1、江苏科技大学硕士学位论文综合保障(ILS)与IETM的关系研究姓名:刘建申请学位级别:硕士专业:管理科学与工程指导教师:解洪成20070101摘 要 I 摘要 装备综合保障(ILS)和交互式电子技术手册(IETM)在美国等国家已经获得了广泛应用,但目前国内在ILS方面仍处于理论研究阶段,IETM的应用实践也刚刚起步。综合保障的目的一是通过对装备设计施加影响,使装备设计的便于保障,二是能够在获得装备的同时,提供经济有效的保障资源和建立相应的保障系统,以便使所部署的装备是可以得到保障的。IETM是传统技术手册的规范的数字化形式,主要为了解决纸质技术手册在维护中的诸多问题,并提高基层级用户操作维修装
2、备的能力和效率。保障系统和IETM的数据大多都来自装备研制过程,且两者间技术信息密不可分,为解决IETM的内容完整性问题和保障系统与IETM之间信息共享问题,研究综合保障和IETM的关系就显得非常有必要。 本文研究主要包括以下几个方面: 分析IETM的数据来源,并进而分析IETM技术内容与保障性分析记录(LSAR)的关系; 在研制综合保障(ILS)系统时设计对IETM的管理,以利用IETM的优势更加有效地完成维修任务; 设计IETM调用ILS系统数据,使IETM能够集成备件申请、维修方案生成等功能; 从四款商业现有软件(COTS)分析综合保障和IETM的成熟解决方案。 本文中的两个实例,舰船综
3、合保障系统(SILSs)和某型柴油机用户手册IETM,前者是国内研制的首个综合保障系统,后者是用AIMSS软件开发的第4/5级IETM。希望通过本文的分析、设计和演示能给国内的综合保障工程实践和IETM应用带来新的思路。 关键词:综合保障,交互式电子技术手册,IETM,保障性分析,保障性分析记录 Abstract II Abstract Materiel integrated logistics support (ILS) and interactive electronic technical manual (IETM) have been applied extensively in ma
4、ny countries, especially in American. But in domestic, study on ILS is still in the period of theory, and IETMs application is just beginning. There are two aims of ILS .One is to affect materiels design, and ensure it is easy to support. The other is to offer the support resources which are economi
5、cal and effective and to build responsive support system so that the deployed materiel can be supported. IETM is the special digitization form of paper technical manual(TM), which is mainly to solve problems in maintenance of paper TM and to improve users operation and repair capability and efficien
6、cy in organization maintenance. Most support system and IETM data comes from the process of materiel development, and the technical information between them relates closely each other, so in order to ensure IETM content complete and to share the information between them, it is necessary to study the
7、 relationship of ILS and IETM. This article studies on four areas. Firstly, it analyzes IETM data sources, and then it analyzes the relationship between IETM technical content and Logistics Support Analysis Record (LSAR).Second, in order to make use of advantages of IETM, it designs how ILS system t
8、o manage IETM. The third area is designing how to make IETM do spares requisitions and produce maintenance plans. In the last, it introduces four commercial-off-the-shelf (COTS) softwares and analyzes how they solve the problems consideration ILS and IETM. Key Words: Integrated Logistics Support, IL
9、S, IETM, LSA, LSAR 论 文 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得江苏科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名: 日 期: 学 位 论 文 使 用 授 权 声 明 江苏科技大学有权保存本人所送交的学位论文的复印件和电子文稿,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,有权向国家有关部门或机构送交论文的
10、复印件或电子文稿。本人电子文稿的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅。 研究生签名: 导师签名: 日 期: 日 期: 第一章 绪 论 1 第一章 绪论 1.1研究背景 本文研究方向来自下述两个研究课题:中国船舶工业集团公司重点预研项目舰船综合保障系统(SILSs);总装备部预研基金项目装备保障数字化前沿技术海军装备保障无纸化目标系统研究。根据作者参与国内综合保障系统和IETM开发应用的实践,本文主要从分析IETM数据与保障性分析记录(LSAR)的关系和分析并设计综合保障系统与IETM之间数据交换两方面研究综合保障与IETM的关系。 装备保障系统是为实现装备
11、有效性不可或缺的系统。考虑装备保障问题有两种途径:一是装备形成后再考虑保障问题,另一种是保障系统与装备同步研制。在20世纪60年代以前,各国对装备研制与采购一直采用传统的方式,在装备交付部队使用后,才开始考虑保障问题,这就导致武器装备的可用性差且后期保障费用很高。随着现代大型复杂武器装备的发展,使用、维修和保障工作越来越复杂,使得使用与维修等保障费用在武器装备寿命周期费用中所占比例远远超过采办费用(保障费用约占寿命周期费用的60%80%)。因此改变传统的装备研制与采购方式,在研制装备同时研制保障系统势在必行。现在绝大多数国家的海军在采购军事装备时都把综合保障(Integrated Logist
12、ics Support,ILS)系统作为采购的必然要求,我国对综合保障相关理论已做了较深入研究,并已开展了综合保障系统的研制1。技术资料(Technical Data,TD)是ILS要素之一,其中技术手册(Technical Manual,TM)是装备的最终用户收到的唯一文件,也是设备制造商制订的最重要文件之一2。传统的以印刷格式记录、装订和显示的纸质技术手册随着装备日趋复杂和高技术化,数量急剧上升,自身的维护问题越来越严重3。交互式电子技术手册(Interactive Electronic Technical Manual, IETM),特别是第四/五级IETM,因其便利性、交互性、集成性及
13、智能性很快成为了各国研究和应用的热点,也成为装备保障信息化中的一大亮点。 综合保障(ILS)系统和IETM的数据都来自装备研制过程,且两者数据之间在产生和使用上均有着紧密联系,因此本文以国内的ILS系统的实践为依据,借鉴国内外对第四/五级IETM的研究和应用经验,研究IETM的数据来源,并研究如何实现ILS系统与IETM的信息交换,使IETM能利用综合保障系统中的技术信息更有效地指导用户完成装备操作和维修工作,使技术手册在综合保障系统中更好地发挥作用。 第一章 绪 论 2 1.2综合保障(ILS) 1.2.1综合保障的概念 为了解决由于装备技术复杂程度增大后所引起的装备保障问题,美国国防部于1
14、964年首次发布指令DoDD4100.35 系统与设备综合保障研制,推行综合保障(ILS),要求在装备研制初期就要考虑使用阶段的保障问题,把使用阶段的保障要求纳入到装备的设计之中,并组织好装备使用阶段的保障工作,ILS就是在这种背景下提出并发展起来的。其后的30多年里,美国国防部发布了一系列指令、条例、标准与规范来完善和支持ILS。他们把ILS作为装备研制系统工程的重要部分,进行论证、提出要求、科学设计和系统管理,形成了一套完整的、科学的、先进的管理方法,并且不断被其它国家军队所采用1。 美军把“战备完好性”和“保障性”作为装备采办的两个主要目标,而将ILS作为实现这两个目标的重要保证1。在美
15、国国防部DoDD5000.39系统和设备综合保障的采办与管理指令中定义,ILS是进行下述工作所必须的、有秩序的、统一并反复进行的管理和技术活动: 在系统和设备的设计中,综合考虑保障问题; 制定与战备完好性目标、设计始终有关的保障要求,且要求之间也始终相关; 进行所需的保障采办; 在使用阶段以最低费用提供所需保障。 简而言之就是定义保障、保障设计、采办保障、提供保障。 我国在20世纪80年代末、90年代初引入ILS概念并进行广泛介绍和研究。我国军标(GJB3872-99)对ILS的定义是:在装备的寿命周期内,为满足装备的战备完好性,降低寿命周期费用,综合考虑装备的保障问题,确定保障性要求,进行保
16、障性设计,规划并研制保障资源,及时提供装备所需保障的一系列管理和技术活动1, 4。 1.2.2综合保障系统(ILSS) ILS将需要考虑的所有保障问题组合在一起,称为“保障要素”。这些要素之间相互关联,保障要素与武器装备研制之间也具有协调与连贯性。DoDD5000.39系统和设备综合保障的采办与管理指令中规定保障要素有十项,分别是:维修规划,人员和人力,供应保障,保障和测试设备,训练与训练设备,技术资料,计算机资源保障,包装、装卸、存贮和运输,保障设施和设计接口。图1.1给出了它们之间的联系。 第一章 绪 论 3 图1.1 综合保障要素与武器装备关系 图1.1中,2到9项是资源性保障要素,是I
17、LS系统的基础。维修规划是建立装备系统寿命周期维修保障方案与要求的过程,它起着综合与协调各保障资源的作用,是ILS的核心。设计接口涉及与后勤有关的设计参数(如可靠性与维修性)和战备完好性与保障资源要求之间的关系5,起着综合与协调ILS保障资源与武器装备的作用,它通过保障性分析和配置管理起作用: null 通过保障性分析(Logistics Support Analysis,LSA),提出合理的保障要求。LSA是进行ILS设计的前提,维修规划和保障资源数据应尽量来源于LSA。 null 通过配置管理(Configuration Management ,CM),确保维修规划和保障资源与装备始终保持
18、匹配,CM是对保障对象(装备)的科学描述和更改的基准。 综合保障系统(Integrated Logistics Support system,ILSS)是武器装备系统的组成部分,是由装备采购方(代表政府的装备采购部门)、装备直接用户(作战使用部队)提出保障需求并与军事装备一起采购,由装备供应商(研制单位或供应商)进行系统设计并与装备一起提供的系统,是用可承受的寿命周期费用,建立一个满足战备完好性和保障性目标的、包括武器装备和各项保障要素在内的相互协调(见图1.1)的系统。 美国军用标准MIL-STD-881B防务装备项目的工作分解结构中规定了组成武器装备系统的完整系统框架,不仅包括武器装备本身
19、,而且还包括保证武器装备使用所需的有关设施、设备、器材、人力、技术资料等,我国军用标准GJB40002000舰船通用规范也已将“综合保障管理”列入第8组860章。现在几乎绝大多数国家的海军,在采购军事装备时都把ILS系统作为采购的必然要求1。 1.2.3国内外研究现状 国外研究现状 美国于上世纪60年代开始将综合保障(ILS)作为研制系统工程中的重要部分,进行论证、提出要求、科学设计和系统管理。经过30多年发展,美军积累了比较丰富6.技术资料10.设计 接口 4 .保障和测试设备5.训练与训练设备7.计算机 辅助资源 8.包装/装卸/储存和运输 9.保障 设施 3.供应保障2.人员和人力1.维
20、修规划 后勤保障分析配置 管理 武器 装备 第一章 绪 论 4 的经验,形成了一套完整、科学、先进的设计和管理方法,国防部及各军兵种制定了系统的规范文件,并且被北约及其它国家军队所采用。美国国防部制定的一系列综合保障(ILS)通用规范,以指令性文件和标准发布,并根据实践不断修改。各军兵种又针对各自的保障特点,发布一系列专用规范、手册和指南,并为使用部队编写一系列ILS培训教材。 20世纪80年代美军开发的舰艇配置与后勤保障信息系统(SCLSIS)通过负责配置管理的海军舰员参与装备研制过程,使舰船装备的配置与有关技术数据相协调。所产生的舰艇配置和后勤保障信息(SCLSI)起到了系统基准的作用。
21、20世纪80年代中期美军开始研制的SSN-21型“海狼”级潜艇6,同时开始试验研制的“海狼”自动综合后勤保障系统(SAILSS)是一个分布式数据库,旨在解决与维修相容性及准确的后勤数据相关的遗留问题。SAILSS是一个综合管理多个保障要素的信息系统,通过通用数据库单元、软件和通讯网络连接了诸如配置管理、维修管理、LSA、技术资料、保障设备和设施、培训等单个子系统。 澳大利亚海军计划办公室为2004年10月刚开始服役的澳大利亚海军“安扎克”级护卫舰,实施综合装备保障,代替以前的服役期保障措施。“综合装备保障”是依据服役期保障措施修改而来,用于为“安扎克”级导弹护卫舰及其保障设施提供全寿命周期管理
22、。该综合装备保障服务包括装备综合保障管理、工程保障、维修保障和供应保障。72003年伊拉克战争中,美国突出装备信息化建设,做到精确化、实时化、一体化综合保障。此次战争,装备保障信息化体现得更加突出。一是实施了全球装备保障信息化。对伊作战中,美后勤系统依托“全球作战保障系统”,精细而准确地筹划和运用各种后勤保障力量,对“人员流”、“装备流”和“物资流”实施全程跟踪,并实时指挥和控制其接收、分发和调换;该系统能够为战略、战役、战术各个层次的军事行动和各类人员提供装备信息,可以直接申请所需物资,从而实现了实时、实地、适量的精确保障。二是装备诊断与预测自动化。士兵们可按照电子技术手册使用智能“工具箱”
23、,对手中武器装备进行自行检测、诊断和必要的维护修理。三是单兵远程支援保障数字化。作战中,士兵自己难以诊断或修复的故障装备,可借助数字化通信网向远在千里之外的专家请教,通过专家指导实现远程维修;必要时,五角大楼的维修专家也可通过先进的无线微波数字通信网直接对前方士兵进行维修指导,从而大大提高了装备的战场修复率。8国内研究现状 我国在20世纪80年代末、90年代初引入ILS概念并进行广泛介绍和研究,但是研究成果较多注重理论,应用系统涉及较少。我国海军于1990年4月翻译出版了美国海军的OPNAV4790.4A舰船维修与器材管理(3-M)手册,作为舰船级维修的主要第一章 绪 论 5 参考。舰船维修管
24、理的研究以此为蓝本,部分解决了维修与器材计算机辅助管理,但尚未制定一系列舰船装备综合保障技术设计和行政管理的规范,也未研制过一个完整的海军舰船综合保障系统(SILSS)。 目前国内装备保障信息化研究基本都是针对某一保障要素的信息系统研究,主要有:针对装备维修管理这一要素,从空军航空兵师装备维修保障管理的现状与信息化建设的需要出发,开展空军航空兵师装备维修保障信息系统研究9;对船舶维修策略的研究,采用信息技术进行决策从而产生对船舶维修有指导意义的结论,并设计开发相应系统10;为提高装备维修的效率以及任务完成的及时性,结合第三方物流的特性及管理方法,研究了基于第三方物流的装备维修库存管理11;工程
25、中的技术资料起着非常重要的作用,结合PDM中对文档管理的方法12,对具体工程中的工程图纸和工艺文件实施信息化管理的研究13。 1.3交互式电子技术手册(IETM) 1.3.1 IETM概念 交互式电子技术手册(Interactive Electronic Technical Manual,IETM)是传统技术手册的一种规范的数字化形式,根据美国国防部的定义,IETM就是采用优化的信息编排方式和格式,将使用维护和诊断装备系统所需的相关信息在电子屏幕上以交互式的用户界面提供给最终用户14, 15。IETM具有以下三个特点16: 为适应计算机屏幕显示,信息的格式和样式得到优化。采用框架结构取代翻页结
26、构,信息得到增值,通过滚动、缩放、颜色、动画和声音等手段保证用户最大可能的理解所需信息; 信息元素相互关联,用户可通过多种途径快速获取所需信息; 具有强大的交互性,IETM能在与用户交互基础上提供维修过程向导、技术数据导航、备件供应信息以及诸如维修报告和零件订购等附加功能。 1.3.2 IETM的分级和特征 国外不同组织和国家开发的IETM较多,分类方法也不同。美陆军和空军是4种数据类型(Type A、B、B+、C)分类方法;联合计算机辅助采办和后勤保障组织(JCALS)将其分为1000(1300,1500,1700)、2000(2300,2500,2700)、3000(3500);欧洲航空工
27、业学会(AECMA)采用5级分类法(IETP-L,IETP-D,IETP-I,IETP-H,IETP-X);目前,最为通用和接受程度最高的是美国国防部的5级分类法14,17,下面从显示、数据格式和功能性上详细介绍其特征。 CLASS 1:电子化的索引页面图像(ETM) 第一章 绪 论 6 显示:完全面向页面式的电子浏览显示。 数据:符合MIL-PRF-28002(光栅图像),PostScript技术数据或PDF规范。 功能性:可以通过智能化索引访问页面,有限的使用热点。适用于数据较少修改的技术手册。 CLASS 2:电子滚动式文档(面向页面或面向帧的ETM) 显示:滚动式文本/图像窗口显示。
28、数据:ASCII文本,可以使用HTML、XML或SGML标签,图形是位图格式。 功能性:用户可通过选择滚动信息上的文本或图像热点浏览技术信息。 CLASS 3:线性结构的IETM。 显示:对话框驱动交互,符合MIL-RRF-87268A的交互要求,较少的使用滚动文本。 数据:采用带XML或SGML标签的ASCII文本,内容标签符合MIL-RRF-87269A,可以进行扩展。 功能性:对话框驱动的交互,按照内容的信息逻辑显示。 CLASS 4:层次结构的IETM 显示:较少使用滚动文本(仅在必要时使用),符合MIL-RRF-87268A的交互要求,通过对话框交互。 数据:使用数据库,完全符合MI
29、L-RRF-87269A,制作时体现交互特性,减少冗余。 功能性:与3级相同。 3级与4级IETM的比较: 对于最终用户,3级和4级IETM显示上和使用起来都一样,但制作和源数据管理系统有很大不同: null 3级IETM制作系统可能是一个XML或SGML编辑器,数据库管理系统(DBMS)可能是计算机文件系统。 null 4级IETM制作系统通常被定制设计,集成一个商业成熟的数据库管理系统(太复杂以致不能使用XML或SGML编辑器)。 null 4级IETM通常是高度复杂系统才有的需求。 CLASS 5:集成数据库IETM 第5级IETM不是一个定义明确的级别,但应该是基于第4级IETM的扩展
30、集,即在第4级IETM基础上集成其它应用,比如集成基于模型或基于规则的专家诊断系统,训练或培训,交互式课件等。 图1.2显示了第1到第5级IETM的结构和特征,这些级别的每一级都优于目前的纸质TM系统,得益程度随级别升高而增加。第1级ETM可以以较低的价格,利第一章 绪 论 7 用扫描图像或现有的书面技术手册资源的目录编码建成,其好处在于消除了书面手册体积过大和重量过量问题,也节省了纸张费用,同时页面更新也比书面TM来得方便。第2级ETM系统对利用通常的出版系统开发的文本增加了基于框架的电子显示这种好处,并具有根据现存的TM规范开发的格式和内容。由于这两种系统都使用书面文本作为基础,对信息很少
31、重新进行组织,这就不需要花昂贵的代价对内容信息重新确认。 从第3级起是真正的IETM,都对TM的内容结构进行了重新组织,将现有的纸型手册转换为符合该级IETM的数据单元形式,其目的是以更好地信息访问和信息显示来提高IETM的技术性能。 图1.2 不同级别IETM的结构与特征 五级电子技术手册中,最基本的是第1级,最先进的是第5级。各类电子技术文档和技术手册都有自己的特点,有不同的适用对象,带来的成本也随级别的升高而增加。目前,美国很多武器装备都配备有IETM,一般属于比较先进的第4级IETM。 1.4 研究的创新点和局限性 本文主要从IETM数据来源分析和综合保障系统与IETM数据交换两方面研
32、究综合保障与IETM的关系。在以下几方面具有创新性: 基于IETM数据元素的完整性,进行了IETM数据来源分析,并侧重于研究保障性分析(LSA)与IETM的关系。 在ILS系统中,提出将IETM作为一种技术资料新介质纳入到系统中进行管理,Class I Class IV Class V培训 诊断 Class II Class III维修 第一章 绪 论 8 并按此要求完成了ILS系统技术资料管理模块的设计。 基于IETM使用中需要与外部的ILS系统交换数据的需求,研究IETM与ILS系统进行集成的方法,并设计了IETM与ILS系统数据交换的接口。 通过参与美国雷声公司的AIMSS软件(IETM
33、创作工具)及其它综合保障集成软件的研究和应用实践,侧重分析了国外软件对国内IETM研制和应用的启示。 综合保障是一门涉及学科众多的综合性学科,综合保障系统和IETM的实践性都很强,由于时间、精力有限以及作者理解的局限性,本文在IETM与ILS系统数据交换的研究方面还只是一个初步成果,在理论和实践上难免具有一定的局限性。 1.5 论文的组织结构 本文其它各章的组织结构如下: 第二章,介绍保障性分析(LSA)相关专业和保障性分析记录(LSAR)的数据范围,从LSA过程分析LSAR数据与IETM数据关系,并进一步分析IETM的数据来源。 第三章,分析装备综合保障(ILS)系统的各功能模块之间的数据关
34、系,分析ILS系统管理和使用IETM的需求,设计了ILS系统对IETM的使用和管理方案。 第四章,分析设计某型柴油机用户手册IETM,分析IETM调用ILS系统数据的需求,并按此需求设计开发IETM调用ILS系统数据的接口。 第五章,通过研究和应用国外综合保障COTS(商业成品)集成软件的实践,分析综合保障软件与IETM集成解决方案,并分析国外软件对国内IETM研制和应用的启示。 第六章,提出关于综合保障与IETM的关系需要进一步研究和解决的问题和思路。 第二章 保障性分析(LSA)与IETM 9 第二章 保障性分析(LSA)与IETM 2.1保障性分析(LSA) 保障性(Supportabi
35、lity)是描述装备系统可保障和受保障程度的一种设计特性。它是继可靠性、维修性之后,在20世纪80年代以来才被人们普遍认识、研究与定义的装备特性。保障性定义为:装备诸设计特性和计划的保障资源满足装备系统可用性和战时利用率要求的程度。保障性分析(Logistics Support Analysis,LSA)作为系统工程过程的一部分,应贯穿于寿命周期整个过程,应用的重点是在装备研制阶段,是专门用来分析装备系统在初步设计、研制、试验、生产、建造、使用及维修中的各种保障性和保障问题,并通过反复迭代分析有力地支持制定保障性要求、制定与优化保障系统方案、进行保障性设计、确定与优化保障资源要求以及评估保障性
36、等任务的完成18。 LSA是一种综合性的分析方法,它协调与综合了可靠性、维修性、测试性、生存性等有关保障性的专业工程分析,互相交换并综合了诸专业工程的信息,以辅助装备保障性特性和保障系统的设计。LSA及相关辅助分析主要有18:系统要求分析;可靠性与维修性预计;故障模式、影响及危害性分析(FMECA);故障树分析(FTA);以可靠性为中心的维修分析(RCMA);修理级别分析(LORA);使用与维修工作分析(OAMTA);人素工程分析;故障诊断权衡分析;生存性分析(SA);运输性分析;寿命周期费用分析(LCCA);零备件及库存分析;保障设备与设施分析;数据要求与信息系统分析;人员训练要求分析;安全
37、性分析。上面的这些专业分析产生了大量保障性分析记录(Logistics Support Analysis Record,LSAR)数据,这些数据是装备交付后,在使用过程中进行综合保障管理活动的基础。其中,使用和维修相关信息与、和等几个专业分析相关,而使用和维修信息是编制使用与维修技术手册的重要数据来源,如图2.1所示。下面首先对这几个分析专业做简单介绍。 2.1.1可靠性与维修性预计 可靠性预计 可靠性预计是根据组成系统的元件(零件)、部件、分系统的结构所建立的可靠性模型,由低层到高层、由局部到整体,逐级依次估计出可靠性,并最后综合得出系统可靠性参数的过程。 可靠性预计作为设计手段能为设计决策
38、提供依据,通过“预计改进设计”的循环,使装备达到规定的可靠性要求。同时,可靠性预计也是保障性分析的重要输入,第二章 保障性分析(LSA)与IETM 10 为确定保障方案、保障计划和保障资源要求提供重要依据和基本数据18。比如根据装备系统的可靠性数据和指标,估计使用过程中需要的保障资源的范围和数量。 维修性预计 维修性预计是根据历史经验和类似产品的维修性数据,预测新产品设计方案在预定条件下进行维修时的维修性参数,以便了解设计满足维修性要求的程度。通常需要预计的维修性参数是平均修复时间(Mean Time To Repair,MTTR),根据需要也可预计最大修复时间、工时率或预防性维修时间。 维修
39、性预计的意义主要有两点:其一是作为维修性定量分析的手段,尽早判明难于维修的部位,为装备的改进、设计更改或改型提供决策依据;其二是保障性分析的重要输入,为评定装备因维修不能工作的时间,以及确定维修方案、维修保障计划和保障资源要求提供重要依据18。 2.1.2故障模式、影响及危害性分析(FMECA) 故障模式、影响及危害性分析(Failure Mode Effect and Criticality Analysis,FMECA)就是在产品设计过程中,通过对产品各组成单元潜在的各种故障模式及其对产品功能的影响进行分析,把每一个潜在故障模式按其危害程度(严酷度)予以分类,提出可以采取的预防性或修复性措
40、施,并判断这种故障模式影响的致命程度有多大,使分析量化18。 故障模式是故障的表现形式,通常被描述为故障发生时产品的状态。故障影响是指每个假设的故障对产品使用、功能或状态所导致任务成功、安全性、经济性及使用与维修要求的影响。 FMECA在保障性工程中主要的作用为:18(1) FMECA 为选择最佳的可靠性、维修性及测试形的设计方案提供设计评定和辅助决策的方法。 在装备设计时,会尽量选择最佳可靠性设计方案时,从设计技术与选择材料及零部件等方面尽量减少故障的发生。但实际上,不可能通过可靠性设计完全解决故障后果严重(危害性大)的故障,对于仍会发生的各种故障模式,要为其设计尽量好的测试性、维修性和可达
41、性。 (2) FMECA为确定预防性维修及修复性维修的要求提供输入信息。 对于不能通过可靠性设计消除的故障模式,在实际使用时必须考虑通过预防性维修防止那些后果严重、危害性大的故障模式。在确定预防性维修大纲和预防性维修要求时,要进行RCMA,并以FMECA数据作为RCMA的输入,用以确定重要功能产品(关键件与重要件)的故障模式及其对任务成功、安全性和经济性的影响,然后用逻辑决断确定预防性维修要求和预防性维修工作类型。FMECA结果数据,比如每种第二章 保障性分析(LSA)与IETM 11 故障模式的影响和补偿措施是编制维修手册的主要数据来源。 2.1.3以可靠性为中心的维修分析(RCMA) 以可
42、靠性为中心的维修分析(Reliability Centered Maintenance Analysis,RCMA)是按照以最少的维修资源消耗保持装备固有可靠性和安全性的原则,应用逻辑决断的方法确定装备预防性维修要求的过程。分析的步骤大体是:确定重要功能产品;确定故障影响程度;确定预防性维修工作类型;探索预防性维修间隔期等4。装备的预防性维修要求一般包括:需进行预防性维修的产品、预防性维修工作类型及其简要说明、预防性维修工作的间隔期和维修级别的建议18。RCMA结果数据是编制预防性维修计划的重要依据,也是编写维修手册的重要数据来源。 2.1.4维修级别分析(LORA) 维修级别分析(level
43、-of-repair analysis, LORA)是在装备设计、研制阶段根据装备修理的约定层次与维修级别的关系,分析确定装备中的产品(如装备、组件、零部件等)故障或损坏时是报废或是修理,如需要修理确定应在哪一个维修级别机构中完成修理工作为最佳的过程18。 维修级别是指军队执行维修任务的各类组织。世界各国军队通常执行三级维修,即基层级、中继级和基地级(工厂级)。各级维修机构都有规定应完成的任务、配备有与任务相适应的工具、测试设备、保障设施以及训练有素的工作人员4。 2.1.5使用与维修工作分析(OAMTA) 使用与维修工作分析(Operation And Maintenance Task An
44、alysis,OAMTA)的目的是分析每一项使用与维修工作,确定保障资源要求。通常是将预防性维修的维修工作类型和修复性维修项目逐个按维修作业分解为有序的作业号或操作工序,然后再按每个工序的内容分别确定其所需的人力、维修时间、保障设备的名称规格和数量、备件、人员训练、更换件名称数量以及消耗品名称、规格、数量等。这项工作需要大量资料和精确的工作,以表格格式记录很多结果,如加注燃料所需用的工具和设备,应消耗的时间、测量方法及手段等,还有根据运输任务要求加以分析确定运输方式和采用的运输手段等4。 此外,OAMTA除了记录结果外,还需将各维修级别的维修工作加以汇总,这是保障性分析记录(LSAR)重要内容
45、之一,以确定对各级别的初始备件、消耗品供应和人员保障,这些分析结果是维修级别分析的重要输入,可用作对所拟订维修级别的重要评价参数。汇总的使用与维修工作分析资料还是人员及其训练工作的依据,用以制定训练计划,编写教材4。 第二章 保障性分析(LSA)与IETM 12 2.2保障性分析记录(LSAR) 保障性分析记录(LSAR)的内容是保障性分析所需要的和所产生的信息与数据。保障性分析是一种综合性的分析,其所需要和产生的信息与数据的范围很广,涉及与装备保障有关的各种信息与工程数据。主要包括18: 装备的基本情况信息,如产品型号、产品数量、产品约定层次的工作单元、研制机构与单位等,这些信息是保障性分析
46、所需要的。 使用与维修要求的信息与数据,主要包括使用与维修要求(如固有可用度、可达可用度、平均修复时间、平均维修时间、操作人员数量等要求)、平时与战时使用与维修要求(如年任务数、年使用天数、年使用时间、平均任务持续时间、使用可用度、延误时间等要求)、维修级别要求、使用与维修技能要求、可靠性要求(如平均故障间隔时间、平均维修间隔时间、致命性故障间隔的任务时间等要求)、共用性要求、使用与维修装运要求等,这些信息大部分是在保障性分析过程中产生的。 可靠性可用性与维修性特征、故障模式影响及危害性分析和以可靠性为中心的维修分析的数据,主要包括描述可靠性、可用性和维修性的特征和进行FMECA与RCMA所需
47、的各种信息与数据; 使用与维修工作清单、使用与维修工作分析、人员与保障要求信息,包括每一可修项目的使用与维修工作任务以及完成每项使用与维修工作任务所需的训练、人员、保障设备和供应保障要求等; 被测单元的要求与说明信息,主要包括被测单元、保障设备、测试操作程序和被测单元参数; 保障资源要求的信息与数据,主要包括保障设施、保障设备、训练器材、人员数量与专业技术、包装与器材供应及技术资料等; 运输性工程分析信息与数据,主要包括产品的运输特性、运输要求、装运方式、装卸与运输环境、运输重量等; 寿命周期费用数据,包括寿命周期费用估算和寿命周期费用分析所需的各种数据。 为管理大量的LSAR数据,需要建立L
48、SAR数据库和信息管理系统,并需根据要求定义LSAR报告。美军关于LSAR的数据标准是MIL-STD-1388 2A和MIL-STD-1388 2B,我国相关标准是国军标GJB3837装备保障性分析记录。 LSAR数据中有关装备使用与维修的内容是编制传统技术手册或创作IETM的重要素材。下节从IETM的技术内容完整性来分析IETM与LSAR的数据关系。 第二章 保障性分析(LSA)与IETM 13 2.3 IETM技术内容与LSAR的关系 2.3.1IETM技术内容要求 IETM是传统技术手册的一种规范的数字化形式,主要用于装备的使用手册和维修手册。用户所需的IETM应当包含与装备的使用和维修
49、有关的各种信息,以保证装备的使用和维修人员在任何时间和地点都能得到充分的信息支持。IETM的技术内容包括传统技术手册内容和在此基础上制作的多媒体数据,其中装备的技术手册(TM)内容是IETM最重要的技术内容。 技术手册内容要求 技术手册类型与装备产品的复杂程度有关。对较复杂的产品,一般可分为使用操作手册、维修手册和零件手册等2;对不十分复杂的设备,可以分为使用操作手册和维修手册,或者将内容全部归并在一起,统称为“技术手册”。 由于技术内容要求不同,装备技术手册一般应按“设备级”和“系统级”分别编制。设备级技术手册应包括总论、使用指南、结构与运行原理、计划维修、故障检查、修复性维修、零件清单和安装等内容。系统级技术手册应包括总论、安全注意事项、战备的各种状态、使用、运行原理、计划维修、故障隔离、调准方法和安装等内容。技术手册编制人员应根据设备的类型、复杂程度以及技术手册的类型,对这些