任務驅動的復雜武器裝備系統功能分析技術

谷云輝　李浪濤

摘要：建立了任務驅動的復雜武器裝備系統功能分析的模型框架，針對傳統的功能流程圖中設備-功能-人員-信息等要素混合在一起的情況，對其進行了相應的改進，提出了包括設備流、操作流和信息流三種流程的功能流程圖，并且分別從不同的角度對系統功能進行分析和描述。為主要功能和主要設備的確定以及可靠性維修性保障性的分析和分配提供了科學、系統和有針對性地依據和手段。

關鍵詞：任務驅動功能分析功能流程圖

中圖分類號：TH17 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0019-02

系統功能分析是故障模式影響分析（FMEA）和可建立正確的符合實際的可靠性維修性保障性模型的前導工作，為武器裝備系統可靠性維修性保障性的分析和分配提供理論依據和實現手段[1]。所謂任務驅動就是從武器裝備系統的使命任務的角度入手，圍繞任務利用功能流程圖，建立任務與設備功能之間的關系。通過任務與設備功能關系可以了解武器裝備在執行各種任務時的設備使用情況、故障情況和耗損情況。繼而為FMEA分析、維修規劃和保障性工作的開展奠定基礎。主要功能和主要設備是一種相對的概念，對于不同的使命任務，通過功能分析確定出來的主要功能和主要設備是不同的。因此任務驅動的功能分析更加符合武器裝備應用的實際。

1任務分析

對未來裝備可能要完成的任務作出假設。不同的作戰任務有不同的特點，對于裝備的使用強度，系統的可靠性、維修性、保障性以及安全性的要求也不同。任務想定是進行系統分析和功能分析的前提和基礎，為了使系統分析和功能分析更加科學合理，對任務的想定應該盡量貼近實際。

任務剖面是對武器裝備系統在完成規定作戰使用這段時間內，所經歷的事件和環境的時序描述[2]。這樣的時序描述不僅包括武器裝備系統按事件要求所必需完成的各項具體作戰使用任務，也包括在完成規定作戰使用任務方面武器裝備系統獲得成功或致命故障側判斷準則。無論對于完成一種或多種任務的武器裝備系統，均應相應地制定一種或多種任務剖面。精確和完整地確定系統的任務剖面和預期的使用環境，是進行正確的系統保障性設計分析的基礎。

2改進的功能流程圖

在功能流程圖中，存在著三種流，即設備流、信息流和人員操作流[3]。此處所講的設備流是指裝備運動變化的過程。信息流是隨著物流而產生的，描述設備之間信息和數據傳遞的過程。這些信息是反映設備狀態和變化特征的數據、報告與資料。為了使設備流能按照既定的目標和計劃順利的進行，需要不斷的利用設備流所產生的信息流按照既定目標和計劃順利的進行，核實各種指令貫徹執行的情況，必要時還需對設備流的進程和狀態進行調解和控制。由電子設備組成的系統集中體現了設備流和信息流之間的這種相輔相成互為條件的關系。人員操作流描述設備的操作人員使用設備的過程。任何裝備的功能發揮的好壞與操作人員有很大關系，人的因素也是裝備形成戰斗力決定因素。傳統的功能流程圖中雖然對于設備流、信息流和人員操作流都有所涉及，但是這三種流程是混合在一起的，對于功能分析人員顯得雜而亂。不利于確定裝備的主要功能和設備。因此本文從功能分析的角度出發，以物流為基礎，分別從設備流、操作流和信息流三個角度來描述系統功能（如圖1）。

改進的功能流程圖不僅能夠反映出傳統的功能流程圖所要求的功能之間的層次、邏輯和時序關系，還能夠反映人員、信息和裝備之間的相互相互影響相互作用的關系。如圖2表示設備、人員、信息之間的關系圖。將人和信息獨立出來畫功能流程圖，為研究和評價人的可靠性和信息的可靠性提供了依據。為確定系統的主要功能和主要設備以及裝備系統的可靠性、維修性、和保障性提供了有利的工具。圖3是某潛艇聲納系統的功能流程圖，由于聲納系統主要由電子設備組成，所以略去操作流程圖。

3任務驅動的系統功能分析

傳統的功能分析技術是以系統的組成為出發點，依據功能流程圖來確定主要功能和主要設備的。這種方式的局限性在于它不適應武器裝備系統的實際使用情況。武器裝備系統的使用環境不同，使用的方式不同，實際工作設備的使用強度就不同。因此，武器裝備系統的主要功能和主要設備也不是一成不變的。

任務驅動的功能分析是以任務為導向，在系統的結構分析和功能分析的基礎上建立系統的任務-功能-設備-單元之間的關系模型。任務驅動的思想體現了功能分析的靈活性和適應性。通過任務分析和功能分析建立要完成任務的功能組裝模型，通過結構分析建立系統的設備組裝模型。每個設備都能完成一定的功能，每各功能都有其對應的設備。這種功能和設備的對應關系構成了功能組裝模型和設備組裝模型之間的接口。如圖4所示是任務驅動的功能流程圖。

對于確定的任務而言，基本任務執行的越多，組成基本任務的功能越多，對相應的設備使用強度越大。因此為確定主要功能和主要設備提供了依據（如圖5）。

5結語

通過確定任務剖面、分析系統機構、建立系統結構模型、功能分析、建立各系統的功能流程圖，最終形成了從總體到分解再到綜合的任務驅動的功能分析技術。避免了傳統的面向系統的功能分析技術不適應裝備實際使命任務的不足。為進一步開展可靠性、維修性和保障性工作提供了科學實用的依據。

參考文獻

[1] 劉明，劉澎，等.武器裝備發展系統論證方法和應用[M].國防工業出版社.

[2] 曾聲奎，趙廷弟，等.系統可靠性設計分析教程[M].北京航空航天大學出版社.

[3] 楊為民.可靠性維修性保障性總論[M].國防工業出版社.