武器系統貯存壽命評定方法研究?

（中國人民解放軍92941部隊 葫蘆島 125001）

1 引言

目前，貯存和使用期限是武器系統試驗鑒定的重要考核項目之一［1］。武器系統貯存和使用期限可達到十年以上［2］，然而目前武器裝備的試驗周期緊，鑒定工作嚴，不允許有未完成項的存在，因而該項指標的考核通常只能運用設計分析、理論推斷、相似產品貯存情況驗證等方法進行綜合評估。該方法重在理論分析，相似產品的貯存情況僅作為試驗佐證，缺乏對試驗數據的挖掘和分析，評估結果的充分性有待商榷。

產品的相似度和相似產品貯存數據的完整性，是利用相似產品貯存數據進行壽命分析的重要前提［3］。本文利用相似度控制、擬合分析等手段，挖掘現有試驗信息，實現對被試產品貯存壽命的定量評估。

2 貯存壽命評定總體思路

貯存壽命是指產品在規定條件下貯存時，仍能滿足規定質量要求的時間長度。產品質量通過產品性能的穩定性反映出來。貯存壽命評估數據主要來源于相同或相似產品的服役情況，隨著武器裝備作戰能力的快速發展，很難獲取系統級相似度較高的產品。貯存壽命評定總體思路見圖1。

首先從產品組成、工作原理和設計分析入手，明確影響產品性能穩定性的主要組成設備［4～5］；其次尋找相同或具有一定相似度的設備，在進行相似度分析的基礎上明確類比設備的可用性；針對影響產品性能穩定的主要參數，采集類比產品貯存后的性能試驗數據；在長期貯存過程中產品性能通常會呈現穩步衰退的趨勢，對性能試驗數據標進行線性擬合，最終獲得性能參數長期貯存后的預估結果；在已有類比分析的基礎上，利用類比產品的長期貯存性能預估結果對被試品長期貯存后的產品性能進行評定［6～8］。

圖1 貯存壽命評定總體思路

3 貯存壽命定量評定方法研究

3.1 相似度分析方法

相似度分析的對象通常都是系統級被試品的組成設備，因而需要分解被試品，分析影響被試品性能的主要組成設備。甄選與各組成設備具有一定相似度的產品，進行相似度分析，篩選出相似度最高的類比產品。相似度分析最直觀最簡單的方法是比例分析法，即相同或高相似部件占全部部件的比例?；舅悸啡鐖D2所示。

圖2 產品相似度分析圖示

3.2 貯存期內性能參數預估方法

絕大多數情況下，相似產品的貯存數據僅為短期貯存數據，要獲得長期貯存壽命的評估結果，需對短期貯存數據進行擬合，最簡單直接的擬合方法即為線性擬合。

線性回歸方程是表述兩個變量之間相互關系的最直觀的模型。 {x1，x2，…，xi}∈x 為自變量，{y1，y2，…，yi}∈y為因變量，i=1，2…，N ，N 為測量樣本量，以時間為自變量的線性回歸方程見式（1）。

其中，p、q為回歸系數，可利用最小二乘法對參數p、q進行擬合，擬合結果見式（2）。

利用式（2）計算得到回歸系數擬合結果后，即可獲得貯存期為x0時的性能參數預估結果0=?x0+?。

3.3 置信度評估方法

利用線性擬合方法可以獲得任意貯存期限性能特征參數的評估結果，但評估結果缺乏置信度的制約，為提高評估結果的客觀性，需對預估結果進行置信區間評估［9～11］。

若貯存壽命期為x0時某性能參數為Y0，則存在以下關系：

若性能參數測量結果呈現越來越大的趨勢，可進行單側置信上限評估，即置信度為（1-α）的置信上限評估結果為

若性能參數測量結果呈現越來越小的趨勢，可進行單側置信下限評估，即置信度為（1-α）的置信下限評估結果為

3.4 類比綜合評估法

利用式（5）或式（6）計算類比產品在一定置信度下的評估結果［12］，獲得能夠滿足各設備指標要求的最大置信度組成矩陣α。結合相似度矩陣 p，被試品各組成設備的置信度見式（7）。

則被試品在βmin置信度下的評估結果可用來評估貯存壽命指標。

4 實例分析

某型產品貯存期限指標要求為10年，該產品有2個主要組成設備，現有這兩個設備的類比產品，相似度分別為95%和98%，兩個類比產品均已貯存5年，貯存期間的主要性能參數測量結果見表1。

表1 某型產品貯存期某性能參數測量結果

按照式（1）、式（2）對表1中的數據進行標準化處理后進行擬合，獲得回歸方程：

根據獲得的回歸方程，該相似設備10年貯存期內的主要參數的預估結果見表2。由表1可知，產品兩個性能參數都呈現越來越大的趨勢，因而利用置信上限評估方法，獲得置信上限評估結果。

由表2可知，10年貯存后在80%的置信度下參數1的性能預估結果約為2.9°/h，能夠滿足3°/h的指標要求；10年貯存后在90%的置信度下參數2的性能預估結果約為0.0196°/s，能夠滿足0.02°/s的指標要求。由于兩個設備的相似度分別為95%和98%，由式（7）可知：

表2 某型產品貯存期內性能測量預估結果及置信度

則在76%的置信度下，被試品10年貯存期后的性能滿足指標要求。

5 結語

利用短期貯存數據進行貯存壽命的定量評估，既可給出產品性能長期貯存后的預估結果，又可以給出預估的置信度，評估結果更加客觀、科學。但是在利用相似產品短期貯存數據進行被試品貯存壽命評估時需要一定的樣本量，通常情況下，短期貯存樣本量應不少于貯存壽命的一半。