易當(dāng)祥，張仕念，趙韶平，劉春和，張國(guó)彬

（中國(guó)人民解放軍96658部隊(duì)203分隊(duì)，北京 100094）

0 引言

發(fā)射可靠性是武器系統(tǒng)可靠性中一個(gè)重要的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)，由于傳統(tǒng)觀念 “重彈上產(chǎn)品，輕地面設(shè)備”，地面設(shè)備發(fā)射可靠性評(píng)出的指標(biāo)較高，使用時(shí)卻體現(xiàn)不出這種能力，原因之一是裝備研制階段缺少系統(tǒng)、科學(xué)的指標(biāo)分配與評(píng)估方法、相支撐的國(guó)軍標(biāo)和足夠的試驗(yàn)驗(yàn)證。GJB 6284-2008《發(fā)射車通用規(guī)范》，對(duì)發(fā)射可靠性更多的是定性要求，難以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的發(fā)射可靠性指標(biāo)要求。

可靠性分配是可靠性指標(biāo)論證過(guò)程的一個(gè)環(huán)節(jié)，是將經(jīng)過(guò)戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)論證和可靠性預(yù)測(cè)之后確定的總指標(biāo)從系統(tǒng)總體考慮，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的可靠性指標(biāo)，經(jīng)有關(guān)要素綜合考慮和統(tǒng)一平衡之后，在構(gòu)成該系統(tǒng)的幾個(gè)分系統(tǒng)之間進(jìn)行調(diào)配和落實(shí)，確定各分系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，是一個(gè)由整體到局部、由大到小、由上到下的分解過(guò)程[1]。經(jīng)過(guò)分配，使整體和部分的可靠性定量要求協(xié)調(diào)一致。其指標(biāo)分配的科學(xué)性與正確性，直接影響著裝備可靠性指標(biāo)的可實(shí)現(xiàn)性，意義重大。

1 發(fā)射可靠性界面區(qū)分

GJB 806.6-1990將武器裝備全壽命周期分為4個(gè)階段：貯存階段、作戰(zhàn)準(zhǔn)備階段、發(fā)射階段和飛行階段，其對(duì)應(yīng)的可靠性指標(biāo)為貯存可靠性、作戰(zhàn)準(zhǔn)備完好性、發(fā)射可靠性和飛行可靠性。根據(jù)GJB 806.6的定義和分析，發(fā)射可靠性的剖面可以在武器裝備全壽命周期中進(jìn)行界定，這是開展發(fā)射可靠性研究的前提和基礎(chǔ)。具體如圖1所示?！鞍l(fā)射可靠性”不僅涉及武器裝備彈上各有關(guān)系統(tǒng)，而且涉及到參與發(fā)射任務(wù)的地面設(shè)備各組成部分。武器裝備發(fā)射任務(wù)剖面是發(fā)射系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)發(fā)射任務(wù)中的工作程序及經(jīng)歷的環(huán)境，并在發(fā)射可靠性界面內(nèi)建立發(fā)射任務(wù)剖面[2]。

2 發(fā)射可靠性框圖與建模

2.1 可靠性框圖

發(fā)射可靠性相關(guān)的武器裝備主要包括發(fā)射設(shè)備和彈載相關(guān)系統(tǒng)。在分析其發(fā)射過(guò)程和可靠性關(guān)系的基礎(chǔ)上，建立發(fā)射可靠性框圖，如圖2-9所示。

圖1 武器裝備發(fā)射可靠性界面劃分

圖2 武器裝備發(fā)射可靠性框圖

圖3 發(fā)射設(shè)備發(fā)射可靠性框圖

圖4 設(shè)備B發(fā)射可靠性框圖

圖5 電控系統(tǒng)發(fā)射可靠性框圖

圖6 設(shè)備F發(fā)射可靠性框圖

圖7 武器裝備相關(guān)系統(tǒng)發(fā)射可靠性框圖

圖8 控制設(shè)備H發(fā)射可靠性框圖

圖9 火工品J發(fā)射可靠性框圖

2.2 發(fā)射可靠性建模

由圖2-9的可靠性框圖，可以建立的發(fā)射可靠性模型如下：

其中：

式（1）中：

Rtotal——武器裝備發(fā)射可靠性指標(biāo)；

R1——發(fā)射設(shè)備發(fā)射可靠度；

R2——彈上設(shè)備發(fā)射可靠度；

R10——底盤發(fā)射可靠度；

R11——設(shè)備A發(fā)射可靠度；

R121——設(shè)備B1發(fā)射可靠度；

R122——設(shè)備B2發(fā)射可靠度；

R123——千斤頂發(fā)射可靠度；

R131——電源1發(fā)射可靠度；

R132——電源2發(fā)射可靠度；

R141——配電電路發(fā)射可靠度；

R142——某電路發(fā)射可靠度；

R143——某傳感器發(fā)射可靠度；

R15——溫控系統(tǒng)發(fā)射可靠度；

R16——液壓系統(tǒng)發(fā)射可靠度；

R171——設(shè)備E發(fā)射可靠度；

R181——控制臺(tái)發(fā)射可靠度；

R182——計(jì)算機(jī)1發(fā)射可靠度；

R183——儀器F1發(fā)射可靠度；

R184——儀器F2發(fā)射可靠度；

R185——儀器F3發(fā)射可靠度；

R191——設(shè)備G1發(fā)射可靠度；

R192——設(shè)備G2發(fā)射可靠度；

R211——設(shè)備H1發(fā)射可靠度；

R212——計(jì)算機(jī)2發(fā)射可靠度；

R213——設(shè)備H2發(fā)射可靠度；

R214——設(shè)備H3發(fā)射可靠度；

R215——設(shè)備H4發(fā)射可靠度；

R216——設(shè)備H5發(fā)射可靠度；

R217——設(shè)備H6發(fā)射可靠度；

R218——設(shè)備H7發(fā)射可靠度；

R221——火工品J1J2發(fā)射可靠度；

R222——設(shè)備J3發(fā)射可靠度；

R223——設(shè)備J4發(fā)射可靠度；

R224——設(shè)備J5發(fā)射可靠度；

R23——設(shè)備Dr發(fā)射可靠度；

R24——設(shè)備Dp發(fā)射可靠度；

R25——彈體結(jié)構(gòu)發(fā)射可靠度。

3 發(fā)射可靠性指標(biāo)分配研究

3.1 指標(biāo)分配方法研究

可靠性分配可以分為無(wú)約束可靠性分配和約束可靠性分配。前者主要有等分配法、比例分配法、AGREE分配法和加權(quán)分配法等[3]。

AGREE方法，是美國(guó)國(guó)防部電子設(shè)備可靠性顧問(wèn)團(tuán)于20世紀(jì)50年代提出的一種方法，僅考慮了各單元復(fù)雜性、重要性和任務(wù)時(shí)間的差別，考慮因素不全面。武器裝備各分系統(tǒng)、單元所處的環(huán)境不同，采用元器件的質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)件程度、維修的難易度也不同，所能達(dá)到的可靠性水平也不同，本文對(duì)AGREE方法進(jìn)行改進(jìn)，在考慮重要度和復(fù)雜度的同時(shí)，還考慮了環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)化、維修、工作時(shí)間比、技術(shù)水平和元器件質(zhì)量等因素，對(duì)不同的因素采用不同的加權(quán)因子。

對(duì)這些不同的因素用加權(quán)因子來(lái)表示其對(duì)可靠性分配的影響程度。一般有重要性因子K1、復(fù)雜性因子K2、環(huán)境因子K3、標(biāo)準(zhǔn)化因子K4、維修性因子K5、技術(shù)水平因子K6、工作時(shí)間比因子K7和元器件質(zhì)量因子K8等，根據(jù)研制產(chǎn)品的具體情況，還可以引進(jìn)其他一些因子，但因子的種類不宜過(guò)多，應(yīng)選取那些對(duì)系統(tǒng)可靠性有重大的影響、且便于定量表示的項(xiàng)目。

按照各因素對(duì)可靠性的要求，劃分為5個(gè)等級(jí)，等級(jí)標(biāo)號(hào)越高對(duì)可靠性要求越低，分配的不可靠度或故障率越高。權(quán)重因子的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

3.2 指標(biāo)分配

發(fā)射可靠性是串、并聯(lián)的混聯(lián)模型，在失效率分配時(shí)，需要將幾個(gè)單元并聯(lián)（或冷、熱備份）當(dāng)作一個(gè)小整體，視整個(gè)發(fā)射可靠性為全串聯(lián)模型，就可以當(dāng)作基本可靠度來(lái)計(jì)算[4]。然后，再對(duì)小整體的可靠性指標(biāo)按相同的方法，以相同的原則往下繼續(xù)分配，就可以演變?yōu)槿蝿?wù)可靠性指標(biāo)分配。

如表2所示。

表2 某裝備發(fā)射可靠性分配

表1 權(quán)重因子等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

以表1等級(jí)對(duì)重要性因子K1、復(fù)雜性因子K2、環(huán)境因子K3、標(biāo)準(zhǔn)化因子K4、維修性因子K5、技術(shù)水平因子K6、工作時(shí)間比因子K7和元器件質(zhì)量因子K8進(jìn)行打分，獲得各加權(quán)因子的評(píng)分值Ki（i=1，2，…8），設(shè)系統(tǒng)有m個(gè)單元組成，則第j個(gè)單元的第i個(gè)加權(quán)因子為Kij（i=1，2，…8；j=1，2，…m），第j個(gè)單元的評(píng)分?jǐn)?shù)wj為：

則第j個(gè)單元的評(píng)分系數(shù)ξj為：

由產(chǎn)品及其組成單元的評(píng)分值和評(píng)分系數(shù)，最后確定單元的失效率為：

對(duì)某裝備發(fā)射可靠度0.8進(jìn)行加權(quán)分配，按表1所示的8個(gè)因素的5個(gè)等級(jí)，進(jìn)行評(píng)分，5個(gè)等級(jí)相應(yīng)于1～5分，具體如表2所示。其中，K1，j為第j個(gè)設(shè)備的重要性因子；K2，j為第j個(gè)設(shè)備的復(fù)雜性因子；K3，j為第j個(gè)設(shè)備的環(huán)境因子；K4，j為第j個(gè)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化因子；K5，j為第j個(gè)設(shè)備的維修性因子；K6，j為第j個(gè)設(shè)備的技術(shù)水平因子；K7，j為第j個(gè)設(shè)備的工作時(shí)間比因子；K8，j為第j個(gè)設(shè)備的元器件質(zhì)量因子[5]。

3.3 指標(biāo)驗(yàn)證

發(fā)射可靠度分配指標(biāo)的正確與否，一方面可以通過(guò)可靠性預(yù)計(jì)，要求預(yù)計(jì)的可靠度總體指標(biāo)大于發(fā)射可靠度戰(zhàn)標(biāo)要求；另一方面分配后的可靠性指標(biāo)，在裝備研制時(shí)，可以通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并由可靠性試驗(yàn)加以保證。本文通過(guò)改進(jìn)的AGREE方法對(duì)某裝備進(jìn)行發(fā)射可靠性指標(biāo)分配，最后通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的評(píng)估而獲得的裝備發(fā)射可靠度為0.858 9，滿足要求，說(shuō)明該方法的合理性與分配的正確性。

4 結(jié)束語(yǔ)

區(qū)分發(fā)射可靠性與其他任務(wù)可靠性的界面，建立武器裝備發(fā)射可靠性的可靠性框圖和可靠性模型。改進(jìn)了可靠性指標(biāo)分配的AGREE方法，考慮了重要性、復(fù)雜性、環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)化、維修性、技術(shù)水平、工作時(shí)間比和元器件質(zhì)量等8個(gè)因素，建立發(fā)射可靠性指標(biāo)分配模型與分配方法；并應(yīng)用于某裝備發(fā)射可靠性的分配。結(jié)果表明：該模型與方法具有合理性。

[1]張生延.可靠性分配中存在的問(wèn)題及其對(duì)策 [J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)，2005，23（1）：63-65.

[2]魏勇，逄洪照.某發(fā)射裝置可靠性計(jì)算的一種優(yōu)化方法[J].裝備環(huán)境工程，2006，3（5）：63-65.

[3]孫盛遠(yuǎn)，顧文彬，龐海洋.武器系統(tǒng)可靠性的分配方法[J].工兵裝備研究，2007，26（4）：32-37.

[4]邵延峰，薛紅軍，張玉剛.復(fù)雜串、并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性分配方法 [J].飛機(jī)設(shè)計(jì)，2007，27（2）：51-53.

[5]曾聲奎，趙廷弟.系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)分析教程 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001.