[科普中国]-导弹可维性

导弹可维性是指发生故障的导弹在规定的维护时间内，按照规范的维护条件和要求恢复正常工作的能力。其概率表示形式为可维度(率)。可维性和可靠性都足用以描述系统或产品保持正常工作能力大小的指标。所不同的是，前者从发生故障后能否尽快修复的角度描述系统或产品的正常工作能力，反映的是维修的易难程度。

简介导弹可维性是指发生故障的导弹在规定的维护时间内，按照规范的维护条件和要求恢复正常工作的能力。其概率表示形式为可维度(率)。可维性和可靠性都足用以描述系统或产品保持正常工作能力大小的指标。所不同的是，前者从发生故障后能否尽快修复的角度描述系统或产品的正常工作能力，反映的是维修的易难程度。后者从如何保证系统或产品不发生故障的角度描述其正常工作能力，表示的是保持无故障工作的易难程度。将两者结合起来统一描述系统或产品正常工作能力的指标称可用性(又称广义可靠性)1。

现代可维性预测技术背景普遍接受的用于设备可维性定量的特征指标一可维性或平均维修时间(MTTR)受到多种因素的影响，如设备的封装，故障诊断及诊断程序的设计和规模、元件的失效率，工作环境、维修人员的能力和培训等。这些因素对设备的可维性各有不同的影响，因此在设计中必须考虑这些影响以尽最减少它们的坏作用。

可维性设计中的固有缺陷往往要到设备在现场工作时才暴露出来，到那时要进行设计修改，费用就很高了。要体现这些设计变化通常必须改变制造过程，若设计变化是相当关键的，则已经制造好的设备必须改型以满足新的设计。这通常需要把现场工作的设备送回工厂以实现所要求的改变。 这不仅费钱而且在把设备从现场送到工厂再返回现场中损失了许多时间。

需要这样一种可维性预测技术，利用这种技术能使设计者在设备生产之前就可指出可维性设计中对设备的可维性有重大影响的部份，因而为达到设备的可维性所必须的任何设计更改能在设备还处在纸上设计阶段时加以实现2。

技术特点两种技术都采用时间综合模型，即维修工作分成若干维修任务单元。这些维修单元就是通常在维修预测中所包含的单元(即准备、隔离、取备件、拆、换、装、校、检及恢复工作).与以前的预测技术比较起来，这些技术具有以下的优点:

1.可灵活地用于任何的设备合同等级和任何的维修等级(即组织维修、中间维修、库房维修)。

2.每一-维修任务单元都可通过一些子模式来构成，以直接估计工程设计特性(如故障检测/故障隔离能力和封装)。

3.能处理模糊故障隔离结果(即隔离到一个以上的可更换单元)。

4.能采纳对可维性有影响的不同的维修方针和方案( 即其隔离能力为一组可更换器件时，更换可不管是重复进行的还是成组进行的)1。

早期预测技术只要具有下列数据(至少的初始形式的数据)就可以进行早期预测:

a.完整的可更换元件清单。

b.每一可更换元件的失效率。

C.总的设备故障隔离方案。

d.成组或重复更换。

e.基本的封装原则，包括每一可更换元件的初始的接近性和互换性。

f.每一主要的可更换元件所采用的主要的故障隔离技术。

g.故障隔密精度(即可更换元作组的平均规模或合同规定的隔离要求)。

早期预测技术的基本步骤有:

a.规定预测要求一这包括规定要估算的可维性参数、处的预测程序、假定所要进行预测的维修级别。

b.规定维修方案这一步骤明确规定:由谁维修、什么地方维修、维修什么及什么时候维修。

C.收集预测参数数据这里，为采用合适的维修任务子模式所必须的所有数据都要列表和计算(或在必要时进行估计)。

d.选择模式，根据维修方针选择合适的维修子模式(注意:步骤c和b实际上是同时完成的)。

e.计算一平均维修时间(或其他感兴趣的维修参数)一在建立了必须计算维修时间的设备合同级别后， (d)中所选择的子模式与(C)中所收集的数据结合起来以计算合适的维修参数(s)。

这将产生设备维修参数(s)的第一次预测。当具备了更详细的设计数据后，设计者能重复进行这种预测，以校核设备的实际可维性设计参数与合同所要求的参数的符合程度。设计是否符合合同要求或者他是否必须(仍在纸上设计阶段时)改变设计以满足这些要求3。

PC机评估导弹制导控制系统在一个导弹系统正式投入使用之前，为确保其性能完好，工程上需反复地，深人细致地做许多工作。这些工作包括确定使命要求、风洞测试数学分析、计算机仿真和飞行演示。本研究开发了一个评估导弹制导控制系统的程序。该程序包括一种复杂的动态特性仿真、显示导弹目标拦截图形并提供了一个用户友好的接口。虽然这类主机和工作站系统有速度快和计算精度高的优点，但是，通常有如下不足之处:

(1)仿真过程同时，没有伴随辅助说明的清析的显示。

(2)仿真和分析通常需要多道程序。

(3)这类系统通常不易访问和维护费用高。

一些研究人员已经试图对这些问题进行研究。在文献中开发了一个主机程序，该程序虽然提供了一个很好的导弹模型，但是没有直观显示。美中不足的是速度不够快，可维性差。

PC机图形提供了可视的优点，而在主机环境下是难于实现的。随着技术改进和硬件价格的下降，曾一度限于在工作站上使用的图形技术，也可用在PC机上了。因此非常需要有一个可用菜单驱动和面向图形的程序，用户可以此为工具仿真导弹动态特性和快速分析其性能。这样的工具将大大方便和增强了导弹制导控制系统的计算机辅助分析(CAA)和计算机辅助设计(CAD)工作。最后，功能强大的PC计算技术(例如：奔腾PRO)和面向对象编程语言(例如:C+ +)的出现；大大促进了这种工具的开发2。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所