裝備維修質量信息分析與應用綜述

賈平凡，曹軍海

（陸軍裝甲兵學院，北京 100071）

1 裝備維修質量信息分析重要性及應用

部隊戰斗力的高低在一定程度上是由部隊的裝備所決定的，裝備的及時檢查與維修是保持和提高部隊戰斗力的一個重要因素。隨著現代技術的不斷發展，高新科技在武器裝備中的應用也更加的深入，對于裝備維修提供全新手段的同時也提出了更新、更高的要求。其中信息的收集與分析就是高新技術發展為裝備維修提供的新手段。我們知道，裝備在使用過程中會產生大量的信息，對這些信息進行及時的收集和分析，在經過大量的篩選與甄別后，往往可以發現一些故障信息的相同或相似之處，通過進一步的計算與分析探究，能夠找出裝備故障信息之間存在一定的發展規律，掌握這些規律，有利于工作人員相對科學地對故障出現的情況進行合理預測，從而盡可能地避免故障出現，減少不必要的開支，此外，進行裝備維修質量信息分析也能夠對于裝備的維修提供指導性的意見，進一步提高裝備的可靠性和維修水平。

2 裝備維修質量信息分析現狀

就目前國內裝備維修信息收集現狀而言，并沒有建立專門的裝備維修性數據收集與分析工作體系，而是與故障數據收集工作共同進行的，所以，及時準確地對維修裝備的數據進行收集與分析是一件相對困難的工作，這在一定程度上不利于裝備維修質量信息分析工作的進行。由于裝備在長期的使用的過程中，會產生大量的信息，對這些信息進行收集與分析是一件難度相對較大的系統工程，在這一過程中需要投入大量的人力、物力、財力，盡管國內外的一些研究單位已經開發出了一些裝備維修信息管理系統，但是對于具體的數據分析評估功能尚不完善。

3 裝備維修信息內容

3.1 維修信息

裝備故障及維修裝備信息主要包括以下的這幾個子部分，分別是：①裝備信息；②裝備故障及其維修備件信息；③維修裝備技術資料信息和維修備件配套的設施；④維修設備信息；⑤備件信息。

（1）裝備信息。裝備信息是指針對于某種特殊裝備的使用本身而所應該同時具有的裝備某些的基本技術性能信息和一些日常裝備使用信息。就該裝備基本信息資料內容而言，包括該型號裝備的通用名稱、型號、生產日期、廠家、批次、建議使用壽命等信息。裝備的使用條件信息應包括本裝備應適合的最佳使用的環境、狀態、壽命、單位載荷以及其最佳使用工作時間等。

（2）裝備故障維護信息。裝備故障維護信息由2個部分組成，分別是裝備故障信息和維修信息。裝備故障信息分別由以下幾個部分組成，分別是故障的時間、故障出現的部位、故障出現時的表現以及故障出現的原因，應該承擔此次故障責任的單位，以及對故障進行糾正所采取的措施。裝備維修信息包括以下幾個方面，分別是在維修過程中將故障定義的級別、采取維修的方式、維修的具體時間、在維修過程中消耗的資源、針對故障所采取的維修計劃、采取的維修措施以及進行維修的次數。

（3）技術資料信息。技術資料信息對于裝備維修起著重要作用，包括以下幾個方面，分別是裝備出廠所自帶的維修手冊、使用說明、裝備進行維護的正確規程，以及相關的維修法律法規和文件政策等資料。

（4）維修設施設備信息。維修設施設備信息網站主要是有維修場所設施信息網站和維修單位設備信息網頁2個主體部分共同組成。維修裝備設施信息主要包括各種用于機動保障或裝備設施維修作業所需配備的各種永久性建筑物或各種半固定永久性設施的基礎構筑物設施以及其相應附屬維修設備，包括各種維修設備場地、維修空間、裝備倉庫、專業軍事訓練設備與專用科技場所等維修輔助設備信息，包括各類測試計量設備及維修檢測設備、試驗鑒定設備及計量分析與維修校準檢驗設備、搬運維修設備、拆裝修理設備工具等各種固定設施保障維護設備工具和特種機動維護保障設備。

（5）備件信息。備件信息系統包括了備件供應商基本供應商信息、存儲供應商信息、出入庫信息和備件的訂貨供應信息。備件信息表包括有以下這幾個小方面，分別是備件數量的單位名稱、計量設備的設計單位、生產廠家、備件種類的具體批次、數量、類型、尺寸、重量、基準價格以及出廠的日期。背景信息存儲需要的基礎信息條件主要內容包括存儲基礎信息條件的4個基本構成條件時間、費用、地點、數量，以及信息存儲的技術狀態要求等以及其他的各個主要相關因素。備件出入庫信息，包括未出入庫備件的入出庫時間、原因數量、技術狀態情況等信息，以及各備件經辦人情況簡介等其它各種有關信息。

3.2 維修信息分析技術

維修裝備信息采集分析相關技術研究主要應用領域包括對技術可靠性進行分析、技術維修性設備分析、技術應急保障型設備可靠性分析、技術備件、需求量優化與技術庫存結構優化技術等。

（1）可靠性的分析方法是指通過分析計算可以得出技術裝備在系統規定的技術條件下運行和系統規定工作時間范圍內設備完成所規定運行功能狀態的總概率,以及通過分析計算可以得出維修裝備可能出現技術故障發生的總時間概率、能夠對這些故障及時修復概率。

胡啟國等提出將T-S故障樹和區間模糊多態貝葉斯網絡相結合的可靠性分析方法，解決了傳統可靠性分析方法在多狀態且難以獲得精確故障率的裝備系統可靠性評估中的不足。王旭等提出基于安全度約束的裝備維修可靠性分析方法，通過裝備結構與故障分析,結合安全度約束,獲取了維修數據的可靠性分布,計算了裝備剩余可維修價值，解決了傳統裝備維修技術無法獲取維修數據的平均分布結果,導致維修技術的可靠性分析具有較大誤差的問題,提高了裝備維修效率。雷世英等提出一種基于服役條件下的歷史工況參數，結合裝備性能模型對裝備損傷進行計算，之后考慮服役條件下的多模態數據，建立了累積損傷指數模型，融合歷史協變量信息對裝備進行可靠性分析，實現特定使用條件下的裝備可靠性分析及剩余壽命預測，為裝備視情維修決策提供更好的支持。胡偉飛等針對武器裝備運行過程中外界載荷及自身屬性存在不確定性導致失效的問題,提出了一種基于泰森多邊形區域劃分的裝備可靠性分析法，此方法結合自適應克里金代理模型對全局進行多邊形區域劃分，選取最敏感區域，通過主動學習函數篩選樣本點，進而迭代更新武器裝備的克里金模型，高效降低武器裝備的維修可靠性分析計算成本。

（2）維修性指標的綜合分析性評估，一般是評估在所規定維修的級別條件之下和在規定維修的總時間周期內，進行修復性維修的總工作時間周期與所有在規定該維修級別基礎上進行被要求修復性產品修理的產品故障總數的之反比函數。王強等對當今的維修指標分門別類,確定以裝備性能、維修成本和維修規劃完成環境作為復雜電子系統預防性維修指標的選取方向。經過層層挑選后決定了由裝備有效度、維修時間達標率和維修操作完成率構成的預防性維修評估指標體系。劉海林以某項裝備為課題,針對此項裝備現場維修性試驗數據子樣較小的特征,研究了其維修性指標之一平均維修耗時的小子樣驗證和評價方法,且應用此方法對裝備的維修性指標進行了評價和驗證。他針對一線部隊上報的維修性信息定下了維修性指標的分布模型還有怎樣從統計理論的層面驗證模型的正確與否和以往信息與現場信息的是否吻合等；最后依據貝葉斯理論，利用貝葉斯序貫概率比檢驗的方法對裝備的平均維修耗時進行檢驗，得到了平均修復時間的貝葉斯估計。張朝溫分析了裝備故障的原因、存在的問題，制訂了維修指標，論述了配合比參數，而后提出合理的解決措施、程序、注意事項、維修方法，對結果進行了理論力學指標測定。湯姆·斯萬特松等歸納了多項由自然分子系統歐洲代理處(European Factory for Natural Molecular Systems,EFNMS)召開的維修指標討論會決議，此會為采集維修指標信息的新路子,并且為一個信息采集和培訓怎樣運用指標的集合體，它調查研究維修指標的含義和從軍工企業采集數據的必要性，而后闡述了這些指標在軍工企業維修記分檔案中的應用,最后介紹了目前廣泛使用的歐洲標準prEN15341<關鍵維修信息指標>（KPI）。

（3）維修保障設備評估方法主要的是評價估算維修性保障的設備需求的實際滿足率與備件利用率等。李春亮在分析裝備維修保障設備建設需求和存在矛盾基礎上，從系統規劃裝備維修保障設備體制建設、優化調整裝備維修保障設備種品種結構、合理制定裝備維修保障設備配發形式、健全裝備維修保障設備信息體制等方面，提出評估解放軍裝備維修保障設備建設的模式。李浩以現有裝備維修保障體制為基礎，建立裝備維修保障設備貼近實戰化評估指標體系，并聯系交戰過程建造了含多項指標的定量評價模型，經過應用基于熵權的模糊綜合評估法對裝備維修保障設備配備科學性施行定量分析整體評估，評估結果可支持設備配備分析，進而支持配備方案優化措施的制訂，提升設備配備方案的科學性，促進維修保障設備的實戰化水平。武高衛等依據復雜裝備普遍采用的k/N系統故障單元維修規律，創造了批量維修策略,并基于這項策略建立了k/N系統可用度模型，利用MQ/M/c排隊理論，對影響裝備可用度的重大指標進行了演算和修心；然后，建立了由n個k/N系統組成的復雜裝備的多樣化維修保障設備的優化配置模型，采用邊際效應評估法對多種維修保障設備進行整體優化。驗證表明，所建立的模型具有較高可操作性，能為裝備維修保障人員提供決策支持。

（4）實際備件需求率的平均計算則是完全基于裝備零部件壽命周期以及備件累計的工作時間周期與平均失效率等所進行決定的。任喜等提出了基于灰色關聯模型確定裝備備件種類的方式，從影響決定備件種類的需求率、經濟性、維修性、關鍵性、故障率、采購周期等方面入手，對零（部）件及其元件進行分析，解決了裝備備件品種的確定困難。宋光浩結合裝備維修備件需求合理配置問題，從裝備故障預測的角度出發，研究了各種維修保障模式下的備件需求率預測方法，分析了多個維修保障模式與備件數量的關系，分別采用非齊次Poisson過程模型、一般維修保障模型和C-G維修保障模式模型，制定了相應維修模式下的定期備件需求清單，解決了裝備備件過剩的問題。李巧君根據現階段裝備使用特點，提出包括定定費用備件優化和優可靠度備件化的裝備備件優化模型，以可靠度除以費用作為目的函數，采用Ant colony算法改進極限學習機求解所建模型，將極限學習機的初始權重和閾值當作Ant colony算法內各爬行路徑節點，通過最佳路徑搜索獲得全體最優解，實現裝備備件需求優化，保證了裝備在動行期間的隨時可用程度。邵文龍等立足精準預測備件要求準確的備件信息的現實，研究了裝備備件信息源，從解決需求與客觀存在之間的矛盾出發，提出備件維修信息的收集內容、流程和方式，為有效預測備件需求提供了數據支撐。

4 結語

本文首先介紹裝備維修質量信息分析的地位及作用，然后介紹了目前軍事裝備維修質量信息分析現階段存在問題。最后對裝備維修質量信息應采集哪些內容和一線學者提出的分析與應用進行了總結。