- 坦克裝甲車輛設(shè)計(jì):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(jié) 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(shù)語中,將保障性定義為:裝甲車輛的設(shè)計(jì)特性和規(guī)定的保障資源能滿足平時戰(zhàn)備及戰(zhàn)時使用要求的能力。定義中所指的設(shè)計(jì)特性,包含兩方面的含義:一是指與裝備使用有關(guān)的設(shè)計(jì)特性,如使用前檢查,消耗品(油、水、氣、彈)的加裝,以及與裝備設(shè)計(jì)有關(guān)的可靠性、維修性、測試性等設(shè)計(jì)特性;二是指與有利于坦克裝甲車輛的維修、裝卸、運(yùn)輸與保管等有關(guān)的保障資源設(shè)計(jì)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(tǒng)在保障資源的數(shù)量與品種上的滿足;二是所規(guī)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(nèi)涵,是裝備與保障系統(tǒng)的綜合特性。
(2)坦克裝甲車輛的保障性參數(shù) 保障性參數(shù)是用于定性和定量描述裝備保障性的參數(shù)。定量和定性反映裝備系統(tǒng)的綜合特性,難于用單一參數(shù)描述,通常用一組定性和定量參數(shù)來描述。中國現(xiàn)階段選用的坦克與裝甲車輛的保障性參數(shù)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(jī)時刻需要和開始執(zhí)行任務(wù)時處于可工作和可使用狀態(tài)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(shù),它從總體上反映裝備系統(tǒng)的保障性水平。可用度(A)的數(shù)學(xué)模型為:
A=工作時間/(工作時間+不能工作時間)
式中,構(gòu)成坦克裝甲車輛在一個大修期內(nèi)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(gòu)成
按照不同的應(yīng)用目的,可用性參數(shù)分為使用可用度、可達(dá)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(yù)防性維修時間、修復(fù)性維修時間、延誤時間)有關(guān)的可用性參數(shù)。其數(shù)學(xué)模型為:
A0=T0/(T0+TPM+TCM+TMLD)
式中,T0為大修期內(nèi)實(shí)際工作時間;TPM為大修期內(nèi)預(yù)防性維修停機(jī)時間;TCM為大修期內(nèi)修復(fù)性維修停機(jī)時間;TMLD為大修期內(nèi)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(shí)際使用需求和裝備部署后的戰(zhàn)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(biāo)在定型階段進(jìn)行考核,有一定難度。
b.可達(dá)可用度(Aa)可達(dá)可用度是一種僅與坦克裝甲車輛工作時間、修復(fù)性維修停機(jī)時間和預(yù)防性維修停機(jī)時間有關(guān)的可用性參數(shù),其數(shù)學(xué)模型為:
Aa=T0/(T0+TPM+TCM)
可達(dá)可用度不考慮管理或保障方面的延誤時間,是在規(guī)定保障資源全部到位情況下,只與坦克裝甲車輛質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和保障系統(tǒng)配置有關(guān)的可用性參數(shù)。它表示裝甲車輛通過保障系統(tǒng)的作用,可能達(dá)到的保障性水平。可達(dá)可用度便于試驗(yàn)考核。該參數(shù)適于作為合同指標(biāo),用于設(shè)計(jì)定型階段的試驗(yàn)與評價。該參數(shù)的指標(biāo),由使用方作戰(zhàn)與戰(zhàn)備訓(xùn)練實(shí)際要求的使用可用度轉(zhuǎn)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(fù)性維修停機(jī)時間有關(guān),其數(shù)學(xué)模型為:
AI=T0/(T0+TCM)
固有可用度不考慮坦克裝甲車輛的預(yù)防性維修時間和延誤時間,它表征產(chǎn)品本身的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量固有的保障性水平。可達(dá)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(yàn)與評價。
②單車戰(zhàn)斗準(zhǔn)備時間 是指坦克裝甲車輛在規(guī)定的封存狀態(tài)下,備件、油料、彈藥到位,從受領(lǐng)戰(zhàn)斗任務(wù)開始,進(jìn)行使用前準(zhǔn)備,直至坦克裝甲車輛可執(zhí)行規(guī)定任務(wù)所需要的時間。
③保障資源參數(shù) 一般根據(jù)現(xiàn)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(diǎn)和特殊要求提出。坦克裝甲車輛的保障資源參數(shù)包括保障人員的數(shù)量與技術(shù)等級,保障設(shè)備的種類與數(shù)量,現(xiàn)有保障設(shè)備與設(shè)施的利用率,機(jī)內(nèi)測試和脫機(jī)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(shù)量,技術(shù)手冊種類、頁數(shù)與誤碼率限制等。
2.坦克裝甲車輛的維修制度
20世紀(jì)80年代,可靠性理論在中國坦克裝甲車輛領(lǐng)域得到了發(fā)展與應(yīng)用。由1983年開始進(jìn)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(yù)防維修向定時與視情相結(jié)合的預(yù)防性維修制度轉(zhuǎn)變。維修制度改革提高了裝備使用可用度,減少了維修費(fèi)用,使坦克裝甲車輛的預(yù)防性維修制度更加明確、合理和規(guī)范化。
(1)坦克裝甲車輛維修制度 中國某型坦克的現(xiàn)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(xiàn)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(nèi)安排一次不等間隔期的中修和數(shù)次不等間隔期的小修和保養(yǎng)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(yǎng)范圍 現(xiàn)行裝甲車輛使用保養(yǎng)類型、時機(jī)、目的與保養(yǎng)時間如表1-3所示。
表1-3 坦克裝甲車輛各級保養(yǎng)工作

續(xù)表

(4)裝甲車輛維修范圍 現(xiàn)行裝甲車輛預(yù)防維修范圍如表1-4所示。
表1-4 現(xiàn)行裝甲車輛預(yù)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(nèi)涵、目的與任務(wù) 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(zhàn)和戰(zhàn)備訓(xùn)練任務(wù)要求,綜合規(guī)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(tǒng)所進(jìn)行的一系列技術(shù)與管理活動。其目的是提高裝備的戰(zhàn)備完好性和任務(wù)成功性,減少人力和壽命周期費(fèi)用。坦克裝甲車輛綜合保障工程用于指導(dǎo)裝備研制全過程中的下列工程實(shí)踐活動:
①制定與裝備的戰(zhàn)備完好性目標(biāo)有最佳關(guān)系的保障要求;
②對裝備設(shè)計(jì)施加影響,將保障考慮納入裝備設(shè)計(jì),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(tǒng),實(shí)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(nèi)容 根據(jù)裝備使用特點(diǎn),裝甲裝備綜合保障工程研究內(nèi)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(guān)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(fā)揮其作戰(zhàn)性能所進(jìn)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(shù)文件;自檢和狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備及工具便于觀察、操作方便:適用的運(yùn)輸方式和運(yùn)輸工具;有良好的彈藥加掛和補(bǔ)充能力;裝備能保持完好的戰(zhàn)備儲存狀態(tài)并方便起用;有裝備適用的場站、訓(xùn)練、庫房等設(shè)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(fù)裝備完好的技術(shù)狀況所進(jìn)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(yù)防性維修工作量、維修停機(jī)時間和維修人員配備;規(guī)劃進(jìn)行預(yù)防性和修復(fù)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(yǎng)工具與設(shè)備,有適應(yīng)各維修級別的固定和移動設(shè)施及相應(yīng)的修理設(shè)備,有簡明適用的維修技術(shù)文件,有易于實(shí)施維修人員訓(xùn)練的設(shè)備與設(shè)施,力求維修備件配套定額標(biāo)準(zhǔn)化和減少供應(yīng)品種與數(shù)量;以及戰(zhàn)場維修所需配套的工具與設(shè)備便于使用、攜帶和隨同戰(zhàn)斗部隊(duì)轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)和確定保障資源的分析方法。中國于1992年發(fā)布了國家軍用標(biāo)準(zhǔn)《裝備保障性分析》(GJB 1371—1992),規(guī)范了裝備壽命周期內(nèi)實(shí)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(tǒng)和設(shè)備研制與生產(chǎn)過程中,通過反復(fù)地論證、綜合、權(quán)衡、試驗(yàn)與評價,有助于考慮保障問題以影響設(shè)計(jì);確定與設(shè)計(jì)及彼此之間有最佳關(guān)系的保障要求;獲得系統(tǒng)和設(shè)備所需的保障;在使用階段,以最低的費(fèi)用與人力提供所需的保障。
②保障性分析的任務(wù)。主要任務(wù)包括:制定保障性要求;制定和優(yōu)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(shù)據(jù)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(tǒng)設(shè)計(jì)密切協(xié)調(diào),保障性分析過程與裝備和保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)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(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)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(tǒng)有關(guān)保障問題要求的總稱,主要包括:保障性的目標(biāo)值、有關(guān)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(jié)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(xù)表

②制定保障方案 保障方案是裝備系統(tǒng)級保障工作的概要說明,它是制定保障計(jì)劃和研制保障資源的基本依據(jù)。保障方案的制定步驟如下:進(jìn)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(jì)劃;進(jìn)行備選保障方案評價與權(quán)衡分析。確定在費(fèi)用、進(jìn)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(shù)量與技術(shù)等級、備件、保障設(shè)備、設(shè)施、訓(xùn)練裝置、計(jì)算機(jī)資源、裝卸、儲存與運(yùn)輸設(shè)備等,是裝備實(shí)施有效保障的物質(zhì)基礎(chǔ)。確定保障資源要求主要進(jìn)行如下分析工作:進(jìn)行使用與維修工作分析,確定每項(xiàng)使用與維修工作的保障資源要求;進(jìn)行現(xiàn)場分析,評估新研裝備對現(xiàn)役裝備保障資源的影響,提出保障資源的調(diào)整與改進(jìn)措施;生產(chǎn)階段確定停產(chǎn)后保障資源供應(yīng)問題,以保證在裝備使用期內(nèi)有充足的保障資源供應(yīng)。
④保障性試驗(yàn)與評價 主要用于驗(yàn)證裝備與保障系統(tǒng)是否達(dá)到規(guī)定的保障性要求,發(fā)現(xiàn)存在的保障性缺陷并提出糾正建議,以提高裝備戰(zhàn)備完好性。保障性試驗(yàn)與評價是裝備研制試驗(yàn)與評價的組成部分,一般與裝備研制試驗(yàn)同步。依次在方案階段、工程研制階段、定型階段進(jìn)行。
⑤建立保障性分析數(shù)據(jù)庫 保障性分析要產(chǎn)生大量的保障性信息,對這些信息的記錄、處理和應(yīng)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(biāo)準(zhǔn),用于建立保障性分析數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),提高保障性分析工作的質(zhì)量與效率。
⑥保障性分析中應(yīng)用的分析技術(shù) 進(jìn)行保障性分析,要應(yīng)用許多質(zhì)量與可靠性分析技術(shù),用以解決修復(fù)性維修和預(yù)防性維修的工作內(nèi)容、維修類型、維修時機(jī),維修工作級別和所需的保障資源問題。這些分析技術(shù)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(yè)學(xué)科,工作相互交織,各項(xiàng)活動貫穿于裝備系統(tǒng)壽命周期各階段,需要強(qiáng)有力的組織與管理措施予以保證。中國已制定了軍用標(biāo)準(zhǔn)《裝備綜合保障通用要求》和《裝甲車輛綜合保障要求》,實(shí)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(jì)劃、承制方制定綜合保障工作計(jì)劃,以及實(shí)施對計(jì)劃的控制與評審來實(shí)現(xiàn)。
(1)綜合保障總計(jì)劃的內(nèi)容 總體說明(如裝備系統(tǒng)情況;訂購方綜合保障管理機(jī)構(gòu)和職責(zé)分工與活動方式;有關(guān)綜合保障工作的指導(dǎo)文件或準(zhǔn)則);裝備的使用要求(如任務(wù)、使用環(huán)境、運(yùn)輸要求,部署要求以及平時和戰(zhàn)時戰(zhàn)備完好性目標(biāo)及說明);綜合保障要素說明(如每一保障要素的目標(biāo)、實(shí)施方案、各要素之間的相互制約關(guān)系及保障資源的研制、試驗(yàn)、采購要求的說明);保障性分析計(jì)劃說明(如保障性分析任務(wù)的范圍和各工作項(xiàng)目剪裁原則);制定保障方案和保障計(jì)劃要求的說明;保障性試驗(yàn)與評價方案與說明;裝備停產(chǎn)后對保障資源的來源和提供方法;綜合保障工作進(jìn)度與評審安排;綜合保障經(jīng)費(fèi);獎勵政策等。
(2)綜合保障工作計(jì)劃的內(nèi)容 總體說明(如裝備的總體特性,綜合保障工作的目標(biāo)與策略);綜合保障主要工作任務(wù)(包括制定保障方案、維修規(guī)劃、保障性分析、試驗(yàn)與評價以及綜合保障各要素的主要活動之間的關(guān)系);綜合保障工作的管理(管理目標(biāo)、原則、組織機(jī)構(gòu)和職責(zé)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(xiàng)分計(jì)劃說明(如保障性分析計(jì)劃、培訓(xùn)計(jì)劃、供應(yīng)計(jì)劃、停產(chǎn)后保障計(jì)劃、試驗(yàn)與評價計(jì)劃等);綜合保障工作與整個型號項(xiàng)目研制和相關(guān)專業(yè)工程(如可靠性、維修性工程等)的接口關(guān)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(jīng)費(fèi)概算;綜合保障工作計(jì)劃進(jìn)度表(型號研制進(jìn)度、綜合保障工作計(jì)劃進(jìn)度和各保障要素工作進(jìn)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(duì)到形成保障能力,需要進(jìn)行大量的工作。這些工作包括接裝、培訓(xùn)、試用、試修、提出設(shè)計(jì)缺陷糾正建議、制訂新裝備的使用與維修等各項(xiàng)管理制度、調(diào)整使用與維修機(jī)構(gòu)、備件籌劃,以及保養(yǎng)、檢測、維修、訓(xùn)練等設(shè)備設(shè)施的配套建設(shè)和建立使用與維修管理信息系統(tǒng)等。上述工作都需要事先做出籌劃,并在部隊(duì)接裝后一定時期內(nèi)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(duì)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(wù)需要解決的裝備部署階段,以完成新裝備由研制生產(chǎn)向裝備正常使用的過渡。
(1)裝備部署階段的任務(wù) 裝備部署階段是指經(jīng)過設(shè)計(jì)定型或生產(chǎn)定型并按規(guī)定數(shù)量交付部隊(duì)的坦克裝甲車輛,從組織部隊(duì)人員培訓(xùn)、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(wù)有:接裝前培訓(xùn);接裝進(jìn)行保障包驗(yàn)證;部隊(duì)試用考核裝備的生產(chǎn)穩(wěn)定性和適用性;保障系統(tǒng)的適用性考核與調(diào)整完善;裝備的戰(zhàn)備完好性評估;裝備使用與維修管理信息系統(tǒng)的建立與信息采集;提出糾正設(shè)計(jì)缺陷建議等。
(2)裝備部署的組織實(shí)施
①部署準(zhǔn)備 主要圍繞裝備接裝和做好一切使新裝備能持續(xù)進(jìn)行部隊(duì)試用的準(zhǔn)備工作進(jìn)行。其主要任務(wù)有:接裝前培訓(xùn);保障包驗(yàn)證;調(diào)整現(xiàn)行保障系統(tǒng)。
②初始部署 通過接裝部隊(duì)試用,對坦克裝甲車輛的各種保障特性進(jìn)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(jìn)一步完善。是通過對裝備保障能力的不斷改進(jìn)提高,使裝備的戰(zhàn)備完好性達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。主要工作如下:
a.進(jìn)行裝備在試用中采集數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)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(fèi)用等);
b.評價保障設(shè)備和設(shè)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(jī)構(gòu)的適用性和進(jìn)行調(diào)整完善;
d.調(diào)整備件庫存基數(shù);
e.提出設(shè)計(jì)缺陷糾正建議。
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