高亢 郝永鋒 王天輝

摘 要： 對(duì)工業(yè)工程常用技術(shù)用于火炮維修性設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行了探討，包括基于流程分析的維修動(dòng)作流程標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、基于動(dòng)作分析的維修操作優(yōu)化設(shè)計(jì)、基于人機(jī)工程的維修性定性定量指標(biāo)驗(yàn)證、基于價(jià)值工程的維修決策等。

關(guān)鍵詞： 工業(yè)工程技術(shù)；火炮；維修性設(shè)計(jì)；人機(jī)工程

【中圖分類號(hào)】 F416.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 2236-1879（2018）11-0153-01

引言

火炮的維修性設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)人、火炮、維修工具（設(shè)施）的相互作用才能可靠的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。目前火炮的維修性設(shè)計(jì)已經(jīng)部分的依托虛擬樣機(jī)進(jìn)行開(kāi)展，虛擬維修技術(shù)越來(lái)越多的運(yùn)用于維修性分析工作。例如利用虛擬維修進(jìn)行火炮維修性定性因素的分析，這種分析更直觀的考慮了人機(jī)工程方面的影響因素等。[1]。一方面，確保了火炮的并行設(shè)計(jì)；另一方面，為及早發(fā)現(xiàn)維修性設(shè)計(jì)缺陷提供了思路。而人機(jī)工程，正是工業(yè)工程技術(shù)的一種。

工業(yè)工程技術(shù)是研究人、物料、設(shè)備、資源和信息所組成的綜合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、改善和設(shè)置的工程技術(shù)，它應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)等自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)方面的專門知識(shí)和技術(shù)以及工程分析和設(shè)計(jì)的原理和方法來(lái)確定、預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)由該系統(tǒng)可得到的結(jié)果。[2]。實(shí)際上，在虛擬維修環(huán)境下，工業(yè)工程技術(shù)可以廣泛的應(yīng)用于火炮維修性設(shè)計(jì)過(guò)程中，在維修流程優(yōu)化、維修動(dòng)做標(biāo)準(zhǔn)化、維修性定性和定量分析、以及修理方式確定等過(guò)程中產(chǎn)生積極作用。對(duì)于設(shè)計(jì)階段維修性工作的開(kāi)展具有重要的參考價(jià)值。

1基于流程分析的維修工作流程標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

當(dāng)前的維修標(biāo)準(zhǔn)一般只是對(duì)火炮維修質(zhì)量的要求，而對(duì)于維修工作中的維修工序、

各工種之間的配合與銜接、維修準(zhǔn)備、維修人員的操作等等沒(méi)有制定標(biāo)準(zhǔn)的工作流程，以至于經(jīng)常導(dǎo)致后期發(fā)生維修失誤等問(wèn)題。流程分析是工業(yè)工程的一項(xiàng)基礎(chǔ)分析工具，對(duì)于一個(gè)新研火炮來(lái)說(shuō)，其故障點(diǎn)位、成因以及處理方法都是有經(jīng)驗(yàn)可循的。[3]。應(yīng)在前期調(diào)研診斷的基礎(chǔ)上，確定出排除故障的維修事件，并給出維修操作的流程描述，然后應(yīng)用ECRS方法（取消、合并、重排、簡(jiǎn)化）進(jìn)行維修流程優(yōu)化，從而獲得最佳的維修工作流程。

2基于動(dòng)作分析的維修操作優(yōu)化設(shè)計(jì)

動(dòng)作分析是對(duì)作業(yè)動(dòng)作進(jìn)行細(xì)致的分解研究，分析每一個(gè)動(dòng)作要素與其他動(dòng)作要素的關(guān)系，以排除多余動(dòng)作。在虛擬環(huán)境中針對(duì)一個(gè)維修操作的流程，首先將維修過(guò)程進(jìn)行分解，一個(gè)維修任務(wù)包含若干個(gè)維修作業(yè)，一個(gè)維修作業(yè)包含若干個(gè)維修動(dòng)作，每一個(gè)維修動(dòng)作由基本維修動(dòng)作組合而成，基本維修動(dòng)作包括走一步、抓取工具、放置、移動(dòng)、搬運(yùn)等等，這些基本維修動(dòng)作可以由數(shù)據(jù)庫(kù)中相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作函數(shù)調(diào)用。按照維修過(guò)程分解的逆過(guò)程，可以實(shí)現(xiàn)火炮維修的動(dòng)態(tài)仿真。通過(guò)對(duì)維修過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真的動(dòng)作要素分析改進(jìn)操作，排除冗余，達(dá)到對(duì)維修操作的優(yōu)化。

3基于人機(jī)工程的維修性定性指標(biāo)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

人機(jī)工程是以人的生理和心理特點(diǎn)為依據(jù)，分析研究人、機(jī)械、環(huán)境之間的相互作用，以人的安全、健康、舒適為目的，為設(shè)計(jì)人——機(jī)械——環(huán)境配合達(dá)到良好乃至最佳狀態(tài)的系統(tǒng)，提供理論和方法的科學(xué)[4]。在火炮設(shè)計(jì)階段開(kāi)展維修性定性因素的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，其難處有兩個(gè)。一是無(wú)法將人的因素納入維修性分析的范圍，虛擬人技術(shù)的運(yùn)用解決了這一難題；二是缺乏可信度較高的樣機(jī)模型，虛擬樣機(jī)的出現(xiàn)解決了這一難題。基于人機(jī)工程對(duì)維修性進(jìn)行定性分析，主要考慮的是火炮的維修性設(shè)計(jì)是否符合可達(dá)性、可視性、維修姿勢(shì)的受力分析、疲勞度分析、安全分析等，其思路是：將虛擬人、虛擬樣機(jī)導(dǎo)入虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行維修操作，通過(guò)與虛擬樣機(jī)的交互進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，以判斷分析諸如維修部位是否具有足夠空間、是否可達(dá)、可視，在任何需要工具進(jìn)行安裝的區(qū)域是否可以進(jìn)行操作等等，給出火炮在定性因素方面的評(píng)價(jià)。

4基于維修動(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)化的維修性定量指標(biāo)的驗(yàn)證

定量評(píng)價(jià)是對(duì)火炮的維修性指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證。要求在自然故障或模擬故障條件下，根據(jù)調(diào)研和試驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析判定和評(píng)估，以確定其維修性是否達(dá)到設(shè)計(jì)的指標(biāo)要求。

對(duì)于火炮維修性指標(biāo)來(lái)說(shuō)，人們更注重定量指標(biāo)是否達(dá)到要求。在虛擬環(huán)境中，依據(jù)維修動(dòng)素標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行維修操作的動(dòng)態(tài)仿真，可以生成火炮維修的客觀時(shí)間。這個(gè)時(shí)間要依據(jù)當(dāng)前的修理水平經(jīng)過(guò)評(píng)定轉(zhuǎn)化為規(guī)定條件下的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。對(duì)火炮各個(gè)維修部位維修時(shí)間的仿真結(jié)果可以得出火炮維修時(shí)間的仿真數(shù)據(jù)，為定量指標(biāo)的驗(yàn)證提供可靠樣本。

5基于價(jià)值工程的火炮維修方式的選擇

價(jià)值工程就是以最低的總成本、為切實(shí)可靠的達(dá)到產(chǎn)品或作業(yè)的必要功能所進(jìn)行的致力于功能分析的、有組織的活動(dòng)[5]。對(duì)于火炮維修來(lái)說(shuō)，離不開(kāi)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的組合。因此，利用價(jià)值工程，可以在“價(jià)值”最優(yōu)的基礎(chǔ)上，選擇最佳的維修級(jí)別。

火炮的維修方式主要有事后維修、定期維修、視情維修、改善維修等[6]，作為維修方式的“價(jià)值”目標(biāo)，主要有維修方式的實(shí)用性（可接受）、附加價(jià)值（質(zhì)量高、可預(yù)測(cè)）、

費(fèi)用（平均維修時(shí)間短、備件庫(kù)存充足）、安全等因素。

結(jié)語(yǔ)

將工業(yè)工程技術(shù)運(yùn)用于火炮維修性設(shè)計(jì)，體現(xiàn)出傳統(tǒng)的維修性設(shè)計(jì)在維修工作流程設(shè)計(jì)、維修動(dòng)作優(yōu)化、維修性定性因素和定量因素的驗(yàn)證、以及修理方式?jīng)Q策等方面存在改進(jìn)的空間。而工業(yè)工程技術(shù)可以提供良好的幫助，使得火炮維修性設(shè)計(jì)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化。因此在火炮維修性設(shè)計(jì)領(lǐng)域大力推廣工業(yè)工程技術(shù)具有光明的前途。與此同時(shí)，應(yīng)注重引入工業(yè)工程方法的整體性，避免只在局部細(xì)枝末節(jié)的改造。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔡鑫?；趦r(jià)值工程的業(yè)務(wù)流程優(yōu)化研究[M].濟(jì)南：山東大學(xué)，2011.

[2] 王知津，周鵬，韓正彪。工業(yè)工程視角下的圖書(shū)館管理創(chuàng)新[J].圖書(shū)館雜志2012，9：5-6.

[3] 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，2012.55-56.

[4] 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)防科技大學(xué)，2007.