某型船用雷達裝備任務可靠度分析

彭茂林，孫吉宏，劉　波

(解放軍91872部隊，青島 266012)

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某型船用雷達裝備任務可靠度分析

彭茂林，孫吉宏，劉波

(解放軍91872部隊，青島 266012)

摘要：通過收集某型船用雷達使用階段質量信息，采用排列圖的方法對故障進行統計分析，得到了影響裝備質量的主要故障現象，采用指數可靠性模型對雷達裝備進行了任務可靠度計算，得到了典型任務剖面下雷達的任務可靠度。研究結果為該型雷達裝備的維護提供了數據支持。

關鍵詞：可靠度；任務；裝備；雷達

0引言

質量是裝備建設的核心，國防實力的保證。裝備質量評估研究歷來都是軍內外許多專家學者研究的熱點問題,海軍工程大學的毛炳祥教授以海軍裝備系統為例，闡述了戰備完好性分析、計算與評定的計算和仿真方法[1]；國防科技大學的陳尚志運用基于主成分價值函數模型的主成分分析法，構建了大型復雜武器裝備質量綜合評估模型[2]；上海交通大學的馬瑩基于貝葉斯矩擬合法對艦船開展了總體任務可靠度評估方法研究[3]；裝甲兵工程學院的周成偉研究了證據理論在裝備使用質量評價中的應用[4]；海軍航空工程學院的岳付昌[5]從影響裝備使用階段質量的主要因素出發，建立了某型導彈武器系統使用階段質量評估指標體系，利用BP神經網絡理論建立了裝備質量評估模型并進行了質量評估，等等。相關研究工作和成果還有很多，這些研究工作推動了武器裝備質量評價工作逐漸走向準確、成熟和完善。

某型船用雷達主要用于搜索和探測空中和海面目標，識別目標屬性，為指控設備實時提供雷達視頻信息和目標航跡信息，并向武器系統提供目標指示。本文通過收集該型雷達裝備的運行數據、故障數據等質量信息進行統計分析，開展可靠性分析，發現存在的質量上的不足，為后續的改進設計提供參考，不斷提高裝備的質量管理水平，提高裝備管理或保障的效益。

1質量信息收集與統計分析

1.1質量信息收集

收集某型船用雷達質量信息，雷達樣本量為36部，平均時間跨度為22個月，累計發生故障114次，表1為該型雷達故障統計表。從表中可以看出，該型雷達故障主要表現為：加不上高壓；無回波故障；電源模塊故障；縱、橫搖鎖不受控；跑頻；有高壓無磁流；顯示器黑屏、花屏；天線不轉等。

1.2基于排列圖分析的典型質量問題統計分析

采用排列圖分析的方法，發現影響雷達質量的主要故障現象及影響因素，為找到故障發生的深層次原因、為設備的維護和改進提供可靠的數據支持。雷達故障統計排列圖如圖1所示。

表1　某型船用雷達故障統計表

圖1　搜索雷達故障統計排列圖

從圖1可以看出，雷達的前7個中故障現象占所有故障的近80%，其中加不上高壓故障和無回波故障占故障總數的40%。因此，在雷達的維修保障以及設計改進時，應該針對這些主要故障現象方面加強分析研究。

2任務可靠度評估

2.1任務可靠度

任務可靠度是裝備在規定的任務剖面中完成規定功能的能力的概率量度。對于指數分布的裝備任務可靠度，其計算公式為[6]：

(1)

式中：t0為裝備執行任務的時間;TBCF為裝備的任務故障間的任務時間。

任務故障是指使產品不能完成規定任務或可能導致人或財產重大損失的故障或故障組合。在進行任務可靠性評估時，任務故障數在數值上等于有效失效故障數，即：

(2)

2.2任務剖面及系統失效定義

(1) 任務剖面

某型船的典型任務剖面描述如圖2所示，其中某型雷達的任務時間在該船典型任務剖面中歷時為2 h。

圖2　某型船典型任務剖面示意圖

(2) 系統失效定義

將收集的故障對系統設備的影響程度劃分為3個等級，分別為裝備功能喪失、性能指標下降和一般故障。其中，裝備功能喪失故障會導致設備失效，也會進一步導致分系統失效，從而影響任務可靠性，這類故障在可靠性計算模型中1次故障計為1次任務故障；性能指標下降故障會導致系統功能不穩定，可能會影響任務成功也可能不會，在可靠性計算模型中要對這類故障進行折算處理，將1次故障影響為性能指標下降的故障折算為0.5次任務故障；同理，1次一般故障折算為0.33次任務故障。經統計，該型雷達的年平均任務故障次數為1.78次。

2.3任務可靠度計算

表2為某型船用雷達任務可靠度計算結果，其中雷達小時年平均工作時間從雷達裝備的使用履歷簿統計得到。最終計算得到該型雷達的任務可靠度為99.42%。

表2　某型船用雷達任務可靠度計算結果

3結束語

通過收集某型船用雷達使用階段質量信息，采用排列圖的方法對故障進行統計分析，得到了影響裝備質量的主要故障現象，采用指數可靠性模型對雷達裝備進行了任務可靠度計算，得到了典型任務剖面下雷達的任務可靠度。研究結果為該型雷達裝備的使用保障以及改進設計提供了數據支持。

參考文獻

[1]毛炳祥,白樺，程文鑫.系統戰備完好性分析、計算與檢測[M].北京：國防工業出版社，2012.

[2]陳尚志，魏國君，譚躍進.大型復雜武器裝備質量綜合評價及其支持系統設計[J].指揮控制與仿真，2006,28(6):67-71.

[3]馬瑩.船舶總體任務可靠度評估方法研究[D].上海：上海交通大學，2012．

[4]周成偉，陳春良.D-S理論在裝備使用質量評價中的應用[J].四川兵工學報，2009,26(1):44-46.

[5]岳付昌，閆群章，徐廷學，趙明.BP神經網絡在裝備使用階段質量評估中的應用[J].四川兵工學報，2010,31(11):56-59.

[6]Relex Software Co.&Intellect.可靠性實用指南[M].陳曉彤，趙廷弟，王云飛，等譯.北京：北京航空航天大學出版社，2005.

Mission Reliability Analysis of A Certain Shipborne Radar Equipment

PENG Mao-lin,SUN Ji-hong,LIU Bo

(Unit 91872 of PLA,Qingdao 266012,China)

Abstract:By collecting the quality information of a certain shipborne radar in use stage,this paper performs the statistic analysis to fault by means of the Pareto chart method,obtains the main failure phenomenon impacting radar equipment quality,uses exponential reliability model to calculate the mission reliability of radar equipment,gains the mission reliability of radar under typical mission profile.The research results can provide data support for the maintenance of the radar equipment.

Key words:reliability;mission;equipment;radar

收稿日期:2015-11-30

基金項目：海軍武器裝備技術基礎科研項目

中圖分類號：TN956

文獻標識碼：A

文章編號：CN32-1413(2016)02-0038-03

DOI:10.16426/j.cnki.jcdzdk.2016.02.010