基于 “定期與視情相結合”模式的艦船修理結構設計方法

羅 忠，朱曉軍，張 濤

(海軍工程大學，湖北武漢 430033)

維修理論

基于 “定期與視情相結合”模式的艦船修理結構設計方法

羅 忠，朱曉軍，張 濤

(海軍工程大學，湖北武漢 430033)

針對艦船裝備使用強度增大后帶來的修理結構不適應性難題，提出了一種“定期與視情相結合”的等級修理新模式，研究確定了新等級修理模式應以定期修理為基礎、以視情修理為輔助、以在航修理為補充;圍繞新模式下艦船修理結構設計的關鍵環節，分析了軍事需求和裝備維修需求對等級修理的要求，以及修理類別、修理間隔和在修時間的確定方法，設計出的修理結構能夠更好地滿足艦船任務拓展需要，對于確保艦船的合理使用與適時修理具有重要作用。

定期修理;視情修理;修理結構;艦船

修理結構是艦船壽命期內所進行的等級修理類別、在修時間和修理間隔期的有序組合，它是保證艦船合理使用與適時修理的基礎，是有效實施裝備全壽命技術保障的前提，關系到保障資源建設的科學性、實施修理的有效性以及裝備的完好性，關系到艦船效能的有效發揮［1-2］。

長期以來，艦船維修指導思想強調“積極預防”和“預防為主”，主張在裝備耗損到一定程度將要發生故障前，對裝備進行定期的預防性維修。在這一預防性維修思想指導下，艦船修理目前采用的是一種基于日歷時間修理需求的定期修理模式［3-4］。隨著艦船裝備技術發展和使命任務拓展，艦船裝備使用強度大大增加，許多單裝的需修間隔與艦船等級修理不匹配問題日益凸顯，現行修理模式及修理結構與裝備修理時機要求已不相適應。因此，必須綜合考慮裝備技術發展、艦船使用強度、裝備維修需求等因素，采用“定期與視情相結合”的修理模式統籌艦船壽命期修理活動，確保裝備完好率水平適應新形勢下艦船使命任務要求。

1 現行修理結構適應性分析

隨著艦船擔負遠海任務越來越多，執行多樣化任務的時間將越來越長，活動海域的范圍將越來越廣，對艦船可執行任務的能力要求將越來越高。某船主副機裝備近年來使用強度對比見圖1，可以看出，“十一五”以后主要裝備使用強度大大增加，特別是主機裝備年平均使用強度是以前的2倍以上。

艦船使用強度增大后，現行艦船修理結構規定的等級修理間隔、在修時間等與主副機等單裝維修需求的適應性見圖2?？梢钥闯?，主副機等單裝修理時機與艦船修理結構不相匹配。由此會帶來2方面影響:一方面，如果單裝未到修理時間而在艦船修理時進行了修理，會造成裝備剩余使用時間浪費、艦船修理工程量增大、修理費用增加、以及保障經費效益的下降等;另一方面，如果單裝到了修理時間而未進行修理，則此類裝備故障發生的概率將大大增加，同時，此類裝備不敢高強度、滿負荷使用，由此將導致裝備戰備完好率下降，進而影響到艦船使用效能的有效發揮。如果不能有效解決艦船修理模式及修理結構與單裝修理需求的適應性，單裝需修間隔與艦船等級修理間隔不匹配的問題將日益嚴重。

2 定期與視情相結合修理模式的內涵

在新形勢下，為有效解決單裝維修需求與艦船修理時機的匹配性問題，應改變艦船修理模式及修理結構的設計方法，以傳統船機電裝備定時維修需求為主導的修理模式及修理結構確定方式，應向以結構類裝備維修日歷時間要求和機電類裝備維修運行時間要求相結合的方式轉變。

應綜合艦船任務需求和裝備維修需求，以艦船軍事訓練與作戰使用要求為牽引，以保持裝備完好率為目標，準確把握裝備技術狀態和修理需求，合理統籌艦船全壽命修理活動，采用定期與視情相結合的方式確定艦船等級修理時機。定期與視情相結合修理模式的內涵如下。

1)以定期修理為基礎。依據裝備定期修理需求，按預先確定的修理間隔期開展艦船等級修理。即應根據裝備設計信息，分析各類裝備的使用壽命、維修時限、修理工期等，明確定期修理時間間隔?？紤]到艦船高級別等級修理涉及面廣、工程量大、在修時間長，其在壽命期內修理時機應相對固定。應結合艦船裝備修理需求，明確給出高級別等級修理的日歷時間要求，以便于有效統籌艦船訓練、部署和修理的關系。

2)以視情修理為輔助。針對部分影響艦船安全使用的關鍵裝備，依據其運行時間和技術狀態，動態確定艦船修理時機。即應根據艦船使命任務和實際情況，掌握關鍵裝備運行時間和技術狀態，實時把握各裝備的修理需求。考慮到艦船部分關鍵裝備修理時機與運行時間或安全使用要求關系密切，艦船低級別等級修理應充分滿足該類裝備的修理需求。應依據裝備實際運行時間、安全使用要求和技術狀態動態確定艦船低級別等級修理的時機，確保裝備能夠得到及時有效的修理。

3)以在航修理為補充。將短時間的在航修理作為等級修理的重要補充，部分裝備預防性修理工作通過在航修理完成。即應針對艦船在航期間裝備的預防性修理需求，建立常態化技術狀態監測和故障診斷機制，將在航期間的排故修理、裝備巡檢、系統標校等作為等級修理的重要補充。以此為前提，合理確定等級修理間隔和在修時間，避免過多的等級修理工程量，縮短在修時間，保證艦船在航率目標的實現。

3 新模式下艦船修理結構設計的一般程序

定期與視情相結合等級修理模式下，艦船壽命期修理結構設計的一般程序包括:軍事需求對等級修理的要求分析、裝備維修需求對等級修理的要求分析、修理結構分析與評估等，見圖3。

圖3 艦船修理結構設計的一般程序圖

3.1 軍事需求對等級修理的要求分析

根據艦船使命任務要求，確定艦船軍事訓練、部署使用和等級修理要求，分析明確艦船一類艦數量、部署能力、理論在航率的目標值;根據同系列艦船使用情況，測算艦船主要裝備使用強度。以確定的一類艦數量、部署能力及持續時間、理論在航率為定量要求，以滿足高強度使用下裝備完好率要求、艦船壽命期裝備技術先進性持續保持要求為前提，運用仿真計算方法，確定艦船等級修理基本間隔期、在修時間的控制范圍。

以一類艦船目標為例，設Xi(t) (i=1，2，…，n)為第i艘艦船所處的狀態:

則穩態期內，平均一類在航艦船數量為:

其中，t為艦船的服役時間;tS為艦船的入列時間，T為艦船的退役時間。當n=12時，塢修修期對一類艦船數量影響見圖4?？梢?，當塢修修期不大于4個月、小修修期不大于10個月時，一類艦穩態數量不小于5艘。

圖4 艦船塢修修期對一類艦穩態數量的影響圖

3.2 裝備維修需求對等級修理的要求分析

1)分析艦船設計技術資料、使用和維修信息，確定對等級修理影響較大的主要裝備，包括修理時有進塢要求的裝備，對艦船動力和電力供應有重大影響、且修期較長的裝備，對艦船安全或艦員生活影響較大、且修理涉及面較廣的裝備，對艦船系統性能影響較大的裝備等。

2)將艦船主要裝備劃分為結構類、機械類、和電子類，在此基礎上，再對單裝修理需求進行細化分類，包括有明確維修時限要求，沒有明確維修時限、但有使用壽命要求，既沒有明確維修時限也沒有使用壽命要求、只有技術性能指標要求等。

3)采用各類裝備一般維修需求分析與有明確維修時限要求主要裝備維修需求分析相結合的方法，根據艦船主要裝備設計技術資料、使用和修理信息，分析各類裝備的使用壽命、維修時限等因素，明確艦船定期修理要求。結合測算的裝備使用強度，分析關鍵裝備運行時間、技術狀態要求，動態把握裝備修理需求，分門別類列出主要裝備修理時機需求。

4)根據主要裝備修理時機需求，用圖表形式列出各類裝備修理時機需求分布情況，見圖5。運用統籌兼顧、綜合平衡、突出重點、抓大放小的方式，準確把握艦船等級修理時機的科學性，盡可能地滿足裝備修理要求，分析艦船壽命期需要安排等級修理的規模以及時機要求，初步確定艦船等級修理基本間隔期。

3.3 修理結構分析與評估

1)綜合軍事需求和裝備維修需求對艦船等級修理要求的分析結果，參考外軍類似艦船和民用功能相近船舶的主要做法，分析確定采用的艦船等級修理類別和主要工程范圍，科學選擇各等級修理類別的需修裝備，有效控制艦船等級修理工程總量。

圖5 主要裝備修理時機需求分布情況圖

2)根據艦船等級修理類別設置和主要修理工程范圍，制訂各類別等級修理的修理活動序列圖，根據以往艦船修理經驗、主要裝備建造信息等，分析艦船各類別等級修理活動序列的工期，結合同系列艦船實際修期，確定各類別等級修理在修時間。

3)運用定期修理與視情修理相結合的方法，以定期修理為基礎，以視情修理為輔助，以在航修理為補充，結合艦船等級修理時機要求和基本間隔期，分析確定艦船壽命期修理結構基本型式。

4)編排艦船壽命期修理結構可行方案，分析軍事需求和裝備維修需求滿足情況，綜合評估軍事經濟效益，確定最優的艦船修理結構方案，使艦船的修理周期與其戰斗力生成周期合理匹配。

5)根據評估結果，制訂艦船修理結構方案，提出艦船壽命期修理計劃安排及配套措施建議。

4 結束語

修理周期結構是艦船全壽命使用與修理安排的頂層規劃，與艦船使命任務、裝備設計選型密切相關，涉及面廣、影響深遠。必須在艦船研制階段及早開展研究論證，在裝備戰技指標滿足任務書要求基礎上，設計合理的艦船任務剖面，指導裝備選型和維修性設計。在艦船服役后再行論證修理結構，必須全面收集和梳理艦船設計、建造、使用和修理資料和信息，作為艦船壽命期修理結構確定的基本依據，這對于進一步提高艦船使用效能、增強維修經費使用效益具有重要的意義。

［1］朱曉軍，張濤，彭飛.基于編隊時間序列的艦船修理結構模型［J］.系統工程與電子技術，2012，34(11):2285-2289.

［2］張濤，朱曉軍，彭飛.編隊作戰需求下艦船修理結構的優化 ［J］.中國修船，2011，24(4):51-55.

［3］龐名泰，郭金茂.定時維修間隔期的優化計算方法［J］.四川兵工學報，2013，34(9):39-40.

［4］顧磊，錢正芳.艦船裝備視情維修間隔模型研究 ［J］.華中科技大學學報，2003，31(6):103-104.

In order to resolve the unfitted of maintenance，a level-maintenance model was proposed by combining preventive and conditional maintenance，with increasing application of warship equipments.As a supply of aviation maintenance，the new mode was based on preventive maintenance，with conditional maintenance assisted.The design of maintenance structure can satisfy the requirement of the expanding task of the warship under analysis to demands of military and schedules maintenance.The methods are determined according to maintenance categories，interval and timescale.The maintenance structure plays an important role in intellgent use and timing maintenance.

preventive maintenance;conditional maintenance;maintenance structure;warship

U622.3;U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.04.014

羅忠 (1982-)，男，湖南瀏陽人，講師，工學博士，研究方向為艦船裝備技術保障。

2015-03-09