彭茂林，孫吉宏，劉　波

(解放軍91872部隊(duì)，青島 266012)

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某型船用雷達(dá)裝備任務(wù)可靠度分析

彭茂林，孫吉宏，劉波

(解放軍91872部隊(duì)，青島 266012)

摘要：通過(guò)收集某型船用雷達(dá)使用階段質(zhì)量信息，采用排列圖的方法對(duì)故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到了影響裝備質(zhì)量的主要故障現(xiàn)象，采用指數(shù)可靠性模型對(duì)雷達(dá)裝備進(jìn)行了任務(wù)可靠度計(jì)算，得到了典型任務(wù)剖面下雷達(dá)的任務(wù)可靠度。研究結(jié)果為該型雷達(dá)裝備的維護(hù)提供了數(shù)據(jù)支持。

關(guān)鍵詞：可靠度；任務(wù)；裝備；雷達(dá)

0引言

質(zhì)量是裝備建設(shè)的核心，國(guó)防實(shí)力的保證。裝備質(zhì)量評(píng)估研究歷來(lái)都是軍內(nèi)外許多專家學(xué)者研究的熱點(diǎn)問(wèn)題,海軍工程大學(xué)的毛炳祥教授以海軍裝備系統(tǒng)為例，闡述了戰(zhàn)備完好性分析、計(jì)算與評(píng)定的計(jì)算和仿真方法[1]；國(guó)防科技大學(xué)的陳尚志運(yùn)用基于主成分價(jià)值函數(shù)模型的主成分分析法，構(gòu)建了大型復(fù)雜武器裝備質(zhì)量綜合評(píng)估模型[2]；上海交通大學(xué)的馬瑩基于貝葉斯矩?cái)M合法對(duì)艦船開(kāi)展了總體任務(wù)可靠度評(píng)估方法研究[3]；裝甲兵工程學(xué)院的周成偉研究了證據(jù)理論在裝備使用質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[4]；海軍航空工程學(xué)院的岳付昌[5]從影響裝備使用階段質(zhì)量的主要因素出發(fā)，建立了某型導(dǎo)彈武器系統(tǒng)使用階段質(zhì)量評(píng)估指標(biāo)體系，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論建立了裝備質(zhì)量評(píng)估模型并進(jìn)行了質(zhì)量評(píng)估，等等。相關(guān)研究工作和成果還有很多，這些研究工作推動(dòng)了武器裝備質(zhì)量評(píng)價(jià)工作逐漸走向準(zhǔn)確、成熟和完善。

某型船用雷達(dá)主要用于搜索和探測(cè)空中和海面目標(biāo)，識(shí)別目標(biāo)屬性，為指控設(shè)備實(shí)時(shí)提供雷達(dá)視頻信息和目標(biāo)航跡信息，并向武器系統(tǒng)提供目標(biāo)指示。本文通過(guò)收集該型雷達(dá)裝備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)等質(zhì)量信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，開(kāi)展可靠性分析，發(fā)現(xiàn)存在的質(zhì)量上的不足，為后續(xù)的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供參考，不斷提高裝備的質(zhì)量管理水平，提高裝備管理或保障的效益。

1質(zhì)量信息收集與統(tǒng)計(jì)分析

1.1質(zhì)量信息收集

收集某型船用雷達(dá)質(zhì)量信息，雷達(dá)樣本量為36部，平均時(shí)間跨度為22個(gè)月，累計(jì)發(fā)生故障114次，表1為該型雷達(dá)故障統(tǒng)計(jì)表。從表中可以看出，該型雷達(dá)故障主要表現(xiàn)為：加不上高壓；無(wú)回波故障；電源模塊故障；縱、橫搖鎖不受控；跑頻；有高壓無(wú)磁流；顯示器黑屏、花屏；天線不轉(zhuǎn)等。

1.2基于排列圖分析的典型質(zhì)量問(wèn)題統(tǒng)計(jì)分析

采用排列圖分析的方法，發(fā)現(xiàn)影響雷達(dá)質(zhì)量的主要故障現(xiàn)象及影響因素，為找到故障發(fā)生的深層次原因、為設(shè)備的維護(hù)和改進(jìn)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。雷達(dá)故障統(tǒng)計(jì)排列圖如圖1所示。

表1　某型船用雷達(dá)故障統(tǒng)計(jì)表

圖1　搜索雷達(dá)故障統(tǒng)計(jì)排列圖

從圖1可以看出，雷達(dá)的前7個(gè)中故障現(xiàn)象占所有故障的近80%，其中加不上高壓故障和無(wú)回波故障占故障總數(shù)的40%。因此，在雷達(dá)的維修保障以及設(shè)計(jì)改進(jìn)時(shí)，應(yīng)該針對(duì)這些主要故障現(xiàn)象方面加強(qiáng)分析研究。

2任務(wù)可靠度評(píng)估

2.1任務(wù)可靠度

任務(wù)可靠度是裝備在規(guī)定的任務(wù)剖面中完成規(guī)定功能的能力的概率量度。對(duì)于指數(shù)分布的裝備任務(wù)可靠度，其計(jì)算公式為[6]：

(1)

式中：t0為裝備執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間;TBCF為裝備的任務(wù)故障間的任務(wù)時(shí)間。

任務(wù)故障是指使產(chǎn)品不能完成規(guī)定任務(wù)或可能導(dǎo)致人或財(cái)產(chǎn)重大損失的故障或故障組合。在進(jìn)行任務(wù)可靠性評(píng)估時(shí)，任務(wù)故障數(shù)在數(shù)值上等于有效失效故障數(shù)，即：

(2)

2.2任務(wù)剖面及系統(tǒng)失效定義

(1) 任務(wù)剖面

某型船的典型任務(wù)剖面描述如圖2所示，其中某型雷達(dá)的任務(wù)時(shí)間在該船典型任務(wù)剖面中歷時(shí)為2 h。

圖2　某型船典型任務(wù)剖面示意圖

(2) 系統(tǒng)失效定義

將收集的故障對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的影響程度劃分為3個(gè)等級(jí)，分別為裝備功能喪失、性能指標(biāo)下降和一般故障。其中，裝備功能喪失故障會(huì)導(dǎo)致設(shè)備失效，也會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致分系統(tǒng)失效，從而影響任務(wù)可靠性，這類故障在可靠性計(jì)算模型中1次故障計(jì)為1次任務(wù)故障；性能指標(biāo)下降故障會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)功能不穩(wěn)定，可能會(huì)影響任務(wù)成功也可能不會(huì)，在可靠性計(jì)算模型中要對(duì)這類故障進(jìn)行折算處理，將1次故障影響為性能指標(biāo)下降的故障折算為0.5次任務(wù)故障；同理，1次一般故障折算為0.33次任務(wù)故障。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，該型雷達(dá)的年平均任務(wù)故障次數(shù)為1.78次。

2.3任務(wù)可靠度計(jì)算

表2為某型船用雷達(dá)任務(wù)可靠度計(jì)算結(jié)果，其中雷達(dá)小時(shí)年平均工作時(shí)間從雷達(dá)裝備的使用履歷簿統(tǒng)計(jì)得到。最終計(jì)算得到該型雷達(dá)的任務(wù)可靠度為99.42%。

表2　某型船用雷達(dá)任務(wù)可靠度計(jì)算結(jié)果

3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)收集某型船用雷達(dá)使用階段質(zhì)量信息，采用排列圖的方法對(duì)故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到了影響裝備質(zhì)量的主要故障現(xiàn)象，采用指數(shù)可靠性模型對(duì)雷達(dá)裝備進(jìn)行了任務(wù)可靠度計(jì)算，得到了典型任務(wù)剖面下雷達(dá)的任務(wù)可靠度。研究結(jié)果為該型雷達(dá)裝備的使用保障以及改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1]毛炳祥,白樺，程文鑫.系統(tǒng)戰(zhàn)備完好性分析、計(jì)算與檢測(cè)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2012.

[2]陳尚志，魏國(guó)君，譚躍進(jìn).大型復(fù)雜武器裝備質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)及其支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].指揮控制與仿真，2006,28(6):67-71.

[3]馬瑩.船舶總體任務(wù)可靠度評(píng)估方法研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2012．

[4]周成偉，陳春良.D-S理論在裝備使用質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].四川兵工學(xué)報(bào)，2009,26(1):44-46.

[5]岳付昌，閆群章，徐廷學(xué)，趙明.BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在裝備使用階段質(zhì)量評(píng)估中的應(yīng)用[J].四川兵工學(xué)報(bào)，2010,31(11):56-59.

[6]Relex Software Co.&Intellect.可靠性實(shí)用指南[M].陳曉彤，趙廷弟，王云飛，等譯.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.

Mission Reliability Analysis of A Certain Shipborne Radar Equipment

PENG Mao-lin,SUN Ji-hong,LIU Bo

(Unit 91872 of PLA,Qingdao 266012,China)

Abstract:By collecting the quality information of a certain shipborne radar in use stage,this paper performs the statistic analysis to fault by means of the Pareto chart method,obtains the main failure phenomenon impacting radar equipment quality,uses exponential reliability model to calculate the mission reliability of radar equipment,gains the mission reliability of radar under typical mission profile.The research results can provide data support for the maintenance of the radar equipment.

Key words:reliability;mission;equipment;radar

收稿日期:2015-11-30

基金項(xiàng)目：海軍武器裝備技術(shù)基礎(chǔ)科研項(xiàng)目

中圖分類號(hào)：TN956

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：CN32-1413(2016)02-0038-03

DOI:10.16426/j.cnki.jcdzdk.2016.02.010