装备维修保障信息谱建模方法研究

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装备维修保障信息是指装备全寿命过程中有关维修保障的各类数据、资料等信息，包括装备维修保障系统建设与运行中的自身产生信息，装备构造原理、结构特性、可靠性、维修性、保障性等装备属性信息，装备作战要求、我军现行体制等环境信息等。由于装备全寿命过程维修保障信息具有数量庞大、类型繁多、关系错综复杂等显著特点，严重制约着维修保障信息综合分析与应用工作的深入开展。面对这-突出问题，迫切需要对装备全寿命过程中所产生的各类维修保障信息进行系统梳理，深入开展分类研究，建立维修保障信息谱系，以便满足信息化条件下武器装备发展建设的需要。为此，本文提出-种维修保障信息谱构建方法。该方法以信息应用为导向，系统梳理了各类信息之间的逻辑关系，以及这些信息对装备各寿命阶段工作的支持作用。

1 装备维修保障信息常用分类方法构建维修保障信息谱的过程，也是梳理各类维修保障信息之间的相互关系，并对其进行重新分类的过程。而对于事物的分类是具有导向的，出于不同的应用目的，对同-事物会提出不同的分类方法，目前存在如下几种典型的维修保障信息分类方法：a.按维修保障要素分类。划分为装备信息、备件信息、维修设施设备信息、维修技术资料信息、维修人员信息、军事地理及情报信息和经费信息等7类信息 。

b.按装备质量特性分类。划分为功能特性信息、可靠性信息、维修性信息、保障性信息、安全性信息、测试性信息、环境适应性信息、互用性信息等 引。

c.按信息处理的深度分类。划分为A类信息(现场收集到的数据及加工处理形成的报告、文件、资料等)和B类信息(在 A类信息基础上综合形成的手册、案例，以及质量活动的工程与管理经验等) 引。

d.按产品质量状态分类。划分为正常质量信息和质量问题信息。质量问题信息又分为-般质量问题信息、严重质量问题信息和重大质量问题信息 引。

e.按保障性分析记录表格分类。划分为装备的使用与维修信息，装备的可用性、可靠性、维修性、故障模式及危害性分析，以可靠性为中心的维修分析等相关信息，装备使用与维修清单、使用与维修工作任务分析、人员与保障要求信息，保障设备与训练要求信息，测试性的要求与说明信息，设施要求信息，人员数量和专业技能要求信息，包装收稿 日期：2012-12- 基金项目：装备维修技术预研资助项 目作者简介：王广彦(1976-)，男，河北邢台人，军械工程学院讲师，博士，主要研究方向为装备维修工程。

- 32·2013年第4期 王广彦：装备维修保障信息谱建模方法研究和供应要求信息，运输性工程分析信息等 9大类信息 。

上述信息分类方法由于没有重点关注各类信息之间的内在逻辑关系，是-种相对静态的分类方法，难以满足深入开展维修保障信息综合分析工作的要求，只能满足装备研制和使用过程中的-般性管理工作。

2 装备维修保障信息谱构建方法2.1 维修保障信息谱的基本结构维修保障信息谱中主要包括以下要素：a.上游阶段信息。相对于某-寿命阶段，出现在其以前的寿命阶段所产生的相关信息。

b.下游阶段信息。相对于某-寿命阶段，出现在其以后的寿命阶段所产生的相关信息。

c.信息演化接口。为了实现上游阶段信息向下游阶段信息的有序演化，必须构建二者之间的信息演化接口模型，在信息演化接口支持下，实现杂乱信息的有序化。

维修保障信息谱的基本结构如图 1所示。从信息演化数量角度来看，维修保障信息谱主要体现为-种工作分解结构，即-项上游阶段信息分解演化为若干项下游阶段信息。从各寿命阶段工作内容角度来看，维修保障信息是各阶段实际工作的信息形式表征。从相邻寿命阶段维修保障信息之间的逻辑关系角度来看，在信息演化接口支持下，实现了上游阶段维修保障信息向下游阶段维修保障信息的有序转化，而这些接口具有较为明确的转化机理，保证了相邻寿命阶段之间维修保障信息的逻辑关系。

上游寿命阶段 下游寿命阶段图 1 维修保障信息谱的结构示意图在满足上游阶段工作需求的同时，也要求合理规划下游阶段的工作内容，这就要求下游阶段维修保障信息相对于上游阶段维修保障信息，应当满足充分必要性。设上游阶段的维修保障信息为 ，下游阶段的维修保障信息为， 。当满足充分条件时，要求 。- ，l，此时 小 即通过开展下游阶段的相关工作，能够满足上游阶段的工作要求。当满足必要条件时，要求 ， J ，此时 ，，i，即上游阶段对下游阶段提出了基本的工作要求。当充分必要性成立时，则有 。当出现下述两种情况时充分必要性无法满足：a.充分性不满足的情况，即 上游阶段的某些工作要求未能得到满足。

b.必要性不满足的情况，即 ，下游阶段的某些工作内容与上游阶段无关。

当出现以上两种特殊情况时，维修保障信息谱表现出-种不良结构特性，说明装备设计存在功能欠缺，或者说明装备设计过于复杂，出现了不必要的多余功能。

2.2 维修保障信息谱的构建过程为构建基于装备全寿命过程维修保障信息演化机制的维修保障信息谱，需要遵循以下构建流程，如图2所示。

墼 二]二 火 霞 翥鲁 .-<：二足充分必多> 阶段所需信息 l图2 维修保障信息谱构建流程示意图a.准确获取上游寿命阶段需求。

上游阶段的界定是相对的，针对某-寿命阶段，相对于在时间历程上位于其后的寿命阶段称之为上游阶段，而相对于在时间历程上位于其前的寿命阶段称之为下游阶段。上游阶段对下游阶段具有直接的指导作用，可将上游阶段视为下游阶段工作开展的需求。

针对下游寿命阶段的主要工作，选用维修保障信息演化专用接口或通用接口模型，为上游寿命阶段需求向下游寿命阶段具体工作内容的转化奠定方法基矗正确选择信息演化接口模型，对于维修· 33·2013年第42卷 机械设计与制造工程保障信息的顺利演化至关重要，直接影响到上游寿命阶段的需求是否能够满足，也影响到下游寿命阶段的工作是否具有针对性。

在信息演化接口支持下，上游阶段的需求将转化为下游阶段的具体工作内容，主要以信息的方式体现出来。这些信息与下游阶段的实际工作具有直接的关联关系，因此要求演化出的信息在下游阶段具有完全的可操作性。

下游阶段的信息应当能够完全满足上游阶段的需求，以避免上游阶段的需求被遗漏，同时避免下游阶段的信息出现冗余，避免设计不必要的功能，导致装备及其维修保障要素的结构过于复杂。

若充分必要性不能满足，重新返回到信息演化接口选择阶段或下游阶段所需信息确定阶段，对下游阶段信息进行再次分析，直到满足充分必要性为止。

通过充分必要性验证的维修保障信息，正式进入下游阶段，成为指导和约束下游阶段工作开展的规范、文件、手册等。

通过上述方法可实现维修保障信息谱的构建，维修保障信息谱的规范化描述形式如图3所示。

从整体上来看，维修保障信息谱主要采用了线分类法，但它又不是严格遵守线分类法，主要体现在类目之间的从属关系有可能存在-定的耦合性，即某个信息有可能同属于多个上位类，如图3中信息1.2.2既从属于信息 1.2，也从属于信息 2.1，这也是导致装备质量特性难以控制的重要原因。

图3 维修保障信息谱规范化描述形式示意图2.3 维修保障信息谱构建示例以牵引反坦克火炮为例，说明装备论证阶段和装备方案阶段维修保障信息谱的构建过程(所用数据均为假设)。

针对-次战斗，1门反坦克火炮在理想情况下能够发射90发炮弹，反坦克炮营(18门火炮)从驻地到作战地域-般行军距离约为 350km。针对特· 34 ·定规模 的敌坦克群，反坦克炮 营能够有效发射1 170发炮弹，即可达成反冲击任务。根据这-使用需求 ，可初步确定反坦克火炮的有效数量应达到：1 170/9013 f-j。因此可初步确定火炮的任务1可靠度为：R 0.72。

o上述任务可靠度要由3部分组成：行军可靠性、发射可靠性以及维修性。其中：行军可靠性采用行军时致命性故障间隔里程描述，发射可靠性采用致命性故障间隔发射弹数描述；维修性采用平均修复时间描述。

假设行军致命性故障发生时间服从指数分布，则行军时致命性故障间隔里程设为 n。发射致命性故障发生时间服从指数分布，则致命性故障间隔发射弹数设为7IBc 。修复时间服从指数分布，则平均修复时间设为 。，并要求在作战过程中用于装备修理的时间不能超过 10min。相关模型包括：(1)行军可靠度 Rl(350km)；e-350/1"BCVl；(2)发射可靠度 (90)e-9o/7"acn；(3)维修度M(1Omin)1-e-lO/cl。

根据装备的使用需求分析结果，在-次战斗过程中，可用装备的数量应当大于 l3门，则上述 3项分指标应满足如下模型要求：(18×(1-e-350/7"BC )18×e-350/7'F1×(1-e-90/7'BC1))×-lO//ct≤(18-13)经订购方和承制方协商，并在上述演化接口约束下，确定了维修保障信息谱，见表 1。在方案阶段维修保障信息确定基础上，可进-步确定出装备研制阶段和装备生产阶段的维修保障信息。

表 1 维修保障信息谱描述3 装备维修保障信息谱应用特点3.1 维修保障信息谱的主要作用构建维修保障信息谱就是依据装备全寿命过程维修保障信息的演化规律，将信息按-定的原则和方法进行区分和归类，并建立起-定的分类系统和排列顺序。构建信息谱是为了对维修保障信息2013年第4期 王广彦：装备维修保障信息谱建模方法研究进行有效地管理和使用，是为了使数量众多、类型繁杂的维修保障信息实现有序化。装备维修保障信息谱的主要作用体现在以下几方面：a.理清各寿命阶段信息之间的接口关系，提高不同类型信息之间的有序程度。根据装备全寿命过程信息演化机制，维修保障信息的演化过程类似有机体的生长过程，需要按步骤依次演化。通过构建维修保障信息谱，就可确定每种信息的阶段特性，并明确各阶段之间的信息演化接口关系，即基于何种原理实现上-阶段信息向下-阶段信息的演化，避免维修保障信息的无序演化，使各项信息都处于可控状态。

b.理清各种信息之间的逻辑关系，提高各寿命阶段之间的衔接程度。装备维修保障问题涉及到多专业领域的信息，这些信息既具有-定的独立性，又具有-定的继承性，它们之间的关系异常复杂。基于装备全寿命过程信息演化机制构建维修保障信息谱，有助于甄别每种信息的出现时机，为明确各阶段的工作提供理论依据。

c.理清不同寿命阶段的工作内容，提高各专业领域的协同化程度。装备及其维修保障要素的研发涉及到军事、工程、管理等多专业领域，如何协调这些专业领域的工作节奏，使其有条不紊地按步骤开展，直接关系到装备及其维修保障要素的开发成败。通过构建维修保障信息谱，有助于甄别维修保障信息之间的交叉重叠部分 ，为提高装备研制工作的并行化水平提供理论指导。

3.2 维修保障信息谱的基本特点基于装备全寿命过程信息演化机制构建维修保障信息谱也是-种信息分类方法，但与其他信息分类方法相比，其主要特点如下：a.以信息演化过程为理论指导，体现维修保障信息的动态性。由于为每-种信息赋予了阶段特性，明确了其在装备全寿命过程中的位置以及先后顺序，因此基于装备全寿命过程的信息谱制定方法是-种对于信息的动态化描述。而其他信息分类方法主要描述了信息在内容、质量特性、处理深度等方面的静态特征。

b.以信息之间逻辑关系为实现手段，体现维修保障信息的继承性。不同于其他维修保障信息分类方法，基于装备全寿命过程构建维修保障信息谱的重点在于分析不同信息之间的逻辑关系，据此实现维修保障信息的分类。加之信息本身所具有的阶段特性，使下游阶段信息相对于上游阶段信息又具有了-定的继承关系。

c.以满足上游寿命阶段的需求为构建 目标，体现维修保障信息的完整性。上游阶段对下游阶段具有指导性，下游寿命阶段实现的信息应当满足上游阶段的需求，否则装备及其维修保障要素在研发过程中必然会出现-定的缺陷。当基于装备全寿命过程构建信息谱时，这种方法就强制装备研制人员考虑上游阶段所提出的需求，否则信息谱就会出现不良结构，提示相关人员在装备研制过程中存在缺陷。

d.以信息的层级结构为约束条件，体现维修保障信息的严谨性。基于装备全寿命过程的维修保障信息谱体现为-种分解结构，每-种维修保障信息在信息谱中都具有明确的位置，并具有明确的应用导向。当某-中间阶段的信息不存在上游阶段信息或下游阶段信息时，该项信息的严谨性就会丧失，可能是-种无用或无法实现的信息。

4 结束语通过构建维修保障信息谱，有助于实现装备不同寿命阶段之间维修保障信息的有效流通。由于装备类型不同、作战运用不同、成熟程度不同、演化接口不同等问题，针对每种装备有可能制定出不尽相同的维修保障信息谱，因此难以形成高度规范化的维修保障信息谱标准。但针对研制过程相接近的装备系统，却有可能制定出具有-定通用性的维修保障信息谱规范，用以指导装备及其维修保障要素的研制过程。