雷達系統的維護保養與預防性維護

厲小翅 宋亞偉 顏建

摘?要：雷達系統是一種重要的探測設備，需要進行維護保養和預防性維護，以保證其正常運行和延長其使用壽命。本文介紹了相關概念、方法和案例，分析了管理問題和挑戰，并提出了未來的研究方向。雷達系統的維護保養和預防性維護需要制訂并實施合理有效的方案，依賴于先進的技術和方法，考慮雷達系統所屬的組織結構和管理制度，以及雷達系統所服務的任務需求和效益評估，以實現雷達系統維護保養和預防性維護的優化配置和協同管理。

關鍵詞：雷達系統；維護保養；預防性維護；管理

一、概述

雷達系統是一種利用電磁波進行探測、定位、跟蹤、識別和測量目標信息的設備，具有廣泛的軍事和民用應用。在空中交通管制、氣象預報、導航定位、遙感測繪、地震監測、海洋探測等領域發揮著重要作用。雷達系統也是國防安全和現代戰爭的重要組成部分，能夠實時為軍隊提供對敵方目標的偵察、預警、干擾、打擊等能力。

由于雷達系統的復雜性和高精度要求，其維護保養工作具有很高的技術性和專業性，對于保證雷達系統的正常運行和延長其使用壽命至關重要。雷達系統維護保養工作包括對雷達系統進行定期檢查、清潔、調試、更換零部件等操作，以及對雷達系統出現故障時進行及時診斷和修復［1］。雷達系統維護保養工作不僅需要綜合考慮雷達系統本身的技術特性和工作環境，還需要考慮雷達系統所屬的組織結構和管理制度，以及雷達系統所服務的任務需求和效益評估。

預防性維護是一種主動的維護保養方式，旨在通過提前發現和消除潛在故障，避免或減少雷達系統出現突發故障或停機時間，從而提高雷達系統的可靠性和可用性。包括對雷達系統進行定期或條件觸發的檢測、測試、分析等操作，以及根據檢測結果制定和執行相應的維護保養措施。預防性維護需要依賴于先進的檢測設備、數據分析方法和決策支持系統，以實現對雷達系統狀態的實時監測和智能診斷。

本文旨在介紹雷達系統的維護保養與預防性維護的相關概念、方法和案例，以及分析雷達系統維護保養與預防性維護的管理問題和挑戰，并提出一些未來研究方向。

二、雷達系統的維護保養

雷達系統的維護保養工作是一項經常性的工作，工作量大而又細致。除平時在觀測過程中發現和處理的一些問題外，大量的保養工作需要通過定期維護保養來完成。如在信號處理軟件中，對雷達的各個系統狀態做檢查。當雷達出現問題時，可以從軟件界面直接看出雷達故障發生部位［2］。

（一）雷達系統常見故障及處理方法

雷達系統由多個子系統組成，每個子系統又包含多個部件或模塊。因此，雷達系統可能出現多種類型和級別的故障，影響其功能或性能。根據故障發生的位置和原因，可以將雷達系統故障分為以下幾類。

電源故障：指由于電源供應不穩定或中斷導致雷達系統無法正常啟動或運行的故障，如電源線斷裂、電源開關故障、電源保護裝置故障等。

信號故障：指由于信號發生、傳輸或接收過程中出現異常導致雷達系統無法正常探測或顯示目標信息的故障，如信號源故障、天線故障、信號線故障、信號處理器故障、顯示器故障等。

控制故障：指由于控制系統或人機交互設備出現異常導致雷達系統無法正常響應指令或操作的故障，如控制器故障、鍵盤故障、鼠標故障、觸摸屏故障等。

環境故障：指由于雷達系統所處的環境條件不符合要求或發生變化導致雷達系統無法正常工作的故障，如溫度過高或過低、濕度過大或過小、灰塵過多、電磁干擾過強等。

處理雷達系統故障的方法主要有以下幾種：

重啟或復位：指通過重新啟動雷達系統或重置部分參數來恢復其正常狀態的方法，適用于一些暫時性或偶然性的故障，如軟件卡死、參數設置錯誤等。

調整或校準：指通過調整雷達系統的部件或模塊的位置、角度、電壓等參數來改善其功能或性能的方法，適用于一些由于長期使用或環境變化導致的偏差或誤差，如天線偏移、信號失真等。

更換或維修：指通過更換雷達系統的部件和模塊或對其進行維修來恢復其功能或性能的方法，適用于一些由于損壞或老化導致的失效或降級，如電源線斷裂、信號源損壞等。

（二）雷達系統的日常維護保養

常見雷達系統的日常維護保養主要包括以下幾個方面。

1.定期清潔雷達系統以保持其良好狀態

定期對雷達系統的外部和內部進行清潔，去除灰塵、污垢、油漬等雜物，防止其影響雷達系統的正常功能或性能。清潔時應使用合適的工具和材料，避免劃傷或損壞雷達系統的部件或模塊。清潔時應注意斷開電源，防止觸電或短路事故發生。

2.檢查雷達系統的部件或模塊以發現并排除異常現象

定期對雷達系統的部件或模塊進行檢查，檢查其是否有損壞、松動、磨損等異常現象，以及是否有異響、異味、異色等異常信號。檢查時應使用合適的儀器和方法，避免誤判或漏判。檢查時應注意安全，防止觸碰高壓或高溫部件。

3.調試雷達系統以確保其正常運行和滿足性能要求

定期對雷達系統進行調試，調試其是否能夠正常啟動和運行，以及是否能夠滿足功能和性能要求。調試時應使用合適的測試設備和程序，避免誤操作或誤測。調試時應注意記錄數據和結果，以便分析和評估。

（三）雷達系統的緊急維護保養

雷達系統的緊急維護保養是指在雷達系統出現故障或異常時進行的一些緊急操作，以恢復其功能和性能或防止其進一步惡化。雷達系統的緊急維護保養主要包括以下幾個方面。

1.快速診斷雷達系統的故障或異常以確定處理方法

在雷達系統出現故障或異常時，快速確定其發生的位置和原因，以便采取相應的處理方法。診斷時應使用合適的診斷設備和方法，避免誤診或漏診。診斷時應注意安全，防止觸碰高壓或高溫部件。

2.采取相應的處理方法以恢復或保護雷達系統的功能

在雷達系統出現故障或異常時，根據其類型和級別，采取相應的處理方法。如重啟、復位、調整、校準、更換、維修等，以恢復其功能或性能或防止其進一步惡化。處理時應使用合適的工具和材料，避免造成二次損壞或降級。處理時應注意記錄數據和結果，以便分析和評估。

3.及時報告雷達系統的故障或異常信息以便進行改進

在雷達系統出現故障或異常后，及時向上級或相關部門報告其發生的時間、地點、原因、處理方法和結果等信息，以便進行統計、分析和改進。報告時應使用合適的格式和語言，避免遺漏或錯誤。

三、雷達系統的預防性維護

（一）預防性維護的定義和意義

預防性維護是一種主動的維護保養方式，旨在通過提前發現和消除潛在故障，避免或減少雷達系統出現突發故障或停機時間，從而提高雷達系統的可靠性和可用性。與傳統的修復性維護（即在雷達系統出現故障后才進行維護保養）相比，預防性維護具有以下優點：可以提高雷達系統的運行效率和使用壽命，降低能耗和廢物率；可以降低雷達系統的維護保養成本和風險，減少人力和物力投入；可以提高雷達系統的安全性和穩定性，減少事故和損失；可以提高雷達系統的服務質量和用戶滿意度，增加信譽和競爭力。

預防性維護的定義可以根據不同的標準進行劃分，如根據時間間隔、條件觸發、狀態監測等。本文采用以下定義：

定期預防性維護：指按照預先設定的時間間隔對雷達系統進行預防性維護的方式，如每月、每季度、每年等。定期預防性維護具有操作簡單、規范明確、易于管理等特點，但也存在一些缺點，如可能過度或不足地進行預防性維護、不能及時響應雷達系統狀態變化等。

條件預防性維護：指根據預先設定的條件觸發對雷達系統進行預防性維護的方式，如當雷達系統的某個參數達到或超過某個閾值時。條件預防性維護具有操作靈活、適應性強、能夠及時響應雷達系統狀態變化等特點，但也存在一些缺點，如需要設定合理的條件和閾值、需要監測和判斷條件是否滿足等。

狀態預防性維護：指根據雷達系統的實時狀態監測和分析對雷達系統進行預防性維護的方式，如當雷達系統的狀態出現異?；蜈厔輹r。狀態預防性維護具有操作智能、精確度高、能夠提前發現和消除潛在故障等特點，但也存在一些缺點，如需要使用先進的監測設備和分析方法、需要處理大量的數據和信息等。

（二）預防性維護的實施步驟

預防性維護的實施步驟可以根據不同的預防性維護方式進行調整，但一般包括以下幾個步驟：

1.規劃預防性維護的目標、策略和計劃

根據雷達系統的特性和需求，制定預防性維護的目標、策略、計劃和資源分配等內容，以指導預防性維護的實施。定期預防性維修策略是指根據裝備的運行經驗以及運行期間獲得的裝備故障數據，制訂出相對應的維修計劃，該維修計劃通常是每隔一定時間對裝備進行維護和保養以及對裝備的一些故障零部件進行更換［3］。規劃時應考慮雷達系統的功能和性能要求、工作環境和條件、歷史故障數據和分析、預防性維護的成本效益等因素。

2.檢測雷達系統的狀態和性能

對雷達系統進行定期條件觸發或狀態監測，獲取雷達系統的相關參數和信號，以評估其狀態和性能。檢測時應使用合適的檢測設備和方法，避免干擾或損壞雷達系統，還應注意記錄數據和結果，以便分析和評估。

3.分析檢測數據和結果以判斷預防性維護的需求

對檢測到的數據和結果進行分析，判斷雷達系統是否存在潛在故障或異常及是否需要進行預防性維護。分析時應使用合適的分析方法和工具，避免誤判或漏判，還應注意生成報告和建議，以便決策和執行。

4.執行相應的預防性維護措施以消除或預防故障

根據分析得到的報告和建議，執行相應的預防性維護措施，如清潔、調整、校準、更換、維修等，以消除潛在故障或異常，或提高雷達系統的功能或性能。執行時應使用合適的工具和材料，避免造成二次損壞或降級，應注意記錄數據和結果，以便分析和評估。

5.評估預防性維護的執行效果和改進空間

對預防性維護的執行效果進行評估，評估其是否達到了預期目標，以及是否有改進空間。評估時應使用合適的評估方法和指標，避免偏差或誤差，還應注意生成報告和反饋，以便總結和改進。

（三）預防性維護的應用案例

以下是一些關于雷達系統預防性維護的應用案例：

案例一：美國空軍對其某戰斗機上搭載的AN/APG77有源相控陣雷達進行了一項名為“自適應診斷與修復”的預防性維護項目。該項目利用了人工智能技術，通過對雷達系統進行實時狀態監測和分析，自動識別和定位故障，以及自動調整和修復故障。該項目大大提高了雷達系統的可靠性和可用性，降低了維護保養成本和時間。

案例二：中國海軍對其某型驅逐艦上搭載的H/LJG346A多功能相控陣雷達進行了一項名為“智能預防性維護”的預防性維護項目。該項目利用了大數據技術，通過對雷達系統的歷史故障數據進行挖掘和分析，建立了故障預測模型，以及制訂了預防性維護計劃和措施。該項目有效地預防了雷達系統的故障發生，提高了雷達系統的性能和壽命。

案例三：英國皇家空軍對其哨兵預警機上搭載的AN/APY2旋轉天線雷達進行了一項名為“條件預防性維護”的預防性維護項目。該項目利用了傳感器技術，通過對雷達系統的關鍵參數進行實時監測和記錄，設置了相應的條件和閾值，以觸發預防性維護操作。該項目及時地發現并消除了雷達系統的潛在故障，保證了雷達系統的安全運行。

四、雷達系統維護保養與預防性維護的管理

（一）雷達系統維護保養與預防性維護的計劃與執行

雷達系統維護保養與預防性維護的計劃與執行是指根據雷達系統的特性和需求，制訂并實施合理有效的維護保養與預防性維護方案，以保證雷達系統的正常運行和延長其使用壽命［4］。雷達系統維護保養與預防性維護的計劃與執行主要包括以下幾個方面：

（1）明確并量化雷達系統維護保養與預防性維護的目標。提高雷達系統的可靠性、可用性、效率、壽命等指標，以及降低雷達系統的故障率、停機時間、成本等指標。

（2）選擇并優化雷達系統維護保養與預防性維護的策略。選擇合適的維護保養方式（如修復性、定期、條件、狀態等）、頻率（如每日、每周、每月等）、范圍（如全面、部分、重點等）、方法（如清潔、調整、校準、更換、維修等）等。

（3）制訂并調整雷達系統維護保養與預防性維護的計劃。確定具體的時間表（如何時進行）、任務分配（誰來進行）、資源配置（需要什么設備、材料、人員等）、流程設計（如何進行）等。

（4）按照計劃實施雷達系統維護保養與預防性維護的操作。按時按質按量完成維護保養與預防性維護任務，以及記錄并報告維護保養與預防性維護的數據和結果等。

（二）雷達系統維護保養與預防性維護的成本管理

雷達系統維護保養與預防性維護的成本管理是指根據雷達系統的特性和需求，控制并優化雷達系統維護保養與預防性維護的成本，以提高雷達系統的效益。雷達系統維護保養與預防性維護的成本主要包括直接成本、間接成本和隱含成本。直接成本指直接用于雷達系統維護保養與預防性維護的成本，如設備、材料、人工、能源等。間接成本指由于雷達系統維護保養與預防性維護而產生的成本，如停機時間、運輸費用、管理費用等。隱含成本指由于雷達系統故障或降級而造成的成本，如修復費用、損失費用、罰款費用等。

雷達系統維護保養與預防性維護的成本管理主要包括預算、節約、優化和評估四個方面。預算指根據雷達系統的特性和需求，以及歷史數據和分析，制定并調整雷達系統維護保養與預防性維護的預算，如確定合理的成本目標、限額、分配等。節約指通過采取各種措施，降低雷達系統維護保養與預防性維護的直接成本、間接成本和隱含成本，如提高設備利用率、降低材料消耗率、提高人員效率、減少停機時間等。優化指通過采取各種措施，提高雷達系統維護保養與預防性維護的效益，如提高雷達系統的可靠性、可用性、效率、壽命等指標，以及降低雷達系統的故障率、停機時間、成本等指標［5］。評估指對雷達系統維護保養與預防性維護的成本和效益進行評估，評估其是否符合預算和目標，以及是否有改進空間。評估時應使用合適的評估方法和指標，避免偏差或誤差。評估時應注意生成報告和反饋，以便總結和改進。

（三）雷達系統維護保養與預防性維護的效果評估

雷達系統維護保養與預防性維護的效果評估是指根據雷達系統的特性和需求，評價并改進雷達系統維護保養與預防性維護的執行效果，以提高雷達系統的質量和滿意度。雷達系統維護保養與預防性維護的效果主要包括功能、性能、可靠性、可用性和壽命等方面。

功能指雷達系統是否能夠正常啟動和運行，以及是否能夠滿足功能要求，如探測、定位、跟蹤、識別和測量目標信息等。性能指雷達系統是否能夠達到或超過性能要求，如探測距離、探測精度、探測速度、探測范圍、探測分辨率等。可靠性指雷達系統在規定的時間和條件下不出現故障或異常的概率及出現故障或異常后能夠恢復正常狀態的能力?？捎眯灾咐走_系統在規定的時間和條件下能夠正常工作的概率和不能正常工作時所占用的時間比例。壽命指雷達系統在規定的時間和條件下能夠正常工作的期限，以及在此期限內所需進行的維護保養次數和程度。

雷達系統維護保養與預防性維護的效果評估主要包括監測、分析、改進和驗證四個方面。監測指對雷達系統進行定期或條件觸發或狀態監測，獲取雷達系統的相關參數和信號，以評價其功能和性能。分析指對監測得到的數據和結果進行分析，判斷雷達系統是否滿足或超過功能和性能要求，以及是否存在潛在故障或異常。改進指根據分析得到的報告和建議，執行相應的改進措施，如優化參數、更新軟件、升級硬件等，以提高雷達系統的功能或性能，或消除潛在故障或異常。驗證只對改進后的雷達系統進行驗證，驗證其是否達到或超過功能和性能要求，以及是否消除了潛在故障或異常。

五、結論

本文介紹了雷達系統的維護保養與預防性維護的相關概念、方法和案例，以及分析了雷達系統維護保養與預防性維護的管理問題和挑戰，并提出了一些未來研究方向。

雷達系統的維護保養與預防性維護是保證雷達系統的正常運行和延長其使用壽命的重要手段，具有重要的理論意義和實踐價值。為了實現這一目標，雷達系統的維護保養與預防性維護需要根據雷達系統的特性和需求，制訂并實施合理有效的方案，以提高雷達系統的可靠性、可用性、效率、壽命等指標，降低雷達系統的故障率、停機時間、成本等指標。同時，雷達系統的維護保養與預防性維護需要依賴先進的技術和方法，如人工智能、大數據、傳感器等，以實現對雷達系統狀態的實時監測和智能診斷，還有對雷達系統功能和性能的自動調整和修復。此外，雷達系統的維護保養與預防性維護需要考慮雷達系統所屬的組織結構和管理制度及雷達系統所服務的任務需求和效益評估，以實現雷達系統維護保養與預防性維護的優化配置和協同管理。

綜上所述，未來研究方向應該從以下幾個方面進行改進和創新。首先，提高雷達系統故障預測的精確度和靈活度，以適應不同的預防性維護需求和條件；其次，提高雷達系統故障診斷和修復的智能度和自主度，以減少人工干預和錯誤；再次，提高雷達系統維護保養與預防性維護效果評估的全面性和深入性，以反映不同的評估指標和維度；最后，提高雷達系統維護保養與預防性維護管理的協調性和統一性，以實現不同層級和部門的有效溝通和協作。

參考文獻：

［1］李毅聰，曾楊，黎志波.移動雷達日常維護保養及典型故障案例分析［J］.氣象水文海洋儀器，2013（1）：108110.

［2］李珂.分析多普勒雷達故障及其維修維護［J］.科技風，2015（15）：37.

［3］蔣偉，盛文，祁煒，等.大型相控陣雷達T/R組件維修決策問題綜述［J］.系統工程與電子技術，2022，44（1）：127138.

［4］胡濤，王樹宗，楊建軍.基于最小維修策略的多階段任務成功性仿真模型［J］.海軍工程大學學報，2009，21（３）：6670.

［5］賈秀芹，劉瑞元.ｋ/ｎ系統在（ｎ，Ｌ，R，R）維修策略下的可用度［J］.西南大學學報，2011，33（９）：1721.

作者簡介：厲小翅（1998—?），男，漢族，浙江金華人，本科，研究方向：雷達管理保障。