基于維修事件的維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究

李俊，黃德所，李琴

(陸軍軍官學(xué)院 管理工程教研室，安徽 合肥 230031)

摘要針對(duì)當(dāng)前裝備維修性定性要求難以評(píng)價(jià)和分析的難題，通過(guò)對(duì)維修性定性要求的全面分析，依據(jù)裝備典型的三級(jí)維修流程，構(gòu)建了基于維修事件的裝備維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;分析了關(guān)鍵指標(biāo)的含義和指標(biāo)值的獲取方法，為驗(yàn)證裝備維修性定性要求提供了技術(shù)手段與方法。

關(guān)鍵詞維修事件；維修性驗(yàn)證與評(píng)價(jià)；指標(biāo)體系

收稿日期2014-11-07

基金項(xiàng)目部委級(jí)資助項(xiàng)目

作者簡(jiǎn)介李俊(1982-)，男，講師，博士，主要研究方向?yàn)檠b備維修性設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。Oldsoul@163.com

中圖分類(lèi)號(hào)E237

文章編號(hào)2095-3828(2015)05-0022-04

DOI文獻(xiàn)標(biāo)志碼A 10.3783/j.issn.2095-3828.2015.05.005

Demonstration and Evaluation Index System of

Maintainability Qualitative Requirement Based on Maintenance Events

LI Jun，HUANG Desuo，LI Qin

(Department of Management Engineering, Army Officer Academy, Hefei Anhui 230031,China)

AbstractTo solve the issues that maintainability qualitative requirements facing on evaluation and analysis, the paper builds up a maintainability qualitative evaluation index system based on maintenance events with comprehensive analysis on the qualitative requirements, according to typical three-level equipment repair process. Then, the paper analyses the connotations of key indicators and the way to obtain the indicators to provide technical approach and method for verifying the maintainability qualitative requirements.

Keywordsmaintenance events; maintainability demonstration and evaluation; index system

維修性是裝備在規(guī)定的條件下、規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，按照規(guī)定的程序、方法對(duì)裝備實(shí)施維修活動(dòng)，以保持或恢復(fù)其規(guī)定狀態(tài)的能力，是裝備系統(tǒng)的基本屬性之一，是與裝備維修密切相關(guān)的設(shè)計(jì)特性，反映了裝備是否具備維修方便、快捷、經(jīng)濟(jì)的能力[1]221。良好的維修性設(shè)計(jì)是提高維修效率和裝備質(zhì)量的重要手段。維修性評(píng)價(jià)包括定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)兩大類(lèi)。維修性定量評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有平均修復(fù)時(shí)間、重要零部件平均更換時(shí)間、平均維護(hù)時(shí)間等，在GJB 2072—94 《維修性試驗(yàn)與評(píng)定》中已經(jīng)明確了這些指標(biāo)的獲取方法和手段[2]。而目前對(duì)維修性定性評(píng)價(jià)尚停留在維修性定性要求階段，有研究人員從定性要求的個(gè)別指標(biāo)出發(fā)，研究了這些指標(biāo)值的獲取方法，但尚未形成完整的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法，難以開(kāi)展對(duì)裝備維修性定性要求驗(yàn)證和綜合評(píng)價(jià)工作。

本文從維修性定性要求著手，根據(jù)裝備維修的主要工作流程分析了維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建思路，進(jìn)而構(gòu)建了科學(xué)合理、全面完善、具有可操作性的裝備維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

1維修性定性要求分析

維修性定性要求是對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證與評(píng)價(jià)的重要依據(jù)，而構(gòu)建的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系也應(yīng)能完全反映這些定性要求。為此，首先對(duì)GJB 368B—2009《產(chǎn)品維修性工作通用要求》中規(guī)定的維修性九項(xiàng)定性要求進(jìn)行分析，主要包括：可達(dá)性、互換性與標(biāo)準(zhǔn)化、防差錯(cuò)措施與識(shí)別標(biāo)志、維修安全性、檢測(cè)診斷的方便性、零部件可修復(fù)性、減少維修內(nèi)容、降低維修技能、維修人素工程等9個(gè)方面[3]的要求，如表1所示。

表1　維修性定性要求分析

這9個(gè)方面的要求給裝備維修性定性分析指引了大致的方向，但它們并不能直接作為維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)的指標(biāo)。一是因?yàn)檫@些定性要求之間存在著相互影響或相互包含的關(guān)系。例如可達(dá)性影響維修人素工程，檢查診斷的方便性與快捷性影響減少維修內(nèi)容和降低維修技能，防差錯(cuò)措施與識(shí)別標(biāo)志屬于維修安全性的一部分。二是因?yàn)檫@些要求大多是定性描述，難以直接獲取量化的指標(biāo)值。論文以上述維修性定性要求為基礎(chǔ)，從維修事件出發(fā)，對(duì)影響維修事件的維修性定性要求進(jìn)行分析，構(gòu)建了基于維修事件的維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)建思路

維修事件指的是由于故障、虛警或按預(yù)定的維修計(jì)劃進(jìn)行的一種或多種維修活動(dòng)[4]。目前，裝備維修以三級(jí)維修為主，在文獻(xiàn)[1]221中給出了典型的三級(jí)維修流程圖。維修事件中的維修活動(dòng)主要是拆卸并更換可更換單元?？筛鼡Q單元是在規(guī)定的維修級(jí)別上整體拆卸和更換的單元。它可以是設(shè)備、組件、部件或零件等。按照更換的場(chǎng)所，可分為現(xiàn)場(chǎng)可更換單元(Line Replaceable Unit, LRU)、車(chē)間可更換單元(Shop Replaceable Unit, SRU)和車(chē)間可更換子單元(Sub Shop Replaceable Unit, SSRU)，分別對(duì)應(yīng)于基層級(jí)維修、中繼級(jí)維修和基地級(jí)維修。

圖1是典型三級(jí)維修的運(yùn)行圖。從圖中可以看出，在基層級(jí)，對(duì)于發(fā)生故障的系統(tǒng)，一般采用更換LRU的方式進(jìn)行原位維修，對(duì)拆下的故障LRU，該級(jí)別一般不負(fù)責(zé)修理，而是送往中繼級(jí)；中繼級(jí)在接收到該待修LRU后，利用自身的測(cè)試設(shè)備，將故障隔離到SRU一級(jí)，然后以更換SRU的方式進(jìn)行修理，并將故障SRU送往基地；在基地級(jí)，維修人員利用監(jiān)測(cè)能力更強(qiáng)的設(shè)備，將SRU故障隔離到SSRU，以更換SSRU的方式進(jìn)行SRU的修理。完整的維修事件包括前期的故障隔離和診斷，更換發(fā)生故障的可更換單元以及后期的系統(tǒng)測(cè)試。

圖1　典型三級(jí)維修運(yùn)行流程圖

在此，引入維修事件的作業(yè)代價(jià)概念：維修事件的作業(yè)代價(jià)是指在指定維修條件下完成維修活動(dòng)所消耗的物質(zhì)資源、維修過(guò)程中遭遇的安全風(fēng)險(xiǎn)和維修人員的疲勞程度。維修性設(shè)計(jì)的好壞很大程度決定了維修事件的作業(yè)代價(jià)。而維修事件的作業(yè)代價(jià)又與具體的維修性定性要求相關(guān)，在此將維修性定性要求進(jìn)行分析與歸納，構(gòu)建出影響維修事件作業(yè)代價(jià)的下級(jí)指標(biāo)。

3維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

3.1維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)一、二級(jí)指標(biāo)

依據(jù)維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)指標(biāo)的構(gòu)建思路，將裝備整體的維修工作拆分為獨(dú)立的維修事件，將每個(gè)維修事件相對(duì)應(yīng)的維修性定性指標(biāo)作為綜合評(píng)價(jià)的一級(jí)指標(biāo)。

在以往對(duì)維修性設(shè)計(jì)要求進(jìn)行驗(yàn)證與評(píng)價(jià)時(shí)，往往將所有的維修性定性要求都列在其中，要求每個(gè)指標(biāo)都盡量達(dá)到最優(yōu)化。但在裝備設(shè)計(jì)過(guò)程中，全部指標(biāo)都達(dá)到最優(yōu)是不現(xiàn)實(shí)的，必然要有所取舍，取舍的依據(jù)在于維修事件的作業(yè)頻率上。對(duì)維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮作業(yè)頻率高的維修事件，盡量降低該維修事件的作業(yè)代價(jià)；若某個(gè)維修事件的作業(yè)頻率很低，可適當(dāng)降低對(duì)其維修作業(yè)代價(jià)的要求，從而降低設(shè)計(jì)的難度和成本。因此，每個(gè)維修事件的維修性指標(biāo)的好壞受其維修作業(yè)代價(jià)和作業(yè)頻率的共同影響。

依據(jù)上述思想，構(gòu)建出裝備維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo),如圖2所示。

圖2　維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)一級(jí)和二級(jí)指標(biāo)

3.2維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)三級(jí)指標(biāo)

裝備維修包括修復(fù)性維修、預(yù)防性維修和戰(zhàn)時(shí)搶修三大類(lèi)，因此，維修事件的作業(yè)頻率受到裝備日常使用時(shí)的故障率、戰(zhàn)時(shí)的戰(zhàn)損率和維護(hù)保養(yǎng)時(shí)的調(diào)整率三者共同影響。如圖3所示。

圖3　維修事件的作業(yè)頻率評(píng)價(jià)指標(biāo)

問(wèn)題集中于維修事件作業(yè)代價(jià)的評(píng)價(jià)上。維修事件的作業(yè)代價(jià)很大程度受維修性設(shè)計(jì)的影響，在此對(duì)影響維修事件作業(yè)代價(jià)的維修性設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析。確定影響維修事件作業(yè)代價(jià)的主要維修性設(shè)計(jì)要求有：可達(dá)性、易拆裝性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、技能要求和人素工程。根據(jù)以上分析，構(gòu)建如圖4的三級(jí)指標(biāo)體系。為便于對(duì)整個(gè)裝備的維修性定性要求進(jìn)行驗(yàn)證與評(píng)價(jià)，該指標(biāo)體系中的底層指標(biāo)均為定量指標(biāo)，同時(shí)對(duì)照GJB 368B—2009 《產(chǎn)品維修性工作通用要求》中規(guī)定的維修性九項(xiàng)定性要求，以上指標(biāo)已將其完全涵蓋。

圖4　維修事件的作業(yè)代價(jià)評(píng)價(jià)指標(biāo)

3.3關(guān)鍵指標(biāo)分析

可視度：文獻(xiàn)[5-6]在對(duì)維修可視化程度分析時(shí)，采用的是建立可視錐并根據(jù)維修對(duì)象處于人視覺(jué)范圍來(lái)計(jì)算可視性的量化值，此類(lèi)方法的問(wèn)題在于沒(méi)有將維修看作一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，僅僅考慮了某個(gè)維修作業(yè)的可視化程度。對(duì)整個(gè)維修事件來(lái)說(shuō)，維修事件的可視度受到維修作業(yè)過(guò)程中可視性最差作業(yè)的約束，如圖5所示。在裝備設(shè)計(jì)階段，通過(guò)對(duì)虛擬樣機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真獲取每個(gè)維修作業(yè)可視性程度的量化值，然后將整個(gè)維修作業(yè)過(guò)程中的可視性程度最小值作為指標(biāo)值。

圖5　可視度與維修事件作業(yè)過(guò)程的關(guān)系

工具可達(dá)度：工具可達(dá)度指標(biāo)值的獲取方法類(lèi)似于可視度指標(biāo)，同樣通過(guò)在虛擬樣機(jī)上仿真的方法獲取每個(gè)維修作業(yè)的工具可達(dá)度量化值，仿真實(shí)例參見(jiàn)文獻(xiàn)[7]，然后將整個(gè)作業(yè)過(guò)程中的工具可達(dá)度最小值作為指標(biāo)值。

拆裝時(shí)間：將可更換單元的拆裝事件分解為多個(gè)維修活動(dòng)，如故障定位、隔離、修理和功能檢查等。每個(gè)維修活動(dòng)又劃分為一系列的基本維修作業(yè)，如擰螺釘、裝墊片等[1]223。常見(jiàn)的基本維修作業(yè)時(shí)間如表2所示[8]74。

表2　基本維修作業(yè)時(shí)間

根據(jù)每個(gè)維修活動(dòng)的基本維修作業(yè)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)求和可得整個(gè)維修活動(dòng)的工作時(shí)間。見(jiàn)表3[8]76。

表3　常見(jiàn)維修活動(dòng)時(shí)間

當(dāng)裝備完成虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)的布局、相對(duì)位置和連接關(guān)系已確定，每一項(xiàng)維修事件的維修時(shí)間也已確定。通過(guò)與裝備設(shè)計(jì)部門(mén)溝通，在虛擬樣機(jī)的模型中添加基本維修作業(yè)時(shí)間數(shù)據(jù)，可在仿真時(shí)獲得維修事件的拆裝時(shí)間值。

工具需求度：工具需求度指標(biāo)主要用于評(píng)價(jià)定性要求中的標(biāo)準(zhǔn)化和互換性，文獻(xiàn)[1]221和[8]79中都給出了提高標(biāo)準(zhǔn)化和互換性設(shè)計(jì)的實(shí)例，維修工具的需求得以降低。所以標(biāo)準(zhǔn)化和互換性對(duì)維修性設(shè)計(jì)中維修工具的數(shù)量產(chǎn)生重要影響。

經(jīng)濟(jì)性：經(jīng)濟(jì)性有3個(gè)指標(biāo)，分別是貴重度、可修復(fù)度和可調(diào)整度。主要用來(lái)描述可更換單元的經(jīng)濟(jì)性，這3個(gè)指標(biāo)是維修事件中可更換單元的固有屬性，分別用貨幣價(jià)值、是否可修復(fù)、調(diào)整次數(shù)等數(shù)值進(jìn)行量化，這些數(shù)據(jù)可寫(xiě)入虛擬樣機(jī)中供評(píng)價(jià)時(shí)調(diào)用。

安全性：安全性包括了防差錯(cuò)度、識(shí)別標(biāo)志的齊全度和防護(hù)需求度。涵蓋了維修性定性要求中的防差錯(cuò)及識(shí)別標(biāo)志和安全性。防差錯(cuò)度指在維修事件全過(guò)程，哪些基本維修作業(yè)可能會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，這些易出差錯(cuò)的基本維修作業(yè)是否采取了防差錯(cuò)措施。例如防差錯(cuò)度為0.8，表示維修過(guò)程中80%可能出現(xiàn)差錯(cuò)的基本維修作業(yè)采用防差錯(cuò)的措施。識(shí)別標(biāo)志的齊全度統(tǒng)計(jì)方法同上。防護(hù)需求度指在維修過(guò)程中的特殊防護(hù)需求。

技能需求：技能需求包括自檢能力、資料需求和人員素質(zhì)需求，涵蓋了維修性定性要求的測(cè)試與診斷和降低維修技能。

人素工程：人素工程指在維修作業(yè)過(guò)程中的維修人員的維修舒適度和環(huán)境適宜度。利用UG、JACK等仿真軟件可對(duì)維修舒適性等進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體評(píng)價(jià)方法參見(jiàn)文獻(xiàn)[9-10]。

4結(jié) 束 語(yǔ)

良好的維修性設(shè)計(jì)是裝備戰(zhàn)斗力的重要保證，論文從裝備維修性定性要求著手，根據(jù)裝備維修活動(dòng)的特點(diǎn)，構(gòu)建了基于維修事件的維修性定性要求驗(yàn)證與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并分析了關(guān)鍵指標(biāo)的含義和指標(biāo)值的獲取方法。為在裝備前期研制階段就能對(duì)其維修性進(jìn)行全面評(píng)價(jià)提供理論基礎(chǔ)，為提高裝備維修性設(shè)計(jì)水平提供技術(shù)支撐，為訂購(gòu)方控制與評(píng)價(jià)裝備研制全過(guò)程的維修性提供有效手段和方法。

參考文獻(xiàn)(References)

[1]呂川.維修性設(shè)計(jì)分析與驗(yàn)證[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2011.

[2]軍械工程學(xué)院.維修性試驗(yàn)與評(píng)定GJB 2702—94[S].北京：國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì),1995:10-41.

[3]軍械工程學(xué)院.產(chǎn)品維修性工作通用要求GJB 368B—2009[S].北京：中國(guó)人民解放軍總裝備部,2009:50-52.

[4]總裝備部技術(shù)管理中心.可靠性維修性保障性術(shù)語(yǔ)GJB 451A—2005[S].北京：中國(guó)人民解放軍總裝備部,2005:20-30.

[5]曾毅,尚建忠,曹玉君,等.維修性設(shè)計(jì)中的可視性評(píng)價(jià)方法研究[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào),2009,30(1):70-74.

[6]崔曉風(fēng),項(xiàng)昌樂(lè),王戰(zhàn)軍,等.特種車(chē)輛維修視覺(jué)可達(dá)性評(píng)價(jià)方法研究[J].計(jì)算機(jī)仿真,2011,28(3):349-353.

[7]曾毅.基于維修性設(shè)計(jì)的可達(dá)性分析評(píng)價(jià)技術(shù)研究[D].長(zhǎng)沙：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué),2007:40-43.

[8]于永利.維修性工程理論與方法[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2007:74-79.

[9]楊德一,張秋月,郭鋼.基于UG平臺(tái)的汽車(chē)駕駛舒適性評(píng)價(jià)[J].客車(chē)技術(shù)與研究,2004,26(2):6-8.

[10]張立博,袁修干.飛機(jī)維修活動(dòng)中的快速上肢評(píng)價(jià)[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào),2004,14(7):34-37.

(編輯：田麗韞)