装备可靠性指标确定

9.3.1 装备可靠性指标确定原则

装备可靠性指标确定应遵循以下原则。

1）先进性原则

应立足于未来作战需求，着眼于发展，充分利用成熟技术并采用相应的先进技术成果，使新研或改型装备的可靠性水平尽量接近国外同类装备的先进水平，并经过一定的努力能够达到。

2）可行性原则

可靠性参数与指标的确定，应充分考虑我国国防科技水平、工业基础、预研基础及其可用性、研制能力和研制周期要求，使其建立在切实可行的基础上。

3）经济性原则

从未来作战任务需求出发提出的可靠性指标，应进行经济性论证，考虑经济可承受能力，力求获得良好的效费比。

4）对比优先原则

应进行多种可靠性方案对比优化论证，从效能、费用等方面进行分析和比较，排出优先顺序，供决策部门选择。

9.3.2 可靠性指标确定步骤及方法

这里主要介绍确定战备完好性与任务成功性参数指标的步骤和方法。

1）确定战备完好性与任务成功性参数指标的步骤

（1）根据装备研制的任务需求（包括作战对象和参考装备），开展调研工作，了解国内外同类型装备情况，经分析后选择一个或多个已有的相似装备作为参考。

（2）确定装备的作战使用方案和具体作战要求，在此基础上详细拟定装备的寿命剖面。以地空导弹武器系统为例，其使用寿命剖面所经历的过程主要是运输、储存、战勤值班、装备维修、装备训练，战勤开机、导弹发射飞行等具体过程。

（3）制订装备的详细典型任务剖面。制订任务剖面时应选择最具代表性的几项任务进行描述，这几项任务应尽可能覆盖装备的各种功能。在描述典型任务剖面时应将完成任务整个过程中的各种事件的时序、整个过程环境变化等描述清楚。以登陆艇为例，其任务剖面的主要内容包括：登陆艇主要任务、任务过程中各事件的次序、使用环境等。

（4）明确定义装备所有典型任务剖面下的任务成功的具体含义，明确定义相关的任务成功与故障判定准则，并进行装备的任务分析，划分任务阶段，给出任务周期中的各时间因素的定量数值。

（5）根据已经明确定义的装备战备完好和任务成功准则以及典型任务剖面中各时间因素，参考已有相似装备可靠性指标的情况，计算给出装备战备完好性和任务成功性的定量要求，如使用可用度、任务成功概率等，这些要求是综合性参数，且应是使用参数。

2）确定战备完好性与任务成功性参数指标的方法

在确定了装备寿命剖面和典型任务剖面后，根据已定义的装备战备完好和任务成功准则，需要分析确定装备战备完好性参数和任务成功性参数初始值，以便于作为确定可靠性要求的起始点。可以采用以下几种方法来确定装备战备完好性和任务成功性参数的初始值。

（1）相似产品对比法和因素分析法结合的方法。

该方法具体步骤如下：

第一步：调研国内外同类型装备，选择一个或多个已有的相似装备作为参考。

第二步：分析并确定影响装备战备完好性或任务成功性指标的主要影响因素。主要影响因素包括：

①新装备作战使用要求（适用范围、使用强度）；

②新装备执行作战任务的时间；

③新装备的复杂程度；

④新装备可靠性和维修性的改进程度；

⑤新装备的保障能力。

第三步：建立评分矩阵，对比新装备与相似装备间的差异。利用专家评分法对以上各个影响因素的评分矩阵如图9-6所示。

图9-6 评分矩阵

其中：μ为影响因素，共n个，评价等级可分为数等。以五等为例，分别对应（δ1，δ2，δ3，δ4， δ5），分数δi的量值由人工确定，但必须满足（δ1＞δ2＞δ3＞δ4＞δ5），得到综合评分：

第四步：得到装备战备完好性或任务成功性参数的初始值，即

式中：C是参数的综合评分；δ3是该参数评分矩阵中对应“相同”栏的分数值；Q0是相似装备对应参数的数值；n是影响因素的总数。

（2）统计推断法。

根据已经制订的装备的典型任务剖面和所有任务要求，参考国内外同类型装备的已有数据，或根据由论证人员假设的装备他用想定，进行详细任务分析，划分任务的各个阶段，给出任务各阶段时间的定量数值，按照战备完好性参数或任务成功性参数的定义，通过计算和分析得到它们的初始值。

下面以舰船使用可用度的论证为例进行简要说明。

《海军舰船技术状态管理条例》对舰船技术状态分为在航、停航和修理三种状态，在航状态包括各种类别的在航；停航状态包括检修停航、故障停航、长期停航等；修理状态，为舰船进工厂、修理所进行计划修理状态，包括坞修、小修、中修等。该条例并且对各种状态的标准做出明确规定。

（1）规划寿命剖面，确定舰船使用寿命Lse，确定寿命期坞修次数N1，及时间TWX、小修次数N2及时间TXX、中修次数N3及时间TZX，计算计划维修时间TJHWX。

比较舰船寿命剖面的时间划分，可以得出舰船使用寿命：

Lse=TRWBS+TJHWX（9-33）

式中：TRWBS为总的任务部署时间；TJHWX为计划维修时间。

设舰船在整个寿命期分NRW段任务部署，每段时间为TRW，则总的任务部署时间为

TRWBS=NRWTRW（9-34）

总的计划维修时间为

TJHWX=N1TWX+N2TXX+N3TZX（9-35）

（2）舰船停航时间：可根据相似装备情况给予一定的比例k TH，即舰船停航时间为

TTH=k THLse（9-36）

（3）舰船可出航时间为

TCH=Lse-TTH-TJHWX（9-37）

（4）舰船使用可用度Ao为

Ao=TCH/（TCH+TTH）（9-38）

9.3.3 可靠性指标的可行性分析

装备可靠性指标的可行性分析分析包括技术可行性分析和经济可行性分析。

1）技术可行性分析

进行装备靠性指标技术可行性分析时，不同的可靠性参数采用的方法也不同。可靠性指标的技术可行性分析过程主要是对指标的预计过程，相关的一些分析和预计方法主要有性能参数法、相似产品法、元件计数法、故障率法、应力分析法、蒙特卡罗法等。方法的具体内容将在可靠性预计章节进行介绍，在此不做叙述。

进行可靠性指标技术可行性分析时应考虑以下各方面：

（1）在立项论证报告中所提的指标是比较综合与宏观的，在这个阶段信息的详细程度只限于系统的总体情况、功能要求和结构设想。一般采用相似产品法，以工程经验来分析指标的技术可行性。

（2）研制总要求中的指标比立项论证报告中的指标更为详细，此时系统的组成已经确定，可采用自下而上综合的方法，根据所掌握的下层次产品的信息以及建立的模型，估算出可靠性指标，分析其技术可行性。

（3）可靠性指标的确定是一个反复迭代的过程，需通过每一阶段的技术可行性分析工作及不断的协调改进，最终确定可行的可靠性指标。

2）经济可行性分析

装备可靠性指标经济可行性分析是在分析装备寿命周期费用结构及影响因素，并建立寿命周期费用估算模型的基础上，根据模型分析可靠性指标对寿命周期费用的影响，以确定所提出的可靠性指标是否在经济上可以承受的过程。

装备寿命周期费用是指某一特定武器装备在研制、生产、采购、使用维修、退役处理过程中所需的费用总和。包括：研制费、生产费、采购费、在规定年限内的使用维修费、退役处理费等。可靠性对装备寿命周期费用有很大影响，提高装备可靠性要付出一定的代价，要增加产品的研制和生产的成本。但是从使用的角度看，由于产品可靠性提高了，就减少了使用维修保障费，因此最优的寿命周期费用点是在这两项费用叠加后的最低点上。

一般来说，对可靠性指标经济可行性做出评价时，应考虑以下几个问题：

（1）要认识装备可靠性相关费用所包括的内容，如组织管理、设计分析费用；教育、培训费用；对承制方可靠性活动的监督费用；设计评审费用；采用高可靠元器件、原材料费用；考虑降额而采用大容量元件费用；采用冗余费用；耐环境设计的附加费用；元器件的筛选、认证及试验费用；设备的筛选与可靠性试验费用等。

（2）不能盲目追求武器系统的高可靠性，可靠性高，产品故障少能减少维修费用，所需的保障资源也相应减少了，这些都给用户带来了好处。但是可靠性要求越高，所需要的管理费用和研制、生产费用也就越高，从而增加武器系统的成本费用。

（3）改善装备可靠性的利益体现在将来。可靠性改善收效的长期性，其大部分经济效益要在一个长时期后才能体现，而这些可靠性改善带来的效益在研制和生产过程中是不能立即看得到的。可靠性项目需要经费，可是它的巨额回报却要在若干年后通过减少使用维修保障费用才能体现出来。所以评价可靠性指标的经济性应该将眼前利益和长远利益结合起来，从整个寿命周期内的费用考虑。