某型火箭炮插拔機構戰場損傷分析技術＊

劉建軍 朱元景

（陸軍軍官學院 合肥 230031）

1 引言

插拔機構是某型火箭炮火控系統和火箭彈之間的電氣連接部件，擔負著數據傳輸、火箭彈飛行參數裝定等任務，其可靠性直接影響火箭炮作戰任務完成［5］。某型火箭炮新近列裝部隊，裝備保障部門收集掌握插拔機構的損傷信息有限，因此利用戰場損傷分析技術對插拔機構可能的損傷模式和事件進行研究，獲取插拔機構戰場損傷可能數據，為插拔機構戰場損傷評估奠定基礎。

2 插拔機構戰場損傷分析過程

戰場損傷分析是預測裝備在戰場上發生的可能損傷模式和事件的分析技術，是為戰場搶修特別是戰場損傷評估BDA（Battlefield damage assessment）作充分的預先準備工作，即在“平時”的狀況下，分析預測裝備在戰場環境下可能發生的損傷，獲取裝備的損傷模式、損傷原因、損傷影響及損傷處理等保障信息［2～3］。通過裝備戰場損傷分析，確定裝備中各個基本功能項目的損傷模式、狀態及其影響，而后針對每一基本功能項目的各種戰場損傷模式，按其危害程度和戰場環境條件選擇適當有效的修復措施。利用戰場損傷分析技術對裝備進行戰場損傷分析，是獲取裝備損傷信息（如損傷模式、損傷原因、損傷影響、修復方法、資源等）的重要手段。

戰場損傷分析研究的內容主要包括：基本功能項目分析BFIA（Basic Function Item Analysis），損傷模式及影響分析DMEA（Damage Mode and Effect Analysis），損傷樹分析DTA（Damage Tree Analysis），損傷定位分析DLA（Damage Location Analysis）等［3］。插拔機構戰場損傷分析過程由BFIA確定了DMEA的分析對象；經DMEA分析確定基本功能項目BFI的損傷模式、損傷原因、修復方法及上一級影響、最終影響；以最終影響為頂事件、以產生這個影響的所有基本功能項目為底事件，研究其間的損傷組合及傳遞關系并形成損傷樹；以損傷樹為理論根據，結合專家所提供的領域知識作為判斷根據，從頂事件開始逐級地向下進行判斷，直至找出最終的底事件，這個過程就是損傷定位分析過程［1］。圖1為插拔機構戰場損傷分析流程圖。

圖1 插拔機構戰場損傷分析流程圖

3 插拔機構基本功能項目分析

基本功能項目是指那些受到損傷將導致對作戰任務、安全產生直接致使性影響的項目。插拔機構基本功能項目分析就是區分并確定插拔機構基本功能項目，進行層次分析，繪制基本功能項目樹，確定最低約定層次的過程。

確定基本功能項目，實際上就是確定哪些項目需要做進一步分析，找出BDAR決策的對象即基本功能項目，基本功能項目是戰場搶修及評估的對象，也是戰場損傷分析的對象。在裝備戰場搶修研究中，DMEA是分析研究戰場上裝備的搶修問題的有效工具，DMEA并不需要對裝備的所有功能、所有部件進行，而只需要對作戰任務和安全有直接影響的基本功能項目進行。確定基本功能項目之前，首先應根據插拔機構的作戰任務要求，利用系統功能分析的結果，確定系統完成作戰任務所需實現的基本功能。

確定插拔機構基本功能項目時應遵循以下原則：

1）基本功能項目的損傷是直接導致任務不能完成而不是某種程度的減弱（例如降低發射速度或毀傷效果較差），或只對自身或較低產品層次功能發生破壞的項目；

2）基本功能項目是指完成作戰任務必不可少的項目，各種備用項目、冗余系統均不屬于此列；

3）基本功能項目不僅包括零部件還應包括其部分位置，如管路、電路的連接部分。

依據上述原則，確定插拔機構基本功能項目并對插拔機構各個基本功能項目進行詳細的劃分，在進行插拔機構BFI分析基礎上建立基本功能項目結構樹（圖2）。

圖2 插拔機構基本功能項目結構圖

4 插拔機構損傷模式及影響分析

DMEA是分析確定由于戰斗損傷造成的損傷形式和程度的過程或技術，為戰場損傷評估及搶修提供依據。在建立插拔機構基本功能項目結構樹的基礎上，即可針對各個基本功能項目進行DMEA。對于每個基本功能部件，確定由各種威脅機理引起的損傷模式及其對武器系統基本功能的影響（即最終影響），除此之外還包括某一任務階段下項目的所有功能、每一功能的所有損傷模式、每一模式的所有損傷原因、每一模式所造成的各級損傷影響（包括項目損傷后對本身的影響即局部影響、對上級項目的影響即高一層影響、對裝備系統的影響即最終影響）、嚴酷度等內容。DMEA應包括所有重要的分系統及其部件，應確定可能遇到的損傷種類及每個部件可能產生的主要和次要影響。確定DMEA后所得的DMEA表格中的信息都可以支持損傷分析，圖3為插拔機構損傷模式及影響分析簡化表，從中可以看出基本功能項目受到損傷后對裝備完成基本任務功能的影響。

圖3 插拔機構損傷模式及影響分析簡化表

5 插拔機構損傷樹分析

DTA是以損傷樹為工具，用來描述裝備系統的特定損傷模式與它的各個子系統損傷模式之間的關聯與因果邏輯關系的倒立樹狀邏輯圖，分析裝備系統發生損傷的各種途徑的過程。其目的是尋找到指定時間發生的原因事件或原因事件組合，即識別導致頂事件發生的所有損傷模式。在已經完成BFIA和DMEA的前提下，建立損傷樹時以DMEA表中的某個最終影響為頂事件，而后關鍵的工作是要逐層詳細分析可能引起此損傷的各個原因，直到判斷出底事件即造成損傷的根本原因。圖4為簡化的插拔機構故障的損傷樹示意圖。

圖4 插拔機構損傷樹

其中插拔機構故障為頂事件（即分析的起始事件，指戰場損傷對插拔機構造成的最終影響），圓圈內的為底事件（即造成裝備戰場損傷的根本原），其余方框內的為中間事件，線條中間的盾牌形圖形為邏輯異或門符號（表示輸入事件中任何一個發生都可引起輸出事件發生，但輸入事件不能同時發生）。

6 插拔機構損傷定位分析

損傷樹分析僅能獲得各損傷事件之間的組合傳遞情況或上下級損傷事件間的因果關系，不能判定引起某個頂事件或中間事件的底事件的信息，即僅僅根據損傷樹不能判斷導致某個損傷事件的根本原因。戰場損傷評估的第一步就是要進行準確的損傷定位，必須提供進行損傷定位的有關信息。為此，在插拔機構損傷樹的基礎上進行損傷定位分析。

損傷定位就是通過檢查、檢測、判斷等手段確定引起損傷事件的損傷原因。戰場損傷定位分析是針對損傷事件，自上而下進行檢查分析、查找與判斷損傷原因的過程。損傷定位流程圖分析指在戰場損傷評估過程中，在損傷模式影響分析和損傷樹分析的基礎上，采用流程框圖的形式，對戰場上的損傷事件進行損傷定位分析的方法，是進行戰場損傷分析的主要手段。建立插拔機構損傷定位流程圖時應遵照以下原則：

1）對應損傷樹原則：進行損傷定位分析時，每一流程圖對應一棵損傷樹，同一定位流程圖上不能出現不同損傷樹上的事件。

2）唯一通路原則：由頂事件到每個底事件都應當有唯一的通路。若有多個通路到達同一底事件，就表明損傷樹分析或流程定位分析過程中出現了邏輯錯誤。

3）判斷次序先后原則：對同一事件的子事件進行分析判斷時，先后順序的選擇應符合快速、準確的原則。一般來說，先進行容易判斷的、損傷概率大的、對裝備影響大的損傷事件，后進行判斷復雜、不易確定、損傷概率小、對裝備影響小的損傷事件。

根據以上建立損傷定位流程圖原則及DMEA表中的信息，可以繪制損傷報告事件為“插拔機構故障”的定位流程圖（圖5）。根據圖中提供的信息進行判斷，最后可以確定引起頂事件的底事件。

圖5 插拔機構損傷定位流程圖

7 結語

進行裝備戰場損傷分析是獲取損傷評估信息的有效途徑，是開展裝備戰場損傷評估的前提，本文綜合運用戰場損傷分析技術對插拔機構進行研究，建立了插拔機構戰場損傷分析技術方法與流程，完成了插拔機構基本功能項目分析、損傷模式及影響分析、損傷樹分析和損傷定位分析。

通過對插拔機構戰場損傷分析的研究，能夠較為準確地預測插拔機構戰場損傷情況，為其BDAR分析、戰斗恢復力預計與設計、戰時備件研究、戰時維修保障以及裝備的技術改進等提供重要的依據，對提高火箭炮武器系統戰場技術保障能力，保持裝備持續戰斗力具有重要的現實參考意義。

［1］孫棟，張春潤.基于損傷樹的車輛裝備戰場損傷分析過程研究［J］.軍事交通學院學報，2008（3）：38－40.

［2］唐衛豐.遠程火箭炮戰場損傷分析研究［D］.合肥：炮兵學院，2009：1－4.

［3］梁彥剛，陳磊，唐國金.基于作戰對象損傷分析的武器系統效能評估方法［J］.兵工學報，2008（6）：713－717.

［4］王潤生，劉利，王志成，等.戰場損傷分析過程研究及其應用［J］.軍械工程學院學報，2003（2）：14－19.

［5］周建平，張鵬飛.插拔機構故障模式、影響及危害度分析［J］.四川兵工學報，2009（12）：10－13.

［6］王鳳山，吳禮發.軍事工程毀傷評估與搶修計劃生成機制研究［J］.計算機與數字工程，2011（10）.

［7］方東興，馮廣斌，張慶霞.新型火箭炮插拔機構的仿真設計［J］.機械與電子，2008（11）：6－8.