- 坦克裝甲車輛設計:坦克裝甲車輛可靠性、維修性及保障性卷
- 馮益柏主編
- 5661字
- 2020-04-30 15:38:38
第三節 坦克裝甲車輛保障性
一、坦克裝甲車輛保障性基本概念
1.坦克裝甲車輛的保障性
(1)保障性定義 GJBz 20059—91裝甲車輛可靠性、維修性及維修術語中,將保障性定義為:裝甲車輛的設計特性和規定的保障資源能滿足平時戰備及戰時使用要求的能力。定義中所指的設計特性,包含兩方面的含義:一是指與裝備使用有關的設計特性,如使用前檢查,消耗品(油、水、氣、彈)的加裝,以及與裝備設計有關的可靠性、維修性、測試性等設計特性;二是指與有利于坦克裝甲車輛的維修、裝卸、運輸與保管等有關的保障資源設計特性。定義中的保障資源滿足能力,也有兩方面的含義:一是指為裝備所建立的保障系統在保障資源的數量與品種上的滿足;二是所規劃或獲取的保障資源要與裝備的需求相匹配。所以,裝備的保障性與可靠性和維修性相互交融,且具有更豐富的內涵,是裝備與保障系統的綜合特性。
(2)坦克裝甲車輛的保障性參數 保障性參數是用于定性和定量描述裝備保障性的參數。定量和定性反映裝備系統的綜合特性,難于用單一參數描述,通常用一組定性和定量參數來描述。中國現階段選用的坦克與裝甲車輛的保障性參數如下:
①可用性 GJBz 20059—91將可用性定義為:裝甲車輛在任一隨機時刻需要和開始執行任務時處于可工作和可使用狀態的程度。可用性的概率度量亦稱可用度。可用性是確定坦克裝甲車輛可靠性、維修性與保障性的綜合性參數,它從總體上反映裝備系統的保障性水平。可用度(A)的數學模型為:
A=工作時間/(工作時間+不能工作時間)
式中,構成坦克裝甲車輛在一個大修期內的工作時間要素如圖 1-4所示。

圖1-4 坦克裝甲車輛工作時間構成
按照不同的應用目的,可用性參數分為使用可用度、可達可用度、固有可用度三種。
a.使用可用度(A0)使用可用度是一種與坦克裝甲車輛能工作時間和不能工作時間(預防性維修時間、修復性維修時間、延誤時間)有關的可用性參數。其數學模型為:
A0=T0/(T0+TPM+TCM+TMLD)
式中,T0為大修期內實際工作時間;TPM為大修期內預防性維修停機時間;TCM為大修期內修復性維修停機時間;TMLD為大修期內延誤時間。
使用可用度適用于裝備使用方在裝備論證階段,提出新裝備實際使用需求和裝備部署后的戰備完好性評估。由于使用過程中的不確定因素較多,作為合同指標在定型階段進行考核,有一定難度。
b.可達可用度(Aa)可達可用度是一種僅與坦克裝甲車輛工作時間、修復性維修停機時間和預防性維修停機時間有關的可用性參數,其數學模型為:
Aa=T0/(T0+TPM+TCM)
可達可用度不考慮管理或保障方面的延誤時間,是在規定保障資源全部到位情況下,只與坦克裝甲車輛質量、結構和保障系統配置有關的可用性參數。它表示裝甲車輛通過保障系統的作用,可能達到的保障性水平。可達可用度便于試驗考核。該參數適于作為合同指標,用于設計定型階段的試驗與評價。該參數的指標,由使用方作戰與戰備訓練實際要求的使用可用度轉化得出。
c.固有可用度(AI)固有可用度僅與坦克裝甲車輛修復性維修停機時間有關,其數學模型為:
AI=T0/(T0+TCM)
固有可用度不考慮坦克裝甲車輛的預防性維修時間和延誤時間,它表征產品本身的設計和制造質量固有的保障性水平。可達可用度適用于工程研制階段對坦克裝甲車輛工程樣車的研制試驗與評價。
②單車戰斗準備時間 是指坦克裝甲車輛在規定的封存狀態下,備件、油料、彈藥到位,從受領戰斗任務開始,進行使用前準備,直至坦克裝甲車輛可執行規定任務所需要的時間。
③保障資源參數 一般根據現役坦克裝甲車輛保障資源的適用程度、存在的缺陷及新研裝備的使用特點和特殊要求提出。坦克裝甲車輛的保障資源參數包括保障人員的數量與技術等級,保障設備的種類與數量,現有保障設備與設施的利用率,機內測試和脫機測試百分比,故障檢測率,故障隔離率,虛警率,備件的品種與數量,技術手冊種類、頁數與誤碼率限制等。
2.坦克裝甲車輛的維修制度
20世紀80年代,可靠性理論在中國坦克裝甲車輛領域得到了發展與應用。由1983年開始進行的59式坦克維修制度改革以后,各型坦克裝甲車輛的維修制度均由定時預防維修向定時與視情相結合的預防性維修制度轉變。維修制度改革提高了裝備使用可用度,減少了維修費用,使坦克裝甲車輛的預防性維修制度更加明確、合理和規范化。
(1)坦克裝甲車輛維修制度 中國某型坦克的現行維修制度如表1-2所示。
表1-2 中國某型坦克裝甲車輛現行維修制度

(2)維修間隔期 通過維修制度改革,中國坦克裝甲車輛采用了不等間隔的維修間隔期,在一個大修期內安排一次不等間隔期的中修和數次不等間隔期的小修和保養工作,如圖1-5所示。

圖1-5 某型坦克的維修間隔期
(3)裝甲車輛保養范圍 現行裝甲車輛使用保養類型、時機、目的與保養時間如表1-3所示。
表1-3 坦克裝甲車輛各級保養工作

續表

(4)裝甲車輛維修范圍 現行裝甲車輛預防維修范圍如表1-4所示。
表1-4 現行裝甲車輛預防維修范圍

二、坦克裝甲車輛綜合保障工程
1.坦克裝甲車輛綜合保障工程概述
(1)坦克裝甲車輛綜合保障工程的內涵、目的與任務 坦克裝甲車輛綜合保障工程是研究裝甲裝備研制全過程中為滿足作戰和戰備訓練任務要求,綜合規劃所需的保障問題,在裝備部署使用的同時,提供與裝備相匹配的保障資源和建立有效的保障系統所進行的一系列技術與管理活動。其目的是提高裝備的戰備完好性和任務成功性,減少人力和壽命周期費用。坦克裝甲車輛綜合保障工程用于指導裝備研制全過程中的下列工程實踐活動:
①制定與裝備的戰備完好性目標有最佳關系的保障要求;
②對裝備設計施加影響,將保障考慮納入裝備設計,使裝備便于保障;
③研制所需的保障資源,使裝備能夠得到保障;
④建立保障系統,實施裝備部署,形成初始保障能力。
(2)綜合保障工程的研究對象與內容 根據裝備使用特點,裝甲裝備綜合保障工程研究內容包括裝備的使用保障和維修保障,二者均與裝備研制有密切關系。
①坦克裝甲車輛使用保障 使用保障是指為保證裝備能正確動用,以便能充分發揮其作戰性能所進行的保障工作。裝甲裝備研制過程中對使用保障的考慮主要包括:使坦克裝甲車輛便于操作,如多種啟動方式,能迅速有效地提供能源和便于燃料、潤滑油脂、工作液和氣源的加注;有完善適用的使用技術文件;自檢和狀態監測設備及工具便于觀察、操作方便:適用的運輸方式和運輸工具;有良好的彈藥加掛和補充能力;裝備能保持完好的戰備儲存狀態并方便起用;有裝備適用的場站、訓練、庫房等設施;特殊保障的考慮,如自救、搶救、潛渡等。
②坦克裝甲車輛維修保障 維修保障是指為保持和恢復裝備完好的技術狀況所進行的保障工作。在裝備研制過程中對維修保障的考慮主要包括:制定合理的維修保障方案,以求減少預防性維修工作量、維修停機時間和維修人員配備;規劃進行預防性和修復性維修工作所需的各類保障資源,如盡量采用通用和簡易的保養工具與設備,有適應各維修級別的固定和移動設施及相應的修理設備,有簡明適用的維修技術文件,有易于實施維修人員訓練的設備與設施,力求維修備件配套定額標準化和減少供應品種與數量;以及戰場維修所需配套的工具與設備便于使用、攜帶和隨同戰斗部隊轉移的考慮等。
2.坦克裝甲車輛保障性分析
保障性分析是研究保障問題影響設計和確定保障資源的分析方法。中國于1992年發布了國家軍用標準《裝備保障性分析》(GJB 1371—1992),規范了裝備壽命周期內實施保障性分析的要求和工作方法。
(1)保障性分析概述
①保障性分析定義。保障性分析是裝備綜合保障的分析性工具。在系統和設備研制與生產過程中,通過反復地論證、綜合、權衡、試驗與評價,有助于考慮保障問題以影響設計;確定與設計及彼此之間有最佳關系的保障要求;獲得系統和設備所需的保障;在使用階段,以最低的費用與人力提供所需的保障。
②保障性分析的任務。主要任務包括:制定保障性要求;制定和優化保障方案;確定保障資源要求;評估新研裝備的保障性;建立保障性分析數據庫。
③保障性分析過程。保障性分析工作貫穿于裝備壽命周期的全過程,并與裝備系統設計密切協調,保障性分析過程與裝備和保障系統設計的關系如圖1-6所示。

圖1-6 保障性分析過程與裝備和保障系統設計的關系
(2)保障性分析方法
①制定保障性要求。坦克裝甲車輛的保障性要求是對裝備和保障系統有關保障問題要求的總稱,主要包括:保障性的目標值、有關保障性的定性與定量要求、保障資源要求以及保障性約束條件。
通過使用研究和綜合分析結果,提出保障性的定量和定性要求。某裝甲車輛的部分保障性要求如表1-5所示。
表1-5 某裝甲車輛的部分保障性要求

續表

②制定保障方案 保障方案是裝備系統級保障工作的概要說明,它是制定保障計劃和研制保障資源的基本依據。保障方案的制定步驟如下:進行裝備使用與維修功能分析;確定備選保障方案;對每一備選保障方案制定保障計劃;進行備選保障方案評價與權衡分析。確定在費用、進度、性能和保障性之間得到最佳匹配的保障方案。
③確定保障資源要求 保障資源涉及人員數量與技術等級、備件、保障設備、設施、訓練裝置、計算機資源、裝卸、儲存與運輸設備等,是裝備實施有效保障的物質基礎。確定保障資源要求主要進行如下分析工作:進行使用與維修工作分析,確定每項使用與維修工作的保障資源要求;進行現場分析,評估新研裝備對現役裝備保障資源的影響,提出保障資源的調整與改進措施;生產階段確定停產后保障資源供應問題,以保證在裝備使用期內有充足的保障資源供應。
④保障性試驗與評價 主要用于驗證裝備與保障系統是否達到規定的保障性要求,發現存在的保障性缺陷并提出糾正建議,以提高裝備戰備完好性。保障性試驗與評價是裝備研制試驗與評價的組成部分,一般與裝備研制試驗同步。依次在方案階段、工程研制階段、定型階段進行。
⑤建立保障性分析數據庫 保障性分析要產生大量的保障性信息,對這些信息的記錄、處理和應用是保障性分析工作的重要組成部分。中國已制定的《裝備保障性分析記錄》軍用標準,用于建立保障性分析數據處理系統,提高保障性分析工作的質量與效率。
⑥保障性分析中應用的分析技術 進行保障性分析,要應用許多質量與可靠性分析技術,用以解決修復性維修和預防性維修的工作內容、維修類型、維修時機,維修工作級別和所需的保障資源問題。這些分析技術主要有:故障模式影響和危害性分析;以可靠性為中心的維修分析;修理級別分析;使用與維修工作分析。
3.坦克裝甲車輛綜合保障的管理
綜合保障工程涉及多種專業學科,工作相互交織,各項活動貫穿于裝備系統壽命周期各階段,需要強有力的組織與管理措施予以保證。中國已制定了軍用標準《裝備綜合保障通用要求》和《裝甲車輛綜合保障要求》,實施對裝備綜合保障工作的管理。坦克裝甲車輛的綜合保障工作,主要是通過訂購方制定綜合保障總計劃、承制方制定綜合保障工作計劃,以及實施對計劃的控制與評審來實現。
(1)綜合保障總計劃的內容 總體說明(如裝備系統情況;訂購方綜合保障管理機構和職責分工與活動方式;有關綜合保障工作的指導文件或準則);裝備的使用要求(如任務、使用環境、運輸要求,部署要求以及平時和戰時戰備完好性目標及說明);綜合保障要素說明(如每一保障要素的目標、實施方案、各要素之間的相互制約關系及保障資源的研制、試驗、采購要求的說明);保障性分析計劃說明(如保障性分析任務的范圍和各工作項目剪裁原則);制定保障方案和保障計劃要求的說明;保障性試驗與評價方案與說明;裝備停產后對保障資源的來源和提供方法;綜合保障工作進度與評審安排;綜合保障經費;獎勵政策等。
(2)綜合保障工作計劃的內容 總體說明(如裝備的總體特性,綜合保障工作的目標與策略);綜合保障主要工作任務(包括制定保障方案、維修規劃、保障性分析、試驗與評價以及綜合保障各要素的主要活動之間的關系);綜合保障工作的管理(管理目標、原則、組織機構和職責范圍、人員分工、評審程序及管理的控制等的說明);綜合保障工作各項分計劃說明(如保障性分析計劃、培訓計劃、供應計劃、停產后保障計劃、試驗與評價計劃等);綜合保障工作與整個型號項目研制和相關專業工程(如可靠性、維修性工程等)的接口關系和限制條件說明等;綜合保障和保障性分析工作信息傳遞程序和方法;保障資源經費概算;綜合保障工作計劃進度表(型號研制進度、綜合保障工作計劃進度和各保障要素工作進度)等。
4.新裝備保障能力的形成
從首批坦克裝甲車輛交付部隊到形成保障能力,需要進行大量的工作。這些工作包括接裝、培訓、試用、試修、提出設計缺陷糾正建議、制訂新裝備的使用與維修等各項管理制度、調整使用與維修機構、備件籌劃,以及保養、檢測、維修、訓練等設備設施的配套建設和建立使用與維修管理信息系統等。上述工作都需要事先做出籌劃,并在部隊接裝后一定時期內得到解決,否則新裝備將難于形成保障能力。這說明從新裝備接裝,到部隊能夠掌握裝備使用性能投入使用,存在一個有特定工作任務需要解決的裝備部署階段,以完成新裝備由研制生產向裝備正常使用的過渡。
(1)裝備部署階段的任務 裝備部署階段是指經過設計定型或生產定型并按規定數量交付部隊的坦克裝甲車輛,從組織部隊人員培訓、接裝、部署試用,直至裝備形成初始保障能力的過程。裝備部署階段的任務有:接裝前培訓;接裝進行保障包驗證;部隊試用考核裝備的生產穩定性和適用性;保障系統的適用性考核與調整完善;裝備的戰備完好性評估;裝備使用與維修管理信息系統的建立與信息采集;提出糾正設計缺陷建議等。
(2)裝備部署的組織實施
①部署準備 主要圍繞裝備接裝和做好一切使新裝備能持續進行部隊試用的準備工作進行。其主要任務有:接裝前培訓;保障包驗證;調整現行保障系統。
②初始部署 通過接裝部隊試用,對坦克裝甲車輛的各種保障特性進行考核,并使各類保障人員在裝備試用中得到鍛煉,完成新裝備由承制方保障向使用方保障的過渡。
③部署的進一步完善。是通過對裝備保障能力的不斷改進提高,使裝備的戰備完好性達到預期目標。主要工作如下:
a.進行裝備在試用中采集數據的統計處理(如平均故障間隔時間、平均維修時間、可用度、備件的更換率與費用等);
b.評價保障設備和設施的完備性與適用性,提出修改完善措施建議;
c.評價維修制度和保障機構的適用性和進行調整完善;
d.調整備件庫存基數;
e.提出設計缺陷糾正建議。