在研制過程中如何落實綜合保障要求

唐華

摘 要： 本文首先指出現代裝備隨著科學技術的迅猛發展，復雜程度飛速提高，導致裝備綜合保障要求越來越高，之后分別在可靠性設計、維修性設計兩個方面，論述如何在研制過程中落實綜合保障要求。本文未就常用的可靠性設計、維修性設計方面進行論述，在可靠性設計方面就產品成熟度、元器件選用進行論述；維修性設計方面就預防性維修設計維修性接口設計進行論述。

關鍵詞： 綜合保障；可靠性；維修性

1前言

隨著現代科學技術的迅猛發展，裝備的復雜程度飛速提高，導致裝備的綜合保障要求也越來越高，除了提高裝備的固有可靠性外，還應對裝備的使用、維修及綜合保障等問題給予充分地重視，否則新研裝備將難于使用，更無法維修及保障，導致不能保證作戰任務的完成。因此在現代戰爭中對裝備保障特性提出了更高的要求，既要求所設計的裝備便于使用和便于維修（便于保障），又要求在裝備使用中能提供強有力地使用與維修保障（得到保障），否則將難于完成作戰和訓練任務。

2在研制過程中落實綜合保障要求

裝備綜合保障的設計特征是指與裝備使用與維修保障有關的設計特征，主要包括可靠性、維修性、測試性、運輸性、人機綜合特征、生存性、安全性、自保障性、標準化、可部署性等，必須在裝備研制過程中就加以考慮，落實在裝備的設計中。本文就可靠性設計和維修性設計方面如何落實綜合保障進行討論。

2.1 可靠性設計方面

可靠性設計主要包括成熟技術及工藝、簡化設計、元器件原材料的選擇及控制、降額設計、冗余設計、電路容差設計、防瞬態過應力設計、熱設計、環境防護設計、電磁兼容設計、與人的因素有關的設計、軟件可靠性設計、包裝和運輸設計以及容錯設計等方面。這些可靠性設計方面有軍用標準或相關資料進行詳細論述，本文就不再累述，本文就產品成熟度和元器件選用兩方面進行討論。

2.1.1 產品成熟度

在產品的設計過程中，一般先分析產品的客戶需求，列出相應優化設計變量、約束條件及目標函數，將產品拆分為便于實現功能的模塊，尋找同樣、類似的成熟產品或成熟技術，確定產品優化設計方案，應用成熟產品或成熟技術，能夠節約研發的成本、降低技術風險，進而降低進度風險，大大提高產品的可靠性。應用成熟技術是可靠性設計非常重要的環節。那么，什么是成熟產品和成熟技術呢？這就涉及到產品成熟度問題。

產品所處的狀態，一般會有處于前期研究狀態（概念狀態）的、處于正在進行技術開發的、處于正在進行產品研制的以及進行批量生產階段的。產品的這些不同的狀態，稱為產品成熟度。

成熟的產品或技術均可用于優化設計，這樣就能方便的實現技術共享，減少重復開發造成的浪費，產品可靠性高，產品繼承性良好。尤其是產品的維修性繼承性好，產品的保障資源（包括備件、裝備、技術資料、人員等）更容易得到保證。

2.1.2 元器件的選用

隨著我國基礎工業的發展以及對元器件采取二篩、模塊級篩選、部件級篩選及整機篩選使元器件本身質量缺陷而造成的產品故障占比已經降低。而在元器件選用上造成的質量問題就主要反映在參數匹配不合理、使用環境不合理、產品存在潛在電路等元器件的設計選用方面。其主要是設計人員對元器件的原理、生產過程、故障機理、故障模式和應用條件等理解不夠深入，造成元器件使用在不穩定的工況而產生設計質量問題。

根據上述問題采取如下解決措施：

a）產品研制中盡量使用經典應用電路和通用電路設計，盡可能少使用特殊、專用電路設計；

b）盡可能簡化電路設計，減少潛在電路，并且在容差設計的基礎上，盡量減少元器件的品種、規格；

c）對于接口電路一定要進行接口電路分析，盡量采用同一廠家的元器件；

d）電路仿真、驗證試驗要充分，尤其是接口電路、設計到安全的電路（如火工品點火電路）必須進行仿真分析、驗證試驗，重點要進行故障注入仿真分析、驗證試驗。

元器件選用問題得到控制，能夠提高產品的固有可靠性，產品平均無故障工作時間提高，產品的綜合保障工作就會相應減少。

2.2 可維修性設計方面

維修性設計不同于設備自身的性能設計，其目的是確保設備在規定的條件下按規定的程序和方法用最短的時間保持或恢復其規定的狀態。維修性設計主要有簡化設計、可達性設計、標準化互換性與模塊化設計、防差錯及識別標志設計、維修安全設計、故障檢測設計、維修中人素工程設計等。這些方面的維修性設計在軍用標準及相關資料中有詳細論述，本文對不再累述，本文就預防性維修設計和維修性設計接口兩個方面進行詳細介紹。

2.2.1 預防性維修分析設計

a） 劃分重要和非重要產品

重要產品是指其故障會有安全性、任務性或經濟性后果的產品。對它們需要作詳細的分析，以確定適當的預防性維修工作要求。

其它非重要產品可能需要一些簡單的預防性維修工作，如一般目視檢查，通常可包括在區域檢查范圍內。但這類預防性維修工作應控制在最小范圍內，使之不會顯著地增加總的維修費用。

b） 按故障確定預防性維修工作

對于重要產品，要通過對其故障模式、影響及危害性分析（FMECA），就是否要進行預防性維修工作做出決斷。其準則是：

1）對會有安全性或任務性后果的故障，必須確定有效的預防性維修工作；

2）對于只會有經濟性后果的故障，只有在經濟上合算時才做預防性維修工作；

3）須按產品故障的原因，來確定適用而又有效的預防性維修工作。

c）根據故障規律及影響，選擇預防性維修工作類型

預防性維修工作類型是指利用一種或一系列的維修作業，發現或排除某一隱蔽或潛在故障，防止潛在故障發展成功能故障。通常所采用的預防性維修工作類型有七種：維護保養、操作人員監控、使用檢查、功能檢測、定時拆修、定時報廢以及它們的綜合工作。

這些工作類型對明顯功能故障來說，是預防該故障本身發生：對隱蔽功能故障來說，并不只是預防該故障本身的發生，而更重要的是預防該故障與別的故障結合形成多重故障，以防止產生嚴重的后果。

2.2.2 維修性設計接口

設計接口反映了各種保障參數與系統其他設計參數的關系。這些參數包括人的因素、系統安全、能源管理、標準化、互用性、易損性、生存性、維修性、環境保護以及經濟可承受性。下面介紹兩種常見的維修性設計接口。

A）采用故障指示裝置

在結構、電路總體設計中，同步設計設備的故障檢測電路和故障報警裝置，以便及時、快速、準確地發現故障，從而迅速地解決故障，實現設備的快速維修能力，提高設備的維修性。

B）測試性接口

測試性接口的設計應作為被測單元（UUT）設計的一個組成部分，應設計必要的外部和內部測試接口。測試接口應滿足性能監測、故障檢測與隔離要求為準。

測試接口可用于定量測試、性能監控、故障隔離、校準或調整、輸入激勵等。

現場可更換單元（LRU）級產品應設置外部測試接口，外部測試接口應盡可能組合在一個檢測插座中，并應具備有與外殼連接的蓋帽。

3 結束語

現代戰爭瞬息萬變，綜合保障影響到裝備的戰備以及戰斗力的發揮，必須重視裝備綜合保障建設，盡早開展裝備綜合保障工作，把綜合保障工作作為型號研制工作的重要組成部分，納入整個型號工作研制策劃，保證武器裝備交付到部隊后能夠盡快形成戰斗力和保障能力。■