坦克装甲车辆设计:坦克装甲车辆可靠性、维修性及保障性卷
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第三节 坦克装甲车辆保障性

一、坦克装甲车辆保障性基本概念

1.坦克装甲车辆的保障性

(1)保障性定义 GJBz 20059—91装甲车辆可靠性、维修性及维修术语中,将保障性定义为:装甲车辆的设计特性和规定的保障资源能满足平时战备及战时使用要求的能力。定义中所指的设计特性,包含两方面的含义:一是指与装备使用有关的设计特性,如使用前检查,消耗品(油、水、气、弹)的加装,以及与装备设计有关的可靠性、维修性、测试性等设计特性;二是指与有利于坦克装甲车辆的维修、装卸、运输与保管等有关的保障资源设计特性。定义中的保障资源满足能力,也有两方面的含义:一是指为装备所建立的保障系统在保障资源的数量与品种上的满足;二是所规划或获取的保障资源要与装备的需求相匹配。所以,装备的保障性与可靠性和维修性相互交融,且具有更丰富的内涵,是装备与保障系统的综合特性。

(2)坦克装甲车辆的保障性参数 保障性参数是用于定性和定量描述装备保障性的参数。定量和定性反映装备系统的综合特性,难于用单一参数描述,通常用一组定性和定量参数来描述。中国现阶段选用的坦克与装甲车辆的保障性参数如下:

①可用性 GJBz 20059—91将可用性定义为:装甲车辆在任一随机时刻需要和开始执行任务时处于可工作和可使用状态的程度。可用性的概率度量亦称可用度。可用性是确定坦克装甲车辆可靠性、维修性与保障性的综合性参数,它从总体上反映装备系统的保障性水平。可用度(A)的数学模型为:

A=工作时间/(工作时间+不能工作时间)

式中,构成坦克装甲车辆在一个大修期内的工作时间要素如图 1-4所示。

图1-4 坦克装甲车辆工作时间构成

按照不同的应用目的,可用性参数分为使用可用度、可达可用度、固有可用度三种。

a.使用可用度(A0)使用可用度是一种与坦克装甲车辆能工作时间和不能工作时间(预防性维修时间、修复性维修时间、延误时间)有关的可用性参数。其数学模型为:

A0=T0/(T0+TPM+TCM+TMLD

式中,T0为大修期内实际工作时间;TPM为大修期内预防性维修停机时间;TCM为大修期内修复性维修停机时间;TMLD为大修期内延误时间。

使用可用度适用于装备使用方在装备论证阶段,提出新装备实际使用需求和装备部署后的战备完好性评估。由于使用过程中的不确定因素较多,作为合同指标在定型阶段进行考核,有一定难度。

b.可达可用度(Aa)可达可用度是一种仅与坦克装甲车辆工作时间、修复性维修停机时间和预防性维修停机时间有关的可用性参数,其数学模型为:

Aa=T0/(T0+TPM+TCM

可达可用度不考虑管理或保障方面的延误时间,是在规定保障资源全部到位情况下,只与坦克装甲车辆质量、结构和保障系统配置有关的可用性参数。它表示装甲车辆通过保障系统的作用,可能达到的保障性水平。可达可用度便于试验考核。该参数适于作为合同指标,用于设计定型阶段的试验与评价。该参数的指标,由使用方作战与战备训练实际要求的使用可用度转化得出。

c.固有可用度(AI)固有可用度仅与坦克装甲车辆修复性维修停机时间有关,其数学模型为:

AI=T0/(T0+TCM

固有可用度不考虑坦克装甲车辆的预防性维修时间和延误时间,它表征产品本身的设计和制造质量固有的保障性水平。可达可用度适用于工程研制阶段对坦克装甲车辆工程样车的研制试验与评价。

②单车战斗准备时间 是指坦克装甲车辆在规定的封存状态下,备件、油料、弹药到位,从受领战斗任务开始,进行使用前准备,直至坦克装甲车辆可执行规定任务所需要的时间。

③保障资源参数 一般根据现役坦克装甲车辆保障资源的适用程度、存在的缺陷及新研装备的使用特点和特殊要求提出。坦克装甲车辆的保障资源参数包括保障人员的数量与技术等级,保障设备的种类与数量,现有保障设备与设施的利用率,机内测试和脱机测试百分比,故障检测率,故障隔离率,虚警率,备件的品种与数量,技术手册种类、页数与误码率限制等。

2.坦克装甲车辆的维修制度

20世纪80年代,可靠性理论在中国坦克装甲车辆领域得到了发展与应用。由1983年开始进行的59式坦克维修制度改革以后,各型坦克装甲车辆的维修制度均由定时预防维修向定时与视情相结合的预防性维修制度转变。维修制度改革提高了装备使用可用度,减少了维修费用,使坦克装甲车辆的预防性维修制度更加明确、合理和规范化。

(1)坦克装甲车辆维修制度 中国某型坦克的现行维修制度如表1-2所示。

表1-2 中国某型坦克装甲车辆现行维修制度

(2)维修间隔期 通过维修制度改革,中国坦克装甲车辆采用了不等间隔的维修间隔期,在一个大修期内安排一次不等间隔期的中修和数次不等间隔期的小修和保养工作,如图1-5所示。

图1-5 某型坦克的维修间隔期

(3)装甲车辆保养范围 现行装甲车辆使用保养类型、时机、目的与保养时间如表1-3所示。

表1-3 坦克装甲车辆各级保养工作

续表

(4)装甲车辆维修范围 现行装甲车辆预防维修范围如表1-4所示。

表1-4 现行装甲车辆预防维修范围

二、坦克装甲车辆综合保障工程

1.坦克装甲车辆综合保障工程概述

(1)坦克装甲车辆综合保障工程的内涵、目的与任务 坦克装甲车辆综合保障工程是研究装甲装备研制全过程中为满足作战和战备训练任务要求,综合规划所需的保障问题,在装备部署使用的同时,提供与装备相匹配的保障资源和建立有效的保障系统所进行的一系列技术与管理活动。其目的是提高装备的战备完好性和任务成功性,减少人力和寿命周期费用。坦克装甲车辆综合保障工程用于指导装备研制全过程中的下列工程实践活动:

①制定与装备的战备完好性目标有最佳关系的保障要求;

②对装备设计施加影响,将保障考虑纳入装备设计,使装备便于保障;

③研制所需的保障资源,使装备能够得到保障;

④建立保障系统,实施装备部署,形成初始保障能力。

(2)综合保障工程的研究对象与内容 根据装备使用特点,装甲装备综合保障工程研究内容包括装备的使用保障和维修保障,二者均与装备研制有密切关系。

①坦克装甲车辆使用保障 使用保障是指为保证装备能正确动用,以便能充分发挥其作战性能所进行的保障工作。装甲装备研制过程中对使用保障的考虑主要包括:使坦克装甲车辆便于操作,如多种启动方式,能迅速有效地提供能源和便于燃料、润滑油脂、工作液和气源的加注;有完善适用的使用技术文件;自检和状态监测设备及工具便于观察、操作方便:适用的运输方式和运输工具;有良好的弹药加挂和补充能力;装备能保持完好的战备储存状态并方便起用;有装备适用的场站、训练、库房等设施;特殊保障的考虑,如自救、抢救、潜渡等。

②坦克装甲车辆维修保障 维修保障是指为保持和恢复装备完好的技术状况所进行的保障工作。在装备研制过程中对维修保障的考虑主要包括:制定合理的维修保障方案,以求减少预防性维修工作量、维修停机时间和维修人员配备;规划进行预防性和修复性维修工作所需的各类保障资源,如尽量采用通用和简易的保养工具与设备,有适应各维修级别的固定和移动设施及相应的修理设备,有简明适用的维修技术文件,有易于实施维修人员训练的设备与设施,力求维修备件配套定额标准化和减少供应品种与数量;以及战场维修所需配套的工具与设备便于使用、携带和随同战斗部队转移的考虑等。

2.坦克装甲车辆保障性分析

保障性分析是研究保障问题影响设计和确定保障资源的分析方法。中国于1992年发布了国家军用标准《装备保障性分析》(GJB 1371—1992),规范了装备寿命周期内实施保障性分析的要求和工作方法。

(1)保障性分析概述

①保障性分析定义。保障性分析是装备综合保障的分析性工具。在系统和设备研制与生产过程中,通过反复地论证、综合、权衡、试验与评价,有助于考虑保障问题以影响设计;确定与设计及彼此之间有最佳关系的保障要求;获得系统和设备所需的保障;在使用阶段,以最低的费用与人力提供所需的保障。

②保障性分析的任务。主要任务包括:制定保障性要求;制定和优化保障方案;确定保障资源要求;评估新研装备的保障性;建立保障性分析数据库。

③保障性分析过程。保障性分析工作贯穿于装备寿命周期的全过程,并与装备系统设计密切协调,保障性分析过程与装备和保障系统设计的关系如图1-6所示。

图1-6 保障性分析过程与装备和保障系统设计的关系

(2)保障性分析方法

①制定保障性要求。坦克装甲车辆的保障性要求是对装备和保障系统有关保障问题要求的总称,主要包括:保障性的目标值、有关保障性的定性与定量要求、保障资源要求以及保障性约束条件。

通过使用研究和综合分析结果,提出保障性的定量和定性要求。某装甲车辆的部分保障性要求如表1-5所示。

表1-5 某装甲车辆的部分保障性要求

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②制定保障方案 保障方案是装备系统级保障工作的概要说明,它是制定保障计划和研制保障资源的基本依据。保障方案的制定步骤如下:进行装备使用与维修功能分析;确定备选保障方案;对每一备选保障方案制定保障计划;进行备选保障方案评价与权衡分析。确定在费用、进度、性能和保障性之间得到最佳匹配的保障方案。

③确定保障资源要求 保障资源涉及人员数量与技术等级、备件、保障设备、设施、训练装置、计算机资源、装卸、储存与运输设备等,是装备实施有效保障的物质基础。确定保障资源要求主要进行如下分析工作:进行使用与维修工作分析,确定每项使用与维修工作的保障资源要求;进行现场分析,评估新研装备对现役装备保障资源的影响,提出保障资源的调整与改进措施;生产阶段确定停产后保障资源供应问题,以保证在装备使用期内有充足的保障资源供应。

④保障性试验与评价 主要用于验证装备与保障系统是否达到规定的保障性要求,发现存在的保障性缺陷并提出纠正建议,以提高装备战备完好性。保障性试验与评价是装备研制试验与评价的组成部分,一般与装备研制试验同步。依次在方案阶段、工程研制阶段、定型阶段进行。

⑤建立保障性分析数据库 保障性分析要产生大量的保障性信息,对这些信息的记录、处理和应用是保障性分析工作的重要组成部分。中国已制定的《装备保障性分析记录》军用标准,用于建立保障性分析数据处理系统,提高保障性分析工作的质量与效率。

⑥保障性分析中应用的分析技术 进行保障性分析,要应用许多质量与可靠性分析技术,用以解决修复性维修和预防性维修的工作内容、维修类型、维修时机,维修工作级别和所需的保障资源问题。这些分析技术主要有:故障模式影响和危害性分析;以可靠性为中心的维修分析;修理级别分析;使用与维修工作分析。

3.坦克装甲车辆综合保障的管理

综合保障工程涉及多种专业学科,工作相互交织,各项活动贯穿于装备系统寿命周期各阶段,需要强有力的组织与管理措施予以保证。中国已制定了军用标准《装备综合保障通用要求》和《装甲车辆综合保障要求》,实施对装备综合保障工作的管理。坦克装甲车辆的综合保障工作,主要是通过订购方制定综合保障总计划、承制方制定综合保障工作计划,以及实施对计划的控制与评审来实现。

(1)综合保障总计划的内容 总体说明(如装备系统情况;订购方综合保障管理机构和职责分工与活动方式;有关综合保障工作的指导文件或准则);装备的使用要求(如任务、使用环境、运输要求,部署要求以及平时和战时战备完好性目标及说明);综合保障要素说明(如每一保障要素的目标、实施方案、各要素之间的相互制约关系及保障资源的研制、试验、采购要求的说明);保障性分析计划说明(如保障性分析任务的范围和各工作项目剪裁原则);制定保障方案和保障计划要求的说明;保障性试验与评价方案与说明;装备停产后对保障资源的来源和提供方法;综合保障工作进度与评审安排;综合保障经费;奖励政策等。

(2)综合保障工作计划的内容 总体说明(如装备的总体特性,综合保障工作的目标与策略);综合保障主要工作任务(包括制定保障方案、维修规划、保障性分析、试验与评价以及综合保障各要素的主要活动之间的关系);综合保障工作的管理(管理目标、原则、组织机构和职责范围、人员分工、评审程序及管理的控制等的说明);综合保障工作各项分计划说明(如保障性分析计划、培训计划、供应计划、停产后保障计划、试验与评价计划等);综合保障工作与整个型号项目研制和相关专业工程(如可靠性、维修性工程等)的接口关系和限制条件说明等;综合保障和保障性分析工作信息传递程序和方法;保障资源经费概算;综合保障工作计划进度表(型号研制进度、综合保障工作计划进度和各保障要素工作进度)等。

4.新装备保障能力的形成

从首批坦克装甲车辆交付部队到形成保障能力,需要进行大量的工作。这些工作包括接装、培训、试用、试修、提出设计缺陷纠正建议、制订新装备的使用与维修等各项管理制度、调整使用与维修机构、备件筹划,以及保养、检测、维修、训练等设备设施的配套建设和建立使用与维修管理信息系统等。上述工作都需要事先做出筹划,并在部队接装后一定时期内得到解决,否则新装备将难于形成保障能力。这说明从新装备接装,到部队能够掌握装备使用性能投入使用,存在一个有特定工作任务需要解决的装备部署阶段,以完成新装备由研制生产向装备正常使用的过渡。

(1)装备部署阶段的任务 装备部署阶段是指经过设计定型或生产定型并按规定数量交付部队的坦克装甲车辆,从组织部队人员培训、接装、部署试用,直至装备形成初始保障能力的过程。装备部署阶段的任务有:接装前培训;接装进行保障包验证;部队试用考核装备的生产稳定性和适用性;保障系统的适用性考核与调整完善;装备的战备完好性评估;装备使用与维修管理信息系统的建立与信息采集;提出纠正设计缺陷建议等。

(2)装备部署的组织实施

①部署准备 主要围绕装备接装和做好一切使新装备能持续进行部队试用的准备工作进行。其主要任务有:接装前培训;保障包验证;调整现行保障系统。

②初始部署 通过接装部队试用,对坦克装甲车辆的各种保障特性进行考核,并使各类保障人员在装备试用中得到锻炼,完成新装备由承制方保障向使用方保障的过渡。

③部署的进一步完善。是通过对装备保障能力的不断改进提高,使装备的战备完好性达到预期目标。主要工作如下:

a.进行装备在试用中采集数据的统计处理(如平均故障间隔时间、平均维修时间、可用度、备件的更换率与费用等);

b.评价保障设备和设施的完备性与适用性,提出修改完善措施建议;

c.评价维修制度和保障机构的适用性和进行调整完善;

d.调整备件库存基数;

e.提出设计缺陷纠正建议。