在研制过程中如何落实综合保障要求

唐华

摘 要： 本文首先指出现代装备随着科学技术的迅猛发展，复杂程度飞速提高，导致装备综合保障要求越来越高，之后分别在可靠性设计、维修性设计两个方面，论述如何在研制过程中落实综合保障要求。本文未就常用的可靠性设计、维修性设计方面进行论述，在可靠性设计方面就产品成熟度、元器件选用进行论述；维修性设计方面就预防性维修设计维修性接口设计进行论述。

关键词： 综合保障；可靠性；维修性

1前言

随着现代科学技术的迅猛发展，装备的复杂程度飞速提高，导致装备的综合保障要求也越来越高，除了提高装备的固有可靠性外，还应对装备的使用、维修及综合保障等问题给予充分地重视，否则新研装备将难于使用，更无法维修及保障，导致不能保证作战任务的完成。因此在现代战争中对装备保障特性提出了更高的要求，既要求所设计的装备便于使用和便于维修（便于保障），又要求在装备使用中能提供强有力地使用与维修保障（得到保障），否则将难于完成作战和训练任务。

2在研制过程中落实综合保障要求

装备综合保障的设计特征是指与装备使用与维修保障有关的设计特征，主要包括可靠性、维修性、测试性、运输性、人机综合特征、生存性、安全性、自保障性、标准化、可部署性等，必须在装备研制过程中就加以考虑，落实在装备的设计中。本文就可靠性设计和维修性设计方面如何落实综合保障进行讨论。

2.1 可靠性设计方面

可靠性设计主要包括成熟技术及工艺、简化设计、元器件原材料的选择及控制、降额设计、冗余设计、电路容差设计、防瞬态过应力设计、热设计、环境防护设计、电磁兼容设计、与人的因素有关的设计、软件可靠性设计、包装和运输设计以及容错设计等方面。这些可靠性设计方面有军用标准或相关资料进行详细论述，本文就不再累述，本文就产品成熟度和元器件选用两方面进行讨论。

2.1.1 产品成熟度

在产品的设计过程中，一般先分析产品的客户需求，列出相应优化设计变量、约束条件及目标函数，将产品拆分为便于实现功能的模块，寻找同样、类似的成熟产品或成熟技术，确定产品优化设计方案，应用成熟产品或成熟技术，能够节约研发的成本、降低技术风险，进而降低进度风险，大大提高产品的可靠性。应用成熟技术是可靠性设计非常重要的环节。那么，什么是成熟产品和成熟技术呢？这就涉及到产品成熟度问题。

产品所处的状态，一般会有处于前期研究状态（概念状态）的、处于正在进行技术开发的、处于正在进行产品研制的以及进行批量生产阶段的。产品的这些不同的状态，称为产品成熟度。

成熟的产品或技术均可用于优化设计，这样就能方便的实现技术共享，减少重复开发造成的浪费，产品可靠性高，产品继承性良好。尤其是产品的维修性继承性好，产品的保障资源（包括备件、装备、技术资料、人员等）更容易得到保证。

2.1.2 元器件的选用

随着我国基础工业的发展以及对元器件采取二筛、模块级筛选、部件级筛选及整机筛选使元器件本身质量缺陷而造成的产品故障占比已经降低。而在元器件选用上造成的质量问题就主要反映在参数匹配不合理、使用环境不合理、产品存在潜在电路等元器件的设计选用方面。其主要是设计人员对元器件的原理、生产过程、故障机理、故障模式和应用条件等理解不够深入，造成元器件使用在不稳定的工况而产生设计质量问题。

根据上述问题采取如下解决措施：

a）产品研制中尽量使用经典应用电路和通用电路设计，尽可能少使用特殊、专用电路设计；

b）尽可能简化电路设计，减少潜在电路，并且在容差设计的基础上，尽量减少元器件的品种、规格；

c）对于接口电路一定要进行接口电路分析，尽量采用同一厂家的元器件；

d）电路仿真、验证试验要充分，尤其是接口电路、设计到安全的电路（如火工品点火电路）必须进行仿真分析、验证试验，重点要进行故障注入仿真分析、验证试验。

元器件选用问题得到控制，能够提高产品的固有可靠性，产品平均无故障工作时间提高，产品的综合保障工作就会相应减少。

2.2 可维修性设计方面

维修性设计不同于设备自身的性能设计，其目的是确保设备在规定的条件下按规定的程序和方法用最短的时间保持或恢复其规定的状态。维修性设计主要有简化设计、可达性设计、标准化互换性与模块化设计、防差错及识别标志设计、维修安全设计、故障检测设计、维修中人素工程设计等。这些方面的维修性设计在军用标准及相关资料中有详细论述，本文对不再累述，本文就预防性维修设计和维修性设计接口两个方面进行详细介绍。

2.2.1 预防性维修分析设计

a） 划分重要和非重要产品

重要产品是指其故障会有安全性、任务性或经济性后果的产品。对它们需要作详细的分析，以确定适当的预防性维修工作要求。

其它非重要产品可能需要一些简单的预防性维修工作，如一般目视检查，通常可包括在区域检查范围内。但这类预防性维修工作应控制在最小范围内，使之不会显著地增加总的维修费用。

b） 按故障确定预防性维修工作

对于重要产品，要通过对其故障模式、影响及危害性分析（FMECA），就是否要进行预防性维修工作做出决断。其准则是：

1）对会有安全性或任务性后果的故障，必须确定有效的预防性维修工作；

2）对于只会有经济性后果的故障，只有在经济上合算时才做预防性维修工作；

3）须按产品故障的原因，来确定适用而又有效的预防性维修工作。

c）根据故障规律及影响，选择预防性维修工作类型

预防性维修工作类型是指利用一种或一系列的维修作业，发现或排除某一隐蔽或潜在故障，防止潜在故障发展成功能故障。通常所采用的预防性维修工作类型有七種：维护保养、操作人员监控、使用检查、功能检测、定时拆修、定时报废以及它们的综合工作。

这些工作类型对明显功能故障来说，是预防该故障本身发生：对隐蔽功能故障来说，并不只是预防该故障本身的发生，而更重要的是预防该故障与别的故障结合形成多重故障，以防止产生严重的后果。

2.2.2 维修性设计接口

设计接口反映了各种保障参数与系统其他设计参数的关系。这些参数包括人的因素、系统安全、能源管理、标准化、互用性、易损性、生存性、维修性、环境保护以及经济可承受性。下面介绍两种常见的维修性设计接口。

A）采用故障指示装置

在结构、电路总体设计中，同步设计设备的故障检测电路和故障报警装置，以便及时、快速、准确地发现故障，从而迅速地解决故障，实现设备的快速维修能力，提高设备的维修性。

B）测试性接口

测试性接口的设计应作为被测单元（UUT）设计的一个组成部分，应设计必要的外部和内部测试接口。测试接口应满足性能监测、故障检测与隔离要求为准。

测试接口可用于定量测试、性能监控、故障隔离、校准或调整、输入激励等。

现场可更换单元（LRU）级产品应设置外部测试接口，外部测试接口应尽可能组合在一个检测插座中，并应具备有与外壳连接的盖帽。

3 结束语

现代战争瞬息万变，综合保障影响到装备的战备以及战斗力的发挥，必须重视装备综合保障建设，尽早开展装备综合保障工作，把综合保障工作作为型号研制工作的重要组成部分，纳入整个型号工作研制策划，保证武器装备交付到部队后能够尽快形成战斗力和保障能力。■