涂美霞，雷長春，黃軼華，劉世華

（航空工業(yè)洪都，江西 南昌，330024）

0 引 言

維修性分配、預(yù)計和評估是GJB368B 中規(guī)定的重要工作項目，其中維修性分配是裝備維修性設(shè)計分析、預(yù)計和評估的源頭。維修性分配這一工作能否有效實施， 關(guān)系到裝備維修性設(shè)計分析是否滿足研制的維修性要求、維修性要求是否能轉(zhuǎn)化為設(shè)計措施。 因此，在裝備研制早期盡量做好維修性分配工作非常重要。

目前，裝備維修性指標分配主要采用的是GJB/Z 57《維修性分配與預(yù)計手冊》中的故障率和設(shè)計特性的綜合加權(quán)分配法。按故障率和設(shè)計特性的綜合加權(quán)分配法所得的維修性指標分配值與預(yù)計值和外場評估值不協(xié)調(diào)，主要原因有：由于裝備在系統(tǒng)級和設(shè)備級設(shè)計階段，所得到的產(chǎn)品信息不同，承制單位不能真正把控每個維修活動需要的時間，導(dǎo)致總師單位和承制單位對MTTR（Mean Time to Repair，平均修復(fù)時間）的分配值不協(xié)調(diào)；另外，當(dāng)系統(tǒng)/設(shè)備間的故障率相差較大，其分配結(jié)果會嚴重偏離實際維修時間。 為解決上述問題，將從維修活動角度，把系統(tǒng)的維修時間分為通用維修時間和個性維修時間，通用維修時間與設(shè)備所處裝備的位置有關(guān)，由裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計特征決定，由總師單位決定，包括準備、接近、再組裝所需的時間。個性維修時間指由設(shè)備自身設(shè)計決定，包括故障診斷、更換、調(diào)校和檢驗所需時間，并通過修正故障率在分配模型中的權(quán)重，提出了一種基于維修性優(yōu)化分配方法，修正分配結(jié)果與實際維修時間的差距。

1 方法介紹

根據(jù)維修活動中各時間受不同部門控制的情況，本文提出了維修時間分類處理思想，將各維修活動消耗時間分為通用時間和個體時間，并將通用時間從平均修復(fù)時間MTTR 中扣除，個體時間按照修正故障率權(quán)重的改進故障率和設(shè)計特性加權(quán)的分配方法分配，其流程見圖1。

圖1 改進后的維修性分配方法的流程圖

1.1 確定個性時間

本文以系統(tǒng)的維修性分配為例，根據(jù)二級維修級別，將系統(tǒng)的維修性指標平均修復(fù)時間MCT分配給各外場可更換單元（LRU）MCTi。 針對總師單位和承制單位對維修活動中各時間的控制不同，提出了通用時間MCT通和個性時間MCT個。 完整的維修活動是由準備、故障診斷、接近、更換、再組裝、調(diào)校和檢驗組成。因承制單位僅能控制各自負責(zé)的LRU 自身的裝配、組裝、安裝方式和故障隔離方式，而接近故障部位的時間與各LRU 在系統(tǒng)內(nèi)的布局位置有關(guān)， 由裝備整個結(jié)構(gòu)設(shè)計特性決定。 維修的準備時間也是由系統(tǒng)級即總師單位決定，由于再組裝是接近維修活動的逆過程。 故系統(tǒng)的通用維修時間包括準備、接近和再組裝所需時間，其余的維修活動組成了個性時間，然后將個性時間分配給各LRU。 通用時間一般通過經(jīng)驗值給出或組成的維修活動的時間累計而得。 故個性時間MCT個：

式（1） 中，MP為準備時間，MD為接近時間和MR為再組裝時間。

1.2 確定修正后綜合加權(quán)系數(shù)βli

目前常用的維修性分配法是國軍標中按故障率和設(shè)計特性的綜合加權(quán)分配法， 系統(tǒng)各LRU 的平均修復(fù)時間的分配模型見式（3）。在綜合加權(quán)因子中，故障率和設(shè)計特性的地位是相互獨立且同等重要的，設(shè)計特性的權(quán)重是綜合各項加權(quán)因子獲得的，國軍標中定義的設(shè)計特性因子見表1。 不同LRU 間的設(shè)計因素雖不同， 但LRU 間設(shè)計特性的加權(quán)系數(shù)差值均在一個數(shù)量級。 而故障率的加權(quán)系數(shù)差值隨LRU 的故障率變化較大。當(dāng)故障率的加權(quán)系數(shù)差值達到兩個數(shù)量級以上，造成對故障率的依賴過大，系統(tǒng)維修性指標分配基本由LRU 的故障率決定， 從而導(dǎo)致分配結(jié)果嚴重偏離外場評估結(jié)果。

表1 國軍標中考慮四種維修性加權(quán)因子時的參考值

式（3）和式（6）：βi為綜合加權(quán)系數(shù)，βi1為故障率系數(shù)，βi2為設(shè)計特性系數(shù)，MCT為系統(tǒng)的個性時間，MCTi為各LRU 的平均修復(fù)時間；式（4）：為系統(tǒng)各LRU 故障率平均值，λi為各LRU 的故障率；式（5）：ki為各LRU 的維修性加權(quán)因子， kˉ為系統(tǒng)各LRU 維修性加權(quán)因子平均值。

為此，本文通過對綜合加權(quán)系數(shù)進行修訂，令

當(dāng)LRU 間故障率差距較大，分配的結(jié)果僅反映了對各LRU 維修能力的要求， 沒有真正反映各LRU所具備的維修能力。為強調(diào)各LRU 所具備的維修能力，需加強LRU 設(shè)計特性系數(shù)，故，用，則修正后綜合加權(quán)系數(shù)

在不改變函數(shù)單調(diào)性的條件下， 取0＜a＜1 部分，則式（8）可表述為：

通過數(shù)值模擬計算，制定了a 的取值原則，具體見表2。

表2 選擇原則表

1.3 確定分配模型

將個性時間MCT個和修正后得到的綜合加權(quán)系數(shù)代入式 （3）。 則按修正后的綜合加權(quán)系數(shù)計算各LRU 的平均修復(fù)時間MCTi的分配模型為式（10）：

2 算 例

某系統(tǒng)是由RI-1、RI-2、RI-3、RI-4、RI-5、RI-6、RI-7、RI-8、RI-9 等9 個LRU 組成，功能層次如圖2 所示。 各LRU 的故障率詳見表3。 該系統(tǒng)的設(shè)計特性已知，其維修性指標平均修復(fù)時間為50min。 首先依據(jù)工程經(jīng)驗，確定了維修活動中的通用時間MCT通=20min。 則個體時間：

圖2 功能層次圖

按式（12）檢查分配后的該系統(tǒng)平均修復(fù)時間是否滿足要求：

分配結(jié)果小于要求的維修性指標值30min，在實際工程中，要綜合考慮設(shè)計技術(shù)、費用、維修資源等各方面的合理性和可行性，分配結(jié)果小可能給設(shè)計帶來一定困難，所以在滿足系統(tǒng)整體維修性指標的前提下，為保證維修性分配的合理可行， 按式對分配結(jié)果進行調(diào)整，將調(diào)整后的結(jié)果記錄在表3 中。

3 結(jié) 語

通過理論分類和算例驗證可知，優(yōu)化后的按故障率和設(shè)計特性加權(quán)分配法，在引入維修時間分類和修正加權(quán)系數(shù)的思想基礎(chǔ)上，能較好地解決維修活動各時間的控制問題和在分配產(chǎn)品間故障率差別較大從而導(dǎo)致維修指標分配不合理的問題，提高了其在工程上的應(yīng)用實用性。