王晗中,常春賀,鄧 剛

(1.空軍預(yù)警學(xué)院訓(xùn)練部,湖北武漢430019;2.95980部隊(duì),湖北襄陽441021)

0 引言

可靠性是指裝備在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力[1],是構(gòu)成裝備質(zhì)量特性的重要組成部分;而使用可靠性則反映了裝備在實(shí)際環(huán)境中使用時(shí)所呈現(xiàn)出來的可靠性。雷達(dá)裝備使用可靠性的高低不僅直接影響其作戰(zhàn)任務(wù)的完成,而且對(duì)提高雷達(dá)作戰(zhàn)效能、減少維修保障資源以及降低全壽命周期費(fèi)用至關(guān)重要[2-4]。雷達(dá)使用可靠性不僅與設(shè)計(jì)可靠性有關(guān),還受裝備使用、維修等因素的影響[5]。

目前,大型雷達(dá)裝備的可靠性評(píng)估方法還不完善,嚴(yán)重制約了大型雷達(dá)裝備可靠性水平的提高,因此尋找科學(xué)合理的可靠性評(píng)估方法變得尤為迫切。平均故障間隔時(shí)間(MTBF)是可靠性評(píng)估中常用的重要指標(biāo)之一,而數(shù)學(xué)均值法、一次分布法等傳統(tǒng)的可靠性評(píng)估方法只計(jì)故障數(shù)量[6-8],不考慮故障件所屬系統(tǒng)(以下統(tǒng)稱部件系統(tǒng))的重要性,難以體現(xiàn)可靠性指標(biāo)對(duì)裝備的安全性和任務(wù)成功性與戰(zhàn)備完好性的影響。本文針對(duì)大型雷達(dá)裝備在部隊(duì)使用過程中出現(xiàn)的大量故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),結(jié)合大型雷達(dá)裝備的特點(diǎn),提出一種基于重要性的大型雷達(dá)裝備使用可靠性評(píng)估方法。通過使用可靠性評(píng)估,為大型雷達(dá)裝備科學(xué)維修、設(shè)計(jì)改進(jìn)以及新裝備研制提供重要的參考依據(jù)。

1 大型雷達(dá)裝備特點(diǎn)分析

現(xiàn)代大型雷達(dá)裝備具有技術(shù)復(fù)雜、分系統(tǒng)多、系統(tǒng)設(shè)備量大等顯著特點(diǎn),對(duì)裝備的戰(zhàn)備完好性和任務(wù)成功性要求越來越高,這也給大型雷達(dá)裝備的可靠性提出了諸多挑戰(zhàn)。與常規(guī)雷達(dá)相比,大型雷達(dá)裝備具有以下特點(diǎn):

(1)系統(tǒng)復(fù)雜、規(guī)模龐大

現(xiàn)代大型雷達(dá)裝備系統(tǒng)復(fù)雜、規(guī)模龐大,通常采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念,集成了全固態(tài)、全相參、相控陣等多種現(xiàn)代雷達(dá)高新技術(shù)。為滿足特定的戰(zhàn)技術(shù)性能,大型雷達(dá)要么體型龐大(如天線陣面寬、高度達(dá)幾十米),要么雷達(dá)部署地域分散,系統(tǒng)設(shè)備通常分布于多個(gè)不同站點(diǎn),各站之間交聯(lián)多,系統(tǒng)正常工作和作戰(zhàn)性能的高效發(fā)揮依賴于各站裝備的正常運(yùn)行,若裝備自身可靠性不高,就會(huì)嚴(yán)重地影響雷達(dá)的預(yù)警探測(cè)性能。因此,大型雷達(dá)裝備必須具有較高的可靠性,才能確保其作戰(zhàn)效能得以順利地發(fā)揮。

(2)分系統(tǒng)多、設(shè)備量大

大型雷達(dá)通常由頻率源、發(fā)射、接收、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)處理、顯示與控制、光纖傳輸、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電站等十多種系統(tǒng)組成,系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)性強(qiáng),其可靠性在很大程度上決定了雷達(dá)整機(jī)系統(tǒng)的可靠性,進(jìn)而影響到系統(tǒng)作戰(zhàn)效能的發(fā)揮。同時(shí),為獲得高的探測(cè)能量、寬的探測(cè)范圍,大型雷達(dá)設(shè)備量通常是一部普通雷達(dá)裝備的幾倍甚至幾十倍之多,如某大型雷達(dá)接收系統(tǒng)中的接收機(jī)多達(dá)數(shù)百個(gè),發(fā)射系統(tǒng)中的全固態(tài)發(fā)射機(jī)就有幾十部,而這些發(fā)射機(jī)的功放模塊多達(dá)上千個(gè),且僅僅單個(gè)功放模塊造價(jià)就高達(dá)數(shù)萬元。因此,良好的可靠性設(shè)計(jì),不僅可提高大型雷達(dá)裝備安全性和戰(zhàn)備完好性,而且對(duì)于減少裝備維修保障費(fèi)用也有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

(3)裝備層次性結(jié)構(gòu)明顯

大型雷達(dá)裝備雖然系統(tǒng)復(fù)雜、規(guī)模龐大,但其具有明顯的層次性結(jié)構(gòu)特點(diǎn),即具有系統(tǒng)、分系統(tǒng)、LRU和SRU的層次順序。圖1為某大型雷達(dá)裝備的層次結(jié)構(gòu)圖,第1層為雷達(dá)整機(jī)系統(tǒng);第2層為雷達(dá)各個(gè)系統(tǒng),如頻率源系統(tǒng)、定時(shí)系統(tǒng)、發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)、顯控系統(tǒng)等;第3層為雷達(dá)各系統(tǒng)之下的分系統(tǒng),如發(fā)射系統(tǒng)中的激勵(lì)源分系統(tǒng)、發(fā)射控制分系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)分系統(tǒng)、傳輸饋線分系統(tǒng)、發(fā)射天線分系統(tǒng)等;第4層為現(xiàn)場(chǎng)可更換單元LRU,如發(fā)射機(jī)分系統(tǒng)中的主控制器、前置放大器、推動(dòng)放大器、功放模塊、合并器等;第5層為車間可更換單元SRU,如功放模塊中的分路器、功放管、檢測(cè)板、阻容件、二極管等。第1～3層屬于雷達(dá)裝備的功能分類層次,第4～5層屬于故障定位的可更換單元。分層次結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使大型雷達(dá)裝備可靠性設(shè)計(jì)與故障分析清晰容易,更加利于對(duì)大型雷達(dá)裝備進(jìn)行分層、分單元進(jìn)行可靠性評(píng)估。

圖1 某大型雷達(dá)裝備的層次結(jié)構(gòu)圖

由以上分析可見,大型雷達(dá)具有規(guī)模龐大、分系統(tǒng)多、設(shè)備量大和層次性結(jié)構(gòu)明顯等特點(diǎn),如果能充分利用大型雷達(dá)裝備的這些特點(diǎn),對(duì)大型雷達(dá)裝備進(jìn)行分層處理,可大大降低其可靠性設(shè)計(jì)與分析的復(fù)雜性,提高可靠性評(píng)估的效率。

2 基于重要性的使用可靠性評(píng)估模型及算法

現(xiàn)代大型雷達(dá)裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)備量大,故障模式多樣。不同部件系統(tǒng)的故障各具特點(diǎn),且對(duì)雷達(dá)工作的影響程度即重要性不同,有的部件故障可能導(dǎo)致雷達(dá)無法正常工作,有的部件故障只引起分系統(tǒng)(或子系統(tǒng))性能降低,對(duì)雷達(dá)整機(jī)系統(tǒng)影響較小。所以,不同部件系統(tǒng)的故障對(duì)雷達(dá)整機(jī)系統(tǒng)可靠性的影響程度也不同。為準(zhǔn)確評(píng)估大型雷達(dá)裝備使用可靠性,本文在綜合考慮裝備故障的性質(zhì)、規(guī)律及部件系統(tǒng)重要性的基礎(chǔ)上,建立了一種基于重要性的大型雷達(dá)裝備使用可靠性評(píng)估模型。

2.1 評(píng)估模型總體思路

由前面分析可知,大型雷達(dá)裝備分系統(tǒng)多,且具有明顯的層次結(jié)構(gòu)特點(diǎn),因此可以根據(jù)大型雷達(dá)部件所屬系統(tǒng)(即部件系統(tǒng))重要性的不同特點(diǎn),將故障按照大型雷達(dá)的部件系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類,每一部件系統(tǒng)故障綜合考慮故障現(xiàn)象、故障位置進(jìn)行分類。大型雷達(dá)可靠性指標(biāo)分為故障類型級(jí)(即指標(biāo)層)、部件系統(tǒng)級(jí)(即準(zhǔn)則層)和總體級(jí)(即目標(biāo)層)指標(biāo)三個(gè)層次。其評(píng)估的層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 三層評(píng)估體系結(jié)構(gòu)

根據(jù)指標(biāo)層包含的各故障類型概率分布模型對(duì)指標(biāo)層的可靠性指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估;在指標(biāo)層可靠性指標(biāo)的基礎(chǔ)上,采用樣本量加權(quán)平均的數(shù)據(jù)融合方法得到部件系統(tǒng)級(jí)指標(biāo);而總體級(jí)可靠性指標(biāo)則根據(jù)部件系統(tǒng)級(jí)指標(biāo),采用重要性綜合權(quán)系數(shù)加權(quán)平均的數(shù)據(jù)融合方法計(jì)算。

2.2 指標(biāo)層可靠性指標(biāo)的計(jì)算

根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)理論,指標(biāo)層同一類型故障壽命分布符合某種典型的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律,即指數(shù)分布、正態(tài)分布或韋布爾分布等。大型雷達(dá)裝備的故障模式多種多樣,用何種分布來描述某一具體的故障模式需要通過典型分布的擬合優(yōu)度檢驗(yàn)來確定,如W檢驗(yàn)(正態(tài)檢驗(yàn))、χ2檢驗(yàn)(指數(shù)檢驗(yàn))、M檢驗(yàn)(韋布爾檢驗(yàn))等。確定其分布規(guī)律后,根據(jù)相應(yīng)分布的數(shù)學(xué)模型確定該分布的可靠性指標(biāo)MTBF。式(1)、(2)和(3)分別表示指數(shù)分布、正態(tài)分布和韋布爾分布的M TBF點(diǎn)估計(jì)公式。

式中,為指數(shù)分布參數(shù)θ的點(diǎn)估計(jì);T為累積工作時(shí)間;r為累積失效(或故障)數(shù)。

式中,為正態(tài)分布均值的點(diǎn)估計(jì)。

式中,為韋布爾分布參數(shù)η的點(diǎn)估計(jì);Γ(1+1/m)為(1+1/m)的伽馬函數(shù)值;exp(),其中為韋布爾分布對(duì)應(yīng)的I型極值分布參數(shù)的點(diǎn)估計(jì)。

2.3 準(zhǔn)則層可靠性指標(biāo)的計(jì)算

準(zhǔn)則層即部件系統(tǒng)級(jí)的可靠性指標(biāo)由指標(biāo)層(故障類型級(jí))指標(biāo)向上融合得到,采用樣本量加權(quán)平均的融合方法。

指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)表示某一層次的子指標(biāo)相對(duì)于上一層次的父指標(biāo)的重要程度。由于同一系統(tǒng)下不同故障類型故障可以定量地通過樣本量進(jìn)行比較,所以指標(biāo)層(故障類型級(jí))相對(duì)于準(zhǔn)則層(部件系統(tǒng)級(jí))的權(quán)重系數(shù)根據(jù)樣本量確定。

引入w ij(i=1,2,…,m,j=1,2,…,n i)表示指標(biāo)層相對(duì)于準(zhǔn)則層的權(quán)重系數(shù),同一部件系統(tǒng)指標(biāo)層權(quán)重系數(shù)構(gòu)成的權(quán)矢量為W i=(w i1,w i2,…,w in),w ij≥0。

2.4 目標(biāo)層可靠性指標(biāo)的計(jì)算

目標(biāo)層即總體級(jí)的可靠性指標(biāo)由準(zhǔn)則層(即部件系統(tǒng)級(jí))可靠性指標(biāo)向上融合得到,采用樣本量和重要性綜合加權(quán)平均的融合方法。

1)樣本量權(quán)矢量W n

準(zhǔn)則層指標(biāo)對(duì)樣本量準(zhǔn)則的權(quán)矢量用W n=(w n1,w n2,…,w nm)表示,這里w ni(i=1,2,…,m)為第i個(gè)系統(tǒng)的樣本量權(quán)系數(shù),

其中,m為系統(tǒng)總數(shù),n為樣本量確定的權(quán)系數(shù)。w ni由下式確定:

式中,N i為第i個(gè)系統(tǒng)的樣本量;N為總樣本量。

2)重要性權(quán)矢量W s

大型雷達(dá)部件的重要性按照各系統(tǒng)與部件所處工作的位置、重要程度劃分為4個(gè)等級(jí)。

(1)極重要:對(duì)整機(jī)有致命影響。

(2)很重要:對(duì)整機(jī)有很大影響。

(3)重要:對(duì)整機(jī)有輕度影響。

(4)一般:對(duì)整機(jī)無大影響。

基于重要性的大型雷達(dá)可靠性評(píng)估中,部件系統(tǒng)級(jí)指標(biāo)相對(duì)于總體指標(biāo)的重要性權(quán)系數(shù),根據(jù)AHP法對(duì)各個(gè)部件系統(tǒng)的重要性判斷矩陣,進(jìn)行求和平均及歸一化處理確定,其實(shí)現(xiàn)步驟具體如下。

Step 1:構(gòu)造比較判斷矩陣

根據(jù)各個(gè)部件系統(tǒng)的重要性,使用成對(duì)比較和專家咨詢法來構(gòu)造判斷矩陣A=[a ij](表示同一層各指標(biāo)相對(duì)重要性的標(biāo)度值,判斷標(biāo)準(zhǔn)采用層次分析法常用的1～9標(biāo)度法)。

Step 2:計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算可歸納為求解判斷矩陣A最大特征值λmax對(duì)應(yīng)的特征向量,即AW=λmaxW的特征向量W=(w1,w2,…,w n)T。在AHP方法中,計(jì)算特征向量常用的近似方法有求和法、平方根法等,本文采用判斷矩陣首行求和并歸一化來求解特征向量,從而得到各指標(biāo)的權(quán)重。

Step 3:一致性檢驗(yàn)

由于大型雷達(dá)裝備使用可靠性評(píng)估過程中影響因素的復(fù)雜性和決策者對(duì)這些因素主觀判斷具有不穩(wěn)定性,以及不同決策者偏好也不同,因此難以將同一準(zhǔn)則下的因素差異度量的十分準(zhǔn)確,通過兩兩比較的判斷矩陣不一定滿足一致性條件。因而實(shí)際操作時(shí),引入變量一致性比例CR=CI/RI來檢驗(yàn)一致性,當(dāng)CR＜0.1時(shí),判斷矩陣具有一致性,否則就不滿足一致性[9]。其中CI=(λmax-n)/(n-1)為一致性指標(biāo),RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo),根據(jù)矩陣階數(shù)而取值,表1給出了1～9階矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)[10]。

表1 RI與n的對(duì)照關(guān)系表

3)總體指標(biāo)的重要性權(quán)矢量W c

根據(jù)可靠性評(píng)估中樣本量比重要性重要的原則,來構(gòu)造樣本量和重要性相對(duì)于總體指標(biāo)的判斷矩陣見表2。

表2 總體指標(biāo)與樣本量、重要性的權(quán)重矩陣

利用前面介紹的層次分析法對(duì)判斷矩陣進(jìn)行計(jì)算求解,可以得到大型雷達(dá)裝備樣本量準(zhǔn)則和重要性準(zhǔn)則對(duì)總體指標(biāo)的權(quán)矢量為W c=(0.834,0.166)。

4)綜合權(quán)矢量

準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的綜合權(quán)矢量:

5)目標(biāo)層可靠性指標(biāo)

根據(jù)準(zhǔn)則層可靠性指標(biāo)矢量R和綜合權(quán)矢量W可以計(jì)算得到目標(biāo)層可靠性指標(biāo)T。

3 大型雷達(dá)裝備使用可靠性評(píng)估

現(xiàn)代大型雷達(dá)裝備雖然采用了固態(tài)化、微電子化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、冗余等設(shè)計(jì),使裝備整體可靠性得到了極大的提高,但從雷達(dá)裝備的外場(chǎng)使用情況來看,仍不可避免地發(fā)生了眾多的各類故障。因此,有必要對(duì)大型雷達(dá)實(shí)際使用過程中的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,以準(zhǔn)確評(píng)估其使用可靠性,進(jìn)而對(duì)大型雷達(dá)作戰(zhàn)使用、設(shè)計(jì)改進(jìn)以及新裝備研制提供借鑒和參考依據(jù)。

3.1 大型雷達(dá)裝備故障統(tǒng)計(jì)

由前面分析可知,大型雷達(dá)系統(tǒng)極其復(fù)雜、設(shè)備量巨大,同時(shí)根據(jù)部隊(duì)實(shí)際使用過程中統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),發(fā)射系統(tǒng)故障率最高,所以發(fā)射系統(tǒng)仍然是故障多發(fā)部位,其可靠性直接影響大型雷達(dá)裝備的MTBF。因此,為了驗(yàn)證本文模型的有效性,這里僅以某大型雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)為例進(jìn)行分析與驗(yàn)證。經(jīng)過對(duì)該雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)外場(chǎng)故障數(shù)據(jù)的收集和整理,保留303例外場(chǎng)故障數(shù)據(jù)。根據(jù)基于重要性的大型雷達(dá)裝備使用可靠性評(píng)估方法的思路,將故障按故障件或故障部位的所屬系統(tǒng)進(jìn)行劃分,其分布情況見表3。各部件系統(tǒng)包含不良觸點(diǎn)、短路、斷路、擊穿、漂移等不同類型故障。

表3 發(fā)射系統(tǒng)故障樣本按部位的分布

3.2 大型雷達(dá)裝備可靠性評(píng)估

根據(jù)故障的分析處理,利用本文評(píng)估模型對(duì)某大型雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)的使用可靠性進(jìn)行評(píng)估,其評(píng)估流程如圖3所示。

圖3 可靠性評(píng)估指標(biāo)算法流程

1)部件系統(tǒng)的可靠性及其分析

利用本文模型對(duì)某大型雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估,其中利用AHP法計(jì)算得到的雷達(dá)裝備各部件系統(tǒng)(分系統(tǒng))的權(quán)矢量參見表4,各部件系統(tǒng)及發(fā)射整機(jī)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)如表5所示。

從表5中可知:

(1)發(fā)射整機(jī)系統(tǒng)的MTBF達(dá)到了800 h以上,但低于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最低可接受指標(biāo)值900 h。

(2)故障數(shù)目較多的發(fā)射機(jī)分系統(tǒng)、發(fā)射控制分系統(tǒng)和傳輸饋線分系統(tǒng)MTBF指標(biāo)值低于發(fā)射整機(jī)系統(tǒng)的MTBF指標(biāo)值,而激勵(lì)源分系統(tǒng)和其他配套分系統(tǒng)的MTBF指標(biāo)值高于發(fā)射整機(jī)系統(tǒng)的MTBF值。

表4 準(zhǔn)則層相對(duì)目標(biāo)層的判斷矩陣及權(quán)矢量

表5 某大型雷達(dá)發(fā)射各分系統(tǒng)MTBF值

(3)發(fā)射天線分系統(tǒng)沒有有效故障數(shù)據(jù),這里將發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)門限值作為其MTBF指標(biāo)值,由于其樣本量為0,計(jì)算發(fā)射整機(jī)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)時(shí),只考慮其重要性的影響,對(duì)整機(jī)可靠性指標(biāo)影響不大。

(4)發(fā)射機(jī)分系統(tǒng)的故障樣本較多,計(jì)算得到的可靠性指標(biāo)較低,所以,其可靠性的高低對(duì)雷達(dá)發(fā)射整機(jī)系統(tǒng)的可靠性影響較大。發(fā)射機(jī)分系統(tǒng)的故障類型及可靠性情況見表6。由表6可見,該雷達(dá)裝備發(fā)射機(jī)分系統(tǒng)的功放模塊故障樣本量最大,且其MTBF＜700 h,一方面由于發(fā)射機(jī)的功放模塊較多,另一方面也說明了功放模塊本身可靠性質(zhì)量問題;另外,開關(guān)電源、輔助電源、電源框架、濾波器和繼電器故障樣本量相對(duì)較大,這些部件的MTBF指標(biāo)值均在500 h左右,這在一定程度上說明了發(fā)射機(jī)出廠時(shí)的缺陷,尋找這幾類故障原因,并采取一定措施消除設(shè)計(jì)缺陷,可以提高發(fā)射機(jī)分系統(tǒng)的可靠性指標(biāo),從而提高該雷達(dá)裝備的使用可靠性。

表6 發(fā)射機(jī)分系統(tǒng)的MTBF指標(biāo)值

(5)由表5和表6可以看出,發(fā)射控制分系統(tǒng)、發(fā)射機(jī)分系統(tǒng)、光纖傳輸分系統(tǒng)、傳輸饋線分系統(tǒng)以及電源分系統(tǒng)MTBF均低于發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)值。在實(shí)際使用過程中,當(dāng)發(fā)射控制分系統(tǒng)工作達(dá)到400 h左右時(shí),加強(qiáng)對(duì)其設(shè)備和軟件系統(tǒng)進(jìn)行檢查維護(hù),可以減少發(fā)射控制分系統(tǒng)故障的發(fā)生,提高系統(tǒng)可靠性;同樣,在使用過程中,當(dāng)發(fā)射機(jī)、光纖傳輸、傳輸饋線以及電源等分系統(tǒng)工作達(dá)到800 h左右時(shí),應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這些分系統(tǒng)進(jìn)行檢查維護(hù),可以減少這些分系統(tǒng)故障的發(fā)生概率,從而提高系統(tǒng)可靠性,減少系統(tǒng)故障對(duì)該型雷達(dá)預(yù)警探測(cè)性能的影響。

2)整機(jī)系統(tǒng)的可靠性及其分析

利用本文模型對(duì)該大型雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)的使用可靠性進(jìn)行評(píng)估,并將評(píng)估結(jié)果與數(shù)學(xué)均值法和整體分布法進(jìn)行對(duì)比。不同評(píng)估方法得到的發(fā)射系統(tǒng)MTBF指標(biāo)值見表7。

表7 發(fā)射整機(jī)系統(tǒng)的MTBF指標(biāo)值

從表7中可知:對(duì)發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評(píng)估時(shí),采用整體分布法與數(shù)學(xué)平均值法計(jì)算得到的結(jié)果相差不大,與利用層次分析法考慮不同類型故障的分布類型、樣本量及重要性差別時(shí)所獲得結(jié)果相比偏小。這是由于數(shù)學(xué)均值法與整體分布法只考慮了故障部件分布類型且將不同部件系統(tǒng)同等對(duì)待,沒有考慮不同部件系統(tǒng)之間的重要程度,導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果過于保守,風(fēng)險(xiǎn)較大;基于樣本量的可靠性評(píng)估模型雖然考慮故障分布類型和樣本量大小,但沒有考慮不同部件系統(tǒng)重要性差別,很容易對(duì)可靠性評(píng)估的結(jié)果產(chǎn)生較大的影響,評(píng)估結(jié)果的可信度不高;而利用本文提出的基于重要性的可靠性評(píng)估方法,既綜合考慮了不同類型故障分布類型、樣本量大小,又考慮到了不同部件系統(tǒng)重要性差異對(duì)該雷達(dá)可靠性評(píng)估的影響,更符合雷達(dá)裝備實(shí)際,所以本文方法評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)小,評(píng)估結(jié)果更為合理、精確。

4 結(jié)束語

本文在分析大型雷達(dá)裝備特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,建立了一種基于重要性的大型雷達(dá)裝備使用可靠性評(píng)估模型。首先利用層次分析法將系統(tǒng)可靠性指標(biāo)劃分為故障類型級(jí)、部件系統(tǒng)級(jí)、總體級(jí)三級(jí)評(píng)估指標(biāo),然后分別通過壽命分布、樣本量以及加權(quán)融合等方法計(jì)算其MTBF,最后以某大型雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)為例進(jìn)行了驗(yàn)證研究。實(shí)例應(yīng)用表明,本文方法得到的評(píng)估結(jié)果更加準(zhǔn)確、合理。通過評(píng)估,為大型雷達(dá)裝備科學(xué)維修、設(shè)計(jì)改進(jìn)以及新裝備研制提供了一定的依據(jù)和參考。

[1]中國人民解放軍總裝備部技術(shù)基礎(chǔ)管理中心.GJB 451A-2005可靠性維修性保障性術(shù)語[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2005.

[2]薛長生,李執(zhí)力,許屹暉.雷達(dá)可靠性與維修性對(duì)系統(tǒng)效能的影響[J].現(xiàn)代雷達(dá),2006,28(5):23-26.

[3]盧雷,楊江平,劉根.RMS對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)效能的影響分析[J].雷達(dá)科學(xué)與技術(shù),2011,9(4):300-303.LU Lei,YANG Jiang-ping,LIU Gen.Influence Analysis of RMS on Radar System Effectiveness[J].Radar Science and Technology,2011,9(4):300-303.(in Chinese)

[4]康銳.可靠性維修性保障性工程基礎(chǔ)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2012.

[5]王自力.可靠性維修性保障性要求論證[M].北京:國防工業(yè)出版社,2011.

[6]樂戰(zhàn)英.雷達(dá)的可靠性指標(biāo)研究[J].雷達(dá)與對(duì)抗,2006(4):65-68.

[7]中國人民解放軍總裝備部電子信息基礎(chǔ)部標(biāo)準(zhǔn)化中心.GJB899A-2009可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

[8](挪)勞沙德.系統(tǒng)可靠性理論:模型、統(tǒng)計(jì)方法及應(yīng)用(第2版)[M].郭強(qiáng),王秋芳,劉樹林,譯.北京:國防工業(yè)出版社,2010.

[9]常春賀,楊江平.基于層次模糊決策的雷達(dá)裝備測(cè)試性綜合評(píng)估[J].雷達(dá)科學(xué)與技術(shù),2011,9(4):293-299.CHANG Chun-he,YANG Jiang-ping.A Testability Synthetic Evaluation Method of Radar Equipment Based on Analytic Hierarchy Process and Fuzzy Mathematic Theory[J].Radar Science and Technology,2011,9(4):293-299.(in Chinese)

[10]葉義成,柯利華,黃德育.系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2006.