障性設(shè)計分析與評價[M].北京：國防工業(yè)出版社，2012.

[10]故障模式、影響及危害性分析指南.GJB/Z 1391—2006[P]. 2006.

[11]裝備以可靠性為中心的維修分析.GJB 1378A—2007[P]. 2007.

[12]修理級別分析.GJB 2961—1997[P].1997.

Maintenance planning and its application in the warship maintenance practice

Zhang Wenjun，Wang Wei，Xu Wei，Wang Hui
（Wuhan Second Ship Design and Research Institute，Wuhan 430064，China）

In order to solve common problems in warship equipment maintenance that the depth of technical datum is not enough，and the preventive maintenance program and maintenance support configuration are no bases，the process of maintenance planning for warship equipment with technical requirement was presented by using the experience of other countries for reference，and the management measures were given out.The confirmations combined with a certain practical engineering were carried out.

maintenance planning；preventive maintenance program；support resource demand

E925

A

1009-1742（2015）05-0038-06

2015-03-10

張文俊，1978年出生，男，江西南昌市人，高級工程師，主要研究方向為艦船裝備綜合保障；E-mail：zwjun_2002@sina.com