艦船電子設備維修性分析

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摘要：艦船電子設備在作戰中具有重要的作用，對艦船電子設備的維修性設計進行分析，及時將維修性設計和驗證相結合，提高艦船電子設備的維修性水平。對艦船電子設備的維修性設計進行分析和闡述，之后提出一套維修性驗證程序。為艦船電子設備的維修性驗證提供了新的思路。

關鍵詞：維修性設計；維修性驗證；艦船電子設備

維修性作為裝備的通用質量特性，能夠對裝備是否方便、快速、經濟地完成維修工作進行清晰地表征，通常與可靠性、測試性、保障性一起進行分析，因此可以從維修性方向對設備進行約束，避免維修性成為限制設備性能提升的因素。近年來，隨著科學技術的發展，武器裝備的性能得到提升，技術復雜性也越來越高，對故障診斷、故障排查、維修工作都提出了更高、更新、更嚴的要求。因此，如何提高大型武器裝備的維修性水平，是所有武器裝備研制方、使用方共同關注的問題[1]。電子設備在多種大型復雜系統中都發揮著關鍵作用，尤其在船舶中占據了較大比例，船舶上的大型武器裝備如雷達、控制臺等都是由艦船電子設備構成的。因此，在復雜戰場環境下，使艦船電子設備具備良好的維修性，對整個作戰預警系統都極為重要。同時還能夠較好地利用維修保障資源，降低整個壽命周期的維修保障成本，從而提高設備整體的綜合保障能力。因此，如何對艦船電子設備的維修性工作進行評估，從而提高整個艦船電子設備的維修性水平，已成為艦船電子設備研制方和使用方共同面臨的問題。針對上述情況，本文從使用者的角度出發，提出了一種綜合驗證艦船電子設備維修性的方法[2]。

1維修性設計

在艦船電子設備的早期論證階段和工程研制階段，對維修性的評估工作主要基于維修性設計和維修性預計。通過維修性設計和預計工作，可對雷達裝備的維修性能力進行一個初步的評估。1.1維修性設計艦船電子設備在系統的總體設計、硬件設計、軟件設計中需同步進行維修性設計工作，確保系統易檢測、易診斷、易修理，縮短維修時間，提高系統的維修性和可用度。維修性設計的主要內容有：1）應對艦船電子設備的各個模塊進行合理結構布局，部分部件故障率較高，部分部件需要較大的維修空間才能夠進行維修，對這類部件，在安排結構布局時，應將它們布置在人工容易達到的位置，并保留足夠的維修操作空間，留存適當的可視空間，使維修人員能夠方便操作。以不影響或者少影響其余未發生故障的可更換單元為目標，確保每個部件的檢查和測試點都布置在合適的位置。對于不具備自檢的可更換單元，還需將人工檢測口布置在該可更換單元的附近。2）應對艦船電子設備采取模塊化、互換性和標準化設計。艦船電子設備采用模塊化設計，做到外場維修以更換航線可更換單元（LineReplaceableUnit，LRU）方式進行，內場維修以更換車間可更換單元（ShopReplaceableUnit，SRU）進行維修，廠級維修更換SRU和元器件；設計的模塊可以不受其余模塊的影響，進行調試和生產，更換時直接固定，無需調整；提高標準化、互換性程度；為了提高產品的維修效率，通過簡化工作流程，連接件、緊固件、元器件等盡量使用相同類型的元器件，最大程度地減少了零件、部件和組件的種類，從而提高維修效率；要求艦船電子設備中數量較大又容易損壞的模塊、組件必須具有良好的互換性和通用性，并準備好備件進行更換；優選標準化產品；產品需做某些更改或改進時，要盡量做到新老產品之間能夠互換使用[3]。3）防插錯措施也應應用于艦船電子設備的維修性設計中。人工操作時，無法保證百分之百的投入與準確性，因此可以在設計中采取一些措施降低人為犯錯的概率，降低其嚴重性，并能立即發覺和糾正；產品的內部印制板與插槽上應印有隸屬號以防插錯，對外連接的插座應分別有大、小、針、孔等防插錯措施；對設備進行標記時，需選擇合適的位置，并選用合適清晰的字體和標識；對產品進行銘牌設計時，標出型號、制造單位、批號、編號和出廠時間等；本產品中所有的標志都按規范制作，大小、位置適當，鮮明醒目。所使用的銘牌和標志需具備良好的可靠性，保證在設備壽命周期內長期有效。銘牌示例如圖1所示。此外，還應建立設備的維修時間模型。艦船電子設備常常采用串聯作業模型，拆裝流程圖如圖2所示。在以上維修性設計的基礎上，還應注意維修的安全性。維修安全性是指避免維修人員傷亡或產品損壞的一種設計特性。應注意：防機械損傷，防電擊，防高溫，防火、防爆、防化學毒害、侵蝕等，防核事故[4]。1.2維修性預計為了驗證維修性設計是否有效，雷達裝備需要規定一些定量指標。在艦船電子設備的設計階段，一般會對艦船電子設備的電氣故障平均修復時間進行規定。在具體的設計過程中，可以對電氣故障平均修復時間進行預計，該平均修復時間可以綜合體現整個設備的維修性設計水平。因此，可通過對電氣故障平均修復時間進行評估，來了解該艦船電子設備的維修性設計情況。根據艦船電子設備的研制總要求，會對艦船電子設備整機系統的電氣故障平均修復時間的規定值進行要求，在整機指標的基礎上，在艦船電子設備的研制階段，將對各個分系統進行維修性分配和預計，常常采用等分配法對各個分系統的電氣故障平均修復時間進行分配，這樣可以保證各個分系統的維修性水平較平均，不存在短板[5]。各分系統將根據各自分系統的特點進行維修性預計。將艦船電子設備的分系統進行進一步的劃分，獲得各分系統的外場可更換單元，對各個LRU進行維修性預計。進而獲得各分系統的維修性指標預計值，對艦船電子設備的維修性能力獲得一個基本評估，繼而開展后續通過試驗進行的維修性評估工作。

2維修性驗證程序

對于船舶電子設備的維修性驗證工作應結合設備的不同階段進行具體的設計。維修性驗證應是研制方與使用方共同協作的一個過程，需結合船舶電子設備在實際研制過程中的情況確認具體的維修性驗證方法。驗證程序如下：1）將方案階段維修性設計與分析報告，提供給使用方進行審核，使用方對設備的維修性設計實際情況進行初步了解；2）將研制階段研制方設計的各種技術圖紙資料提供給使用方進行審核，使用方通過技術圖紙，可了解到維修可達性的情況，維修通道設置是否合理，是否采用了合適的防差錯措施等，通過圖紙審查的方式對維修性設計情況進行初步評定；3）將研制階段對電氣故障平均修復時間的計算方法提供給使用方進行審核，使用方對設備的平均修復時間（MeanTimetoRepair，MTTR）值進行審核；4）將艦船電子設備外場試驗階段和在役階段通過數據統計獲得的維修數據提交使用方審核，對MTTR值進行復核；5）研制方向使用方提供維修性工作總結報告，提交使用方進行審核；6）通過試驗與總結，研制方了解到艦船電子設備各分系統在維修性中的薄弱點，針對薄弱部分，提出維修性改進要求，提交使用方進行審核；7）使用方對該裝備的維修性情況作出評價，完成維修性驗證程序。

3結論

本文在艦船電子設備現有維修性的基礎上，分析了艦船電子設備的維修性設計，提出了一種維修性驗證方法。利用這種方法，可以對艦船電子設備的維修性進行分析，有針對性地對艦船電子設備進行維修性驗證。

作者：吳凌華 代睿 單位：海軍裝備部