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在現(xiàn)代高技術(shù)局部戰(zhàn)爭中，為了贏得戰(zhàn)爭的勝利，必須發(fā)展高新技術(shù)武器。這些武器不僅必須具有精確打擊能力和威懾能力，還必須具有良好的戰(zhàn)備完好性和任務(wù)成功性，以及良好的機(jī)動性和快速出動能力。從90年代初發(fā)生的“海灣戰(zhàn)爭”到1999年歷時78天的“盟軍行動”的高技術(shù)局部戰(zhàn)爭表明，可靠性、維修性和保障性(R&M&S，包括測試性和安全性)是提高武器裝備戰(zhàn)備完好性和出動強(qiáng)度的基礎(chǔ)，也是改善武器裝備快速出動能力和機(jī)動性的有力保證。

 

要提高武器裝備戰(zhàn)備完好性和出動強(qiáng)度水平，可靠性要求怎么提呢？本文重點(diǎn)介紹武器裝備可靠性定性要求和定量要求的相關(guān)內(nèi)容，供學(xué)習(xí)參考。相信閱讀本文后你可能會有點(diǎn)懵圈，尤其對一些不常見的可靠性參數(shù)！

 

 

可靠性要求

武器裝備可靠性要求是承制方開展可靠性設(shè)計、分析和試驗的依據(jù)，也是訂購方對產(chǎn)品可靠性進(jìn)行監(jiān)控、考核與驗收的依據(jù)?？茖W(xué)、合理地確定型號的可靠性要求是型號開展后續(xù)一系列可靠性工作的前提。產(chǎn)品可靠性要求分為兩大類：第一類是可靠性定性要求；第二類是可靠性定量要求（即可靠性參數(shù)與指標(biāo)）。

 

可靠性定性要求

可靠性定性要求是訂購方從產(chǎn)品的使用效能和使用適應(yīng)性出發(fā)，為了保證產(chǎn)品的可靠性對產(chǎn)品的設(shè)計提出的技術(shù)要求和具體的設(shè)計原則。在裝備立項論證階段往往就要提出初步的可靠性定性要求，并且隨裝備研制工作的進(jìn)展不斷細(xì)化?？煽啃远ㄐ砸笠罁?jù)裝備的類型、使用特點(diǎn)等來確定，是制定型號可靠性設(shè)計準(zhǔn)則的基本依據(jù)，應(yīng)當(dāng)具體、明確，便于設(shè)計人員貫徹落實(shí)?？?/span>靠性定性要求包括簡化設(shè)計、冗余設(shè)計、降額設(shè)計、采用成熟技術(shù)、環(huán)境適應(yīng)性、人機(jī)與環(huán)境工程等。以下歸納了可靠性定性要求各方面的一些條款，為各類裝備提出可靠性定性要求時參考。

 

1 簡化設(shè)計

(a) 在滿足功能和預(yù)期使用條件的前提下，盡可能將裝備設(shè)計成具有最簡單的結(jié)構(gòu)和外形。

(b) 裝備設(shè)計時，應(yīng)使用較少的零組件實(shí)現(xiàn)多種功能，以簡化組裝、減少差錯。

(c) 裝備設(shè)計時，應(yīng)使機(jī)件間的連接簡單，以簡化使用、便于維修人員的操作。

(d) 裝備設(shè)計時，選用的標(biāo)準(zhǔn)件、元器件的種類和數(shù)量盡可能少，元器件間的連線盡可能少。

(e) 裝備設(shè)計時，應(yīng)盡量選用現(xiàn)有產(chǎn)品通用的零部件。

 

2 冗余設(shè)計

(a) 重要的承力結(jié)構(gòu)件，應(yīng)按損壞—安全原則設(shè)計，要提供足夠的冗余，以保證裝備在某一承力結(jié)構(gòu)件損壞時，仍可執(zhí)行任務(wù)或安全返回。

(b) 裝有兩臺（或多臺）發(fā)動機(jī)的裝備，其中任一臺發(fā)動機(jī)損壞時，另一臺（或幾臺）發(fā)動機(jī)仍能保證裝備完成規(guī)定的任務(wù)。

(c) 重要的操縱系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)計成雙套（或以上）操縱系統(tǒng)，兩者中的任一系統(tǒng)都能完成規(guī)定的功能。

(d) 裝備的供電系統(tǒng)應(yīng)具備雙重電源，其中每一電源都能滿足規(guī)定的供電要求。

(e) 裝備應(yīng)具有雙重燃料供給系統(tǒng)，其中一路發(fā)生故障時，另一路仍能保證有足夠的燃料供給發(fā)動機(jī)。

(f) 裝備應(yīng)具有多重剎車（制動）系統(tǒng)，其中任一系統(tǒng)損壞時，其另一系統(tǒng)都能剎車（制動）。

(g) 發(fā)動機(jī)除具有正常的起動系統(tǒng)外，還應(yīng)有應(yīng)急情況下的備份起動系統(tǒng)。

 

3 降額設(shè)計

(a) 選用的電子元器件、液壓元件、氣動元件、電機(jī)、軸承、各種結(jié)構(gòu)件，應(yīng)采用降低負(fù)荷額定值的設(shè)計，以保證有安全儲備。

(b) 機(jī)械、電氣、機(jī)電等設(shè)備的零、組件應(yīng)減少其承受載荷的應(yīng)力。

(c) 設(shè)備設(shè)計應(yīng)減少應(yīng)力的峰值與變化，應(yīng)避免因尖峰電壓，高頻振動等引起的設(shè)備損壞等。

(d) 一切重要的電氣與電子元器件均應(yīng)規(guī)定降低額定值的百分比。

 

4 采用成熟技術(shù)

(a) 裝備設(shè)計應(yīng)在滿足功能要求的前提下，盡量采用經(jīng)過工程實(shí)踐考驗具有高可靠性的設(shè)計。

(b) 為滿足裝備的性能要求，采用的新技術(shù)必須經(jīng)過前期的技術(shù)驗證，證實(shí)其能滿足裝備的可靠性要求。

(c) 選用的電子元器件，均應(yīng)從部門、行業(yè)或型號的元器件優(yōu)選目錄中選取，并且按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行百分之百的環(huán)境應(yīng)力篩選。

 

5 環(huán)境適應(yīng)性

(a) 應(yīng)選用耐腐蝕的材料，依據(jù)使用環(huán)境和材料的性質(zhì)，對零件表面采用鍍層、涂料、陽極化處理或其他表面處理，提高其防腐蝕性能。

(b) 在電勢序列中相距遠(yuǎn)的不同金屬不應(yīng)直接結(jié)合在一起，以防止產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。

(c) 盡可能選用吸濕性小的材料。

(d) 只要有可能就應(yīng)采用不易長霉的材料。如果不可避免，應(yīng)對材料進(jìn)行防霉處理。

(e) 裝備上電氣與電子設(shè)備的工作環(huán)境（包括溫度、濕度、振動、氣壓等）應(yīng)滿足其規(guī)定的環(huán)境條件要求，若不能滿足，應(yīng)為其設(shè)計能控制環(huán)境條件的專門隔艙。

(f) 安裝在髙溫區(qū)域（如靠近發(fā)動機(jī)艙或處于氣動加熱艙段等）內(nèi)的設(shè)備、部件，應(yīng)采用絕熱材料隔離熱源或采用其他適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。

(g) 低溫環(huán)境下工作的光學(xué)設(shè)備應(yīng)有防霧、防霜措施。運(yùn)動機(jī)構(gòu)或裝置盡可能不用液態(tài)潤滑劑，應(yīng)選用硅潤滑脂一類的耐低溫潤滑脂。

(h) 對力學(xué)環(huán)境（包括振動、沖擊、加速度等）敏感的設(shè)備、部件應(yīng)有適當(dāng)?shù)目拐?、減振或隔離振動的措施。導(dǎo)管、電線、電纜的敷設(shè)應(yīng)有固定裝置（如卡箍）定位，以免在力學(xué)環(huán)境下與其他機(jī)件產(chǎn)生磨擦或碰撞。

(i) 外露的設(shè)備及器件應(yīng)盡可能進(jìn)行密封或加設(shè)防塵罩。

(j) 依靠壓力潤滑的傳動部件，當(dāng)潤滑油液面降至安全液面以下或油乳化或污染時應(yīng)有報警。

 

6 人-機(jī)工程設(shè)計

A）駕駛（乘員）艙內(nèi)的環(huán)境條件（如溫度、濕度、燈光、振動、氣壓等）應(yīng)滿足駕駛員（乘員）在艙內(nèi)正常使用（操作）裝備的要求。

B) 裝備使用（操作）人員在正常工作位置的噪聲、振動、沖擊、加速度等應(yīng)在安全范圍內(nèi)，若超出允許范圍，應(yīng)采取安全防護(hù)措施。

C) 要采取防護(hù)措施保護(hù)裝備使用（操作）人員免受熱、毒性、放射性、機(jī)械、電氣、電磁、煙火及其他形式的危害。

D) 駕駛（乘員）艙內(nèi)的工作空間、操縱裝置和顯示器的位置與布局應(yīng)與裝備使用（操作）人員的著裝及個人裝具相適應(yīng)。

E) 裝備操縱裝置的布置應(yīng)滿足以下要求：

a）操縱裝置應(yīng)使其動作方向與所控制對象的運(yùn)動方向相一致；

b）同類但不同型號的裝備，操縱裝置應(yīng)按安排在相同位置；

c）在操縱裝置的各個工作位置上，應(yīng)設(shè)置定位銷或卡銷，以防止無意間的觸動；

d）相互靠近的操縱裝置應(yīng)具有足夠差異的不同外形，以便使用、維修人員容易識別。

F）操縱控制臺（板）上顯示器布局應(yīng)滿足以下要求：

a）需經(jīng)常監(jiān)控的顯示器應(yīng)處于操作者的正常視線范圍內(nèi)；

b）顯示器的視距不應(yīng)超過70厘米，但不能小于33厘米；

c）聯(lián)合使用的顯示器應(yīng)放在同一視距上；

d）顯示器的安裝應(yīng)使其屏幕垂直于視線；

e）警告燈應(yīng)在操作者處于正常操作位置時視線的30°范圍內(nèi)，并位于操作者要采取相應(yīng)措施的控制器旁邊。

G）操縱控制臺（板）上控制器布局應(yīng)滿足以下要求：

a）常用控制器應(yīng)安排在操作者用右手操作并便于觀看操作的部位；

b）所有的控制器應(yīng)位于坐姿操作者能夠達(dá)到的范圍內(nèi)；

c）維修用控制器應(yīng)安裝在正常維修時容易達(dá)到的部位，并盡可能集中安排在一個區(qū)域內(nèi)；

d）不常用的控制器應(yīng)加蓋或采用其他措施，以防止無意間觸動；

e）應(yīng)急情況下使用的控制器除防止無意觸動的措施外，還應(yīng)有需用一定力量才能除掉的保險措施；

f）各控制器的安排盡量使操作者左、右手的工作量相近，右手擔(dān)任的工作應(yīng)是那些要求較精密的控制工作；

g）同時使用的控制器應(yīng)安排在鄰近位置；

h）同類不同型號的裝備上各個控制器的相互位置應(yīng)基本相同；

i）同樣形式的控制器的開關(guān)方向應(yīng)一致。

H）控制器和顯示器的標(biāo)示應(yīng)滿足以下要求：

a）所有控制器和顯示器要用清晰明確的標(biāo)記加以區(qū)別；

b）控制器應(yīng)標(biāo)示出功能與動作方向；

c）用文字作為標(biāo)識時，只能用操作者能夠熟識的字符或縮寫；

d）兩個相同的控制器或顯示器采用相同的標(biāo)記。

 

可靠性定量要求

 

1 可靠性定量要求內(nèi)容

可靠性定量要求是產(chǎn)品可靠性水平的度量，可靠性定量要求由可靠性參數(shù)及其指標(biāo)兩部分組成。應(yīng)根據(jù)不同產(chǎn)品類型的使用特點(diǎn)，參照GJB1909.1～.10-94《裝備可靠性維修性參數(shù)選擇和指標(biāo)確定要求》予以確定。

 

（1）可靠性參數(shù)

裝備的可靠性參數(shù)分為使用參數(shù)和合同參數(shù)。使用參數(shù)是直接反映對裝備的使用需求的可靠性參數(shù)，合同參數(shù)是在合同和研制任務(wù)書中表述訂購方對裝備可靠性要求的參數(shù)，并且是承制方在研制與生產(chǎn)過程中能夠控制的參數(shù)。這兩類參數(shù)的定義、關(guān)系和區(qū)別見表1。

 

表1 可靠性使用參數(shù)與合同參數(shù)

可靠性使用參數(shù)	可靠性合同參數(shù)
使用參數(shù)是直接反映對裝備的使用需求的可靠性參數(shù)。 1、描述產(chǎn)品在計劃環(huán)境中使用時的R水平由使用需求導(dǎo)出 2、包括產(chǎn)品設(shè)計、制造、安裝、質(zhì)量、環(huán)境、使用、維修等的綜合影響 3、典型參數(shù)： 基本可靠性參數(shù) 如：平均維修間隔時間（MTBM） 任務(wù)可靠性參數(shù)如： 任務(wù)成功概率（MCSP）	合同參數(shù)是在合同和研制任務(wù)書中表述訂購方對裝備可靠性要求的，并且是承制方在研制與生產(chǎn)過程中能夠控制的參數(shù)。 1、用于度量和評價承制方的可靠性工作水平 2、根據(jù)使用可靠性參數(shù)轉(zhuǎn)換 3、只考慮產(chǎn)品設(shè)計與制造的影響 4、典型參數(shù) 基本可靠性參數(shù)如： 平均故障間隔時間（MTBF） 任務(wù)可靠性參數(shù)如： 致命性故障間的任務(wù)時間（MTBCF）

 

（2）可靠性指標(biāo)

可靠性參數(shù)的量值稱為可靠性指標(biāo)，可靠性使用參數(shù)的量值稱為可靠性使用指標(biāo)，它可分為目標(biāo)值和門限值。可靠性合同參數(shù)的量值稱為可靠性合同指標(biāo)，它可分為規(guī)定值和最低可接受值。目標(biāo)值和門限值、規(guī)定值和最低可接受值的定義見表2。

在產(chǎn)品研制、生產(chǎn)與使用過程中，由于產(chǎn)品不斷暴露和發(fā)現(xiàn)故障，不斷地采取改進(jìn)措施完善設(shè)計、工藝、制造，從而使產(chǎn)品的可靠性不斷得到增長。因此，產(chǎn)品的可靠性量值在不同的階段是不一樣的。因此，可靠性指標(biāo)的目標(biāo)值和門限值、規(guī)定值和最低可接受值的關(guān)系見圖1。

 

表2 可靠性使用指標(biāo)與合同指標(biāo)

使用指標(biāo)		合同指標(biāo)
目標(biāo)值	門限值	規(guī)定值	最低可接受值
期望裝備達(dá)到的使用指標(biāo)，它既能滿足裝備使用需求，又可使裝備達(dá)到最佳的效費(fèi)比，是確定規(guī)定值的依據(jù)。	裝備必須達(dá)到的使用指標(biāo)，它能滿足裝備的使用需求，是確定最低可接受值的依據(jù)，也是現(xiàn)場驗證的依據(jù)。	合同和研制任務(wù)書中規(guī)定的期望裝備達(dá)到的合同指標(biāo)，它是承制方進(jìn)行可靠性設(shè)計的依據(jù)。	合同和研制任務(wù)書中規(guī)定的、裝備必須達(dá)到的合同指標(biāo)，它是進(jìn)行實(shí)驗室鑒定試驗的依據(jù)。

 

圖1 可靠性定量要求的階段性

 

2 典型裝備的主要可靠性參數(shù)

可靠性（含耐久性）定量要求的主要參數(shù)包括：

A) 基本可靠性參數(shù)，如平均故障間隔時間(MTBF)、平均故障間隔里程(MMBF)等；

B) 任務(wù)可靠性參數(shù)，如任務(wù)可靠度、致命性故障間的任務(wù)時間(MTBCF) 、導(dǎo)彈飛行可靠度等；

C) 耐久性參數(shù)，如首次大修期限、總壽命、儲存壽命等。

表3 列出了軍用飛機(jī)、艦船、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、戰(zhàn)略導(dǎo)彈和裝甲車輛等典型裝備的可靠性參數(shù)及頂層綜合類參數(shù)。

 

表3 典型裝備的可靠性參數(shù)及頂層綜合類參數(shù)

	軍用飛機(jī)	艦船	戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈	戰(zhàn)略導(dǎo)彈	裝甲車輛
戰(zhàn)備完好性	使用可用度 出動架次率 再次出動準(zhǔn)備時間	使用可用度 固有可用度	使用可用度 導(dǎo)彈檢測合格率	技術(shù)準(zhǔn)備完好率 待機(jī)準(zhǔn)備完好率	使用可用度 可達(dá)可用度
任務(wù)可靠性	任務(wù)可靠度 致命性故障間的任務(wù)時間 空中停車率	任務(wù)可靠度	武器系統(tǒng)戰(zhàn)斗工作可靠度 致命性故障間任務(wù)時間 導(dǎo)彈發(fā)射飛行可靠度	任務(wù)成功率 發(fā)射可靠度 飛行可靠度 引（核）爆可靠度	任務(wù)成功度 致命性故障間任務(wù)里程
基本可靠性	平均故障間隔時間 平均故障間隔飛行小時 故障前平均時間 無維修待命時間 提前換發(fā)率	平均故障間隔時間	平均故障間隔時間 平均故障間隔掛飛時間 平均無故障運(yùn)輸里程	平均故障間隔時間 平均故障間隔里程	平均故障間隔里程
耐久性	首次翻修期限 總壽命 儲存壽命	使用壽命 儲存壽命 計劃維修間隔時間	儲存可靠度 首次大修期限 貯存壽命 使用壽命	貯存期	使用壽命 首次大修前工作時間

 

裝備可靠性、維修性、保障性要求之間存在關(guān)聯(lián)性，因為它們共同對戰(zhàn)備完好性和任務(wù)成功性等頂層綜合類參數(shù)構(gòu)成影響。因此，在確定可靠性定量要求時，還應(yīng)綜合考慮維修性參數(shù)（如平均修復(fù)時間、最大修復(fù)時間、更換發(fā)動機(jī)時間等）和保障系統(tǒng)及其資源參數(shù)（如平均保障延誤時間、備件滿足率等）對戰(zhàn)備完好性和任務(wù)成功性等頂層綜合類參數(shù)的影響，并進(jìn)行協(xié)調(diào)與權(quán)衡工作，以全面地反映戰(zhàn)備完好性、任務(wù)成功性、維修人力費(fèi)用和保障資源費(fèi)用等四個方面的目標(biāo)，保證戰(zhàn)備完好性和任務(wù)成功性等頂層綜合類參數(shù)及其指標(biāo)得到滿足。