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(jì)、維修性設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，論述如何在研制過程中落實(shí)綜合保障要求。本文未就常用的可靠性設(shè)計(jì)、維修性設(shè)計(jì)方面進(jìn)行論述，在可靠性設(shè)計(jì)方面就產(chǎn)品成熟度、元器件選用進(jìn)行論述；維修性設(shè)計(jì)方面就預(yù)防性維修設(shè)計(jì)維修性接口設(shè)計(jì)進(jìn)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(duì)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(wú)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(zhēng)中對(duì)裝備保障特性提出了更高的要求，既要求所設(shè)計(jì)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(qiáng)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(shí)綜合保障要求

裝備綜合保障的設(shè)計(jì)特征是指與裝備使用與維修保障有關(guān)的設(shè)計(jì)特征，主要包括可靠性、維修性、測(cè)試性、運(yùn)輸性、人機(jī)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(shí)在裝備的設(shè)計(jì)中。本文就可靠性設(shè)計(jì)和維修性設(shè)計(jì)方面如何落實(shí)綜合保障進(jìn)行討論。

2.1 可靠性設(shè)計(jì)方面

可靠性設(shè)計(jì)主要包括成熟技術(shù)及工藝、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、元器件原材料的選擇及控制、降額設(shè)計(jì)、冗余設(shè)計(jì)、電路容差設(shè)計(jì)、防瞬態(tài)過應(yīng)力設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、環(huán)境防護(hù)設(shè)計(jì)、電磁兼容設(shè)計(jì)、與人的因素有關(guān)的設(shè)計(jì)、軟件可靠性設(shè)計(jì)、包裝和運(yùn)輸設(shè)計(jì)以及容錯(cuò)設(shè)計(jì)等方面。這些可靠性設(shè)計(jì)方面有軍用標(biāo)準(zhǔn)或相關(guān)資料進(jìn)行詳細(xì)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(jìn)行討論。

2.1.1 產(chǎn)品成熟度

在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)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(jì)變量、約束條件及目標(biāo)函數(shù)，將產(chǎn)品拆分為便于實(shí)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(jì)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(xiǎn)，進(jìn)而降低進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)，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(jì)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(huì)有處于前期研究狀態(tài)（概念狀態(tài)）的、處于正在進(jìn)行技術(shù)開發(fā)的、處于正在進(jìn)行產(chǎn)品研制的以及進(jìn)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(jì)，這樣就能方便的實(shí)現(xiàn)技術(shù)共享，減少重復(fù)開發(fā)造成的浪費(fèi)，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(guó)基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展以及對(duì)元器件采取二篩、模塊級(jí)篩選、部件級(jí)篩選及整機(jī)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(jì)選用方面。其主要是設(shè)計(jì)人員對(duì)元器件的原理、生產(chǎn)過程、故障機(jī)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(jì)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(jì)，盡可能少使用特殊、專用電路設(shè)計(jì)；

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

c）對(duì)于接口電路一定要進(jìn)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(yàn)證試驗(yàn)要充分，尤其是接口電路、設(shè)計(jì)到安全的電路（如火工品點(diǎn)火電路）必須進(jìn)行仿真分析、驗(yàn)證試驗(yàn)，重點(diǎn)要進(jìn)行故障注入仿真分析、驗(yàn)證試驗(yàn)。

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(wú)故障工作時(shí)間提高，產(chǎn)品的綜合保障工作就會(huì)相應(yīng)減少。

2.2 可維修性設(shè)計(jì)方面

維修性設(shè)計(jì)不同于設(shè)備自身的性能設(shè)計(jì)，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(shí)間保持或恢復(fù)其規(guī)定的狀態(tài)。維修性設(shè)計(jì)主要有簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、可達(dá)性設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化互換性與模塊化設(shè)計(jì)、防差錯(cuò)及識(shí)別標(biāo)志設(shè)計(jì)、維修安全設(shè)計(jì)、故障檢測(cè)設(shè)計(jì)、維修中人素工程設(shè)計(jì)等。這些方面的維修性設(shè)計(jì)在軍用標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)資料中有詳細(xì)論述，本文對(duì)不再累述，本文就預(yù)防性維修設(shè)計(jì)和維修性設(shè)計(jì)接口兩個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.2.1 預(yù)防性維修分析設(shè)計(jì)

a） 劃分重要和非重要產(chǎn)品

重要產(chǎn)品是指其故障會(huì)有安全性、任務(wù)性或經(jīng)濟(jì)性后果的產(chǎn)品。對(duì)它們需要作詳細(xì)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(jiǎn)單的預(yù)防性維修工作，如一般目視檢查，通常可包括在區(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(huì)顯著地增加總的維修費(fèi)用。

b） 按故障確定預(yù)防性維修工作

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

1）對(duì)會(huì)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(duì)于只會(huì)有經(jīng)濟(jì)性后果的故障，只有在經(jīng)濟(jì)上合算時(shí)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(hù)保養(yǎng)、操作人員監(jiān)控、使用檢查、功能檢測(cè)、定時(shí)拆修、定時(shí)報(bào)廢以及它們的綜合工作。

這些工作類型對(duì)明顯功能故障來說，是預(yù)防該故障本身發(fā)生：對(duì)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(jì)接口

設(shè)計(jì)接口反映了各種保障參數(shù)與系統(tǒng)其他設(shè)計(jì)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(hù)以及經(jīng)濟(jì)可承受性。下面介紹兩種常見的維修性設(shè)計(jì)接口。

A）采用故障指示裝置

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

B）測(cè)試性接口

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

測(cè)試接口可用于定量測(cè)試、性能監(jiān)控、故障隔離、校準(zhǔn)或調(diào)整、輸入激勵(lì)等。

現(xiàn)場(chǎng)可更換單元（LRU）級(jí)產(chǎn)品應(yīng)設(shè)置外部測(cè)試接口，外部測(cè)試接口應(yīng)盡可能組合在一個(gè)檢測(cè)插座中，并應(yīng)具備有與外殼連接的蓋帽。

3 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)瞬息萬(wàn)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(hào)研制工作的重要組成部分，納入整個(gè)型號(hào)工作研制策劃，保證武器裝備交付到部隊(duì)后能夠盡快形成戰(zhàn)斗力和保障能力。■