保障性工程-面包板社区

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责任编辑:张小俊
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一、保障性工程的基本概念

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1.保障性工程的定义

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能以较少的保障资源消耗保证装备随时执行作战任务并在作战过程中持续地发挥其作战效能,是对现代武器装备最基本的要求。为了能达到这一要求,装备系统必须具有良好的保障性。20世纪80年代以来,继可靠性工程及维修性工程之后,保障性已发展成为一门独立的学科。这门学科称为装备保障性工程系统工程,简称为保障性工程。

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保障性工程是研究为提高装备的保障性在研制、生产与使用过程中所进行的各项工程技术和管理活动的一门学科。

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装备系统保障性是在可承受的寿命周期费用约束下,从可靠性、维修性等决定主装备需保障及易保障的设计特性和保障资源的充足及适用程度这两个方面描述装备保障需求和保障能力的一个重要的综合性设计特性。

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因此,保障性工程必须从有关保障性的诸设计特性如可靠性、维修性与各种保障资源的特性、数量及其配置,以及两者间的协调及配合关系上进行研究。

保障性工程作为一门工程学科,支撑它的理论基础是系统理论,数学基础是运筹学、数理统计与概率论等。

保障性工程在国外也有称为后勤工程,美国后勤学会副会长布兰恰德(B.S.Blanchard)所著的《后勤工程与管理》就是研究保障性工程的一本较经典的著作。在我国,由于术语“后勤”已有其特定的含义,称保障性工程能比较准确地反映其研究的范畴,而又不易产生混淆。

2.保障性工程与综合技术保障的关系

保障性工程和综合技术保障是属于两个范畴的术语,有明显的差别,但两者的方法论是一致的,而且在装备研制与生产过程中又是紧密相联的,下面简单地说明两个术语的差别,与联系:

(1)属性上有差异 

综合技术保障是作为一项武器装备采办的策略措施而提出的,其本身是一种工程方法。虽然,国内有将综合技术保障称为“综合保障工程”,但是,在国外还未见到有“综合后勤工程”的提法。保障性工程是作为一个工程学科提出的,所以国外也常有保障性工程之称。

(2)活动目标与内容上有差异 

综合技术保障在装备采办过程中的活动目标是围绕着如何确保保障系统与其所保障的主装备同步协调地设计,使部署的装备能及时地获得配套的保障资源和建成经济有效的保障系统,从而以最低的寿命周期费用实现战备完好性目标。从综合技术保障要素的结构上也可以看出,其重点是解决保障资源与保障系统的设计问题,当然也要通过设计接口影响主装备设计,使其与保障系统相匹配,但仅是影响而已。保障性工程在装备采办过程中的活动目标既要致力于有关保障性诸设计特性的设计,又要致力于保障系统的设计,对两者无厚此薄彼之分。

综合技术保障的活动内容包括管理与技术两个方面,但侧重于管理方面,主要是制定一个动态的综合技术保障计划,通过实施该计划,协调与控制完成两个方面的工作:一是利用保障性分析影响主装备保障性设计特性的设计,包括制定保障性要求、进行设计方案、保障方案及使用方案的权衡分析、进行保障性评估等;二是利用保障性分析在装备研制、生产过程中确定保障资源要求,并按要求与主装备的研制同步设计、研制、筹措保障资源。其重点的工作内容在后者。

保障性工程活动的内容包括工程技术与管理两个方面,但侧重于工程技术方面,主要的工作内容包括:制定保障性要求;研究与制定保障系统方案;保障性指标要求的分配;进行保障性分析;进行保障性设计,包括主装备保障性设计特性的设计与保障资源的设计:进行保障性评估,包括保障性试验与评价。

(3)在装备的研制与生产过程中两者紧密相联 保障性工程在装备研制与生产过程全部活动的目标是提高装备的保障性,由于两者在方法论上是一致的,都是运用系统方法,因此,在研制与生产过程中通过对综合技术保障计划的管理与控制来实现保障性工程的目标,其中对保障性设计特性的设计与保障资源的设计的关系是通过设计接口来协调的。保障性分析既属于保障性工程的工程分析方法,又是支撑综合技术保障的分析性工具,将两者紧密地联系在一起。

3.保障性工程与可靠性、维修性等专业工程的关系

可靠性与维修性分别是主装备的一种独立的设计特性。保障性是既取决于诸多主装备设计特性又取决于各种保障资源特性、数量及配置的装备系统的一种设计特性。因此,保障性是较可靠性、维修性更为综合、范围更广、层次更高的设计特性。由于可靠性是表征装备无故障地完成任务的能力,维修性是表征装备维修的难易程度,因此,它们成为关系到装备系统保障性优劣的最主要的设计特性,即有关保障性的设计特性。就这个意义上,保障性涵盖了可靠性与维修性。因此,可靠性与维修性的指标要服从保障性的要求,确定指标时,要从战备完好性参数指标(如使用可用度)中分配可靠性与维修性指标:在预计指标时,可靠性与维修性的预计结果应满足使用可用度的指标要求并参与使用可用度的权衡。所以,可靠性与维修性要求是一套协调的保障性要求中的主要组成部分。

可靠性、维修性与保障性在工程学科上分别构成既有联系又各自独立的可靠性工程、维修性工程与保障性工程。从三个专业工程的发展历史来看,当20世纪80年代产生保障性工程时,可靠性工程与维修性工程在20世纪60~70年代就已建立了一套比较成熟、完整的包括工程设计、分析、试验及管理的理论和工程实践的方法,并建立了相应配套的军用标准、规范、手册与管理规定。因此,保障性工程只是从综合技术保障和保障性的角度协调与处理保障性工程与可靠性工程、维修性工程等专业工程的接口关系,而不是代替可靠性与维修性工程。就是说,保障性工程所涉及的可靠性工程、维修性工程的任务,仍由它们各自专业工程来完成。保障性工程要协调与处理可靠性工程、维修性工程之间的接口关系的任务,则主要由保障性分析来承担。从保障性要求出发,通过保障性分析协调可靠性工程、维修性工程的分析、设计与试验。

二、保障性工程的目标与基本内容

1.保障性工程的目标

保障性工程的目标是在装备的研制、生产及使用过程中通过各项工程与管理活动提高装备系统的保障性。

寿命周期费用与战备完好性是从经济承受性和使用要求这两个方面衡量装备系统的保障性的优劣。由于要求高的战备完好性水平,一方面,需要投入更多的资金来提高装备的可靠性、维修性及测试性,使寿命周期费用中的研制费用增大;另一方面,可靠性、维修性与测试性的提高,可以因减少装备的故障率而减少维修负担使得寿命周期费用中最大费用单元-使用与保障费用下降,因此,以最低寿命周期费用作为保障性设计的准则。然而,最低的寿命周期费用不一定就能满足战备完好性的要求,因此,寿命周期费用还需与战备完好性进行权衡,以求得寿命周期费用与战备完好性的最佳平衡。所以,必须在装备的研制、生产与使用过程中通过一系列的保障性分析、保障性设计、保障性试验以及管理的活动,才能实现保障性工程的目标。

2.保障性工程的基本内容

保障性工程在装备的研制、生产与使用过程中处理与保障有关的工程技术工作。这些工作的基本内容如下:

(1)制定保障性要求 保障性要求作为装备系统战术技术性能要求的重要组成部分,是设计装备系统保障性的基本根据(标准)。保障性要求包括定量要求与定性要求,其中保障性定量要求也称保障性指标要求。在研制的早期,根据装备的任务范围与使用要求、部队现行的保障体制与保障制度、现役装备的保障缺陷等提出新研装备的保障性约束,然后在研制过程中,通过保障性分析逐步确定保障性要求,在工程研制之前确定出一套协调的保障性指标要求,作为装备系统设计、研制、生产与保障性评估的依据。

(2)研究制定保障系统方案 保障系统方案包括保障方案与保障计划。保障方案(support concept)是保障系统完整的系统级说明。它由满足功能的保障要求并与设计方案及使用方案相协调的各综合技术保障要素的方案组成。保障方案是在装备系统方案设计时与装备的设计方案和使用方案相应的保障系统的设计方案。因此,它是从总体上描述如何对装备实施保障以及需要哪些保障要求。保障方案是制定保障计划的基础。

保障计划是比保障方案更为详细的保障系统的说明。它涉及综合技术保障每个要素,并使各要素之间相互协调。其内容可涉及硬件的较低约定层次,并应提供比保障方案更具体的维修级别的任务范围。随着研制的进展和设计的深入,将保障方案进一步明确与具体化,制定出保障计划。在装备研制时,保障计划用于指导装备的保障系统的设计、保障资源研制与选取,并为制定综合技术保障计划提供依据;在部署使用时,用于指导建立保障系统和装备的各项使用与维修保障工作,并为建立保障体制与保障制度提供基本依据。该文件说明如何实施保障方案,满足每个综合技术保障要素的方式,并涉及所有维修级别和装备硬件及软件的各种使用与维修工作。对于大型复杂装备,保障计划一般应包括所有综合技术保障要素的计划。保障计划可以是一份单独的文件,也可以将内容纳入到综合技术保障计划。

由于维修是各类装备保障工作的主体,所以维修方案是保障方案的主体部分。因此,对小型的或一般的装备,可以只需制定维修方案。维修方案(maintenance concept)是对正在研制的装备进行使用时的维修考虑因素、约束条件与维修保障计划的概略描述。维修保障计划是维修方案的进一步明确与细化后形成的一份用于指导装备维修工作的文件。它比维修方案更加详细地规定了寿命周期内装备维修保障须遵循的方法、资源和程序。因此,维修保障计划是实施维修工作的基本依据,也是保障计划的主体。

(3)保障性要求的分配 保障性要求的分配是将装备系统总体的保障性指标按装备的结构层次分解到各约定层次,成为各部分具体的设计指标。需分配的保障性指标,一般包括战备完好性(如使用可用度AO)、寿命周期费用、可靠性、维修性及保障系统与保障资源的主要参数指标。根据各部分的设计指标,确定相应的设计准则。

(4)保障性分析 保障性分析作为保障性工程和综合技术保障的分析工具,贯穿于装备寿命周期的各个阶段,特别是在研制与生产阶段是一个反复迭代的过程。保障性分析支持了保障性工程和综合技术保障的各项工程技术与管理活动,为这些活动提供决策的依据。

(5)保障性设计特性的设计 按照保障性的定义,保障性设计包括主装备保障性设计特性的设计和保障资源或保障系统的设计。保障性设计特性设计是指前者,包括可靠性设计、维修性设计、测试性设计、人素工程特性设计等。

(6)保障资源的设计与研制 保障资源的设计与研制是保障性设计的组成部分,它主要是通过保障性分析确定保障资源要求和对新的保障资源的设计与研制。一种新研装备可能有相当一部分保障资源仍是使用现役装备已有的保障资源。这样可以缩短研制周期和减少研制费用。新的保障资源是指研制新装备时需要重新设计与研制的保障资源,如新的测试设备、维修工具、保障设施、训练器材等。

(7)保障性评估 保障性评估是对装备系统在其寿命周期内为达到经济而有效的保障,所必需的各种保障考虑的组合是否满足规定的定量和定性的保障性指标要求的评价。为了检验和验证保障性工程的各项工程技术与管理活动能否有效地实现提高保障性的目标,在装备的各研制阶段通过不断地进行保障性试验、评价与验证,以及在部署使用后收集使用环境中有关装备的使用与保障数据或进行必要的保障性补充试验来评估保障性。

(8)保障性工程的管理 保障性工程的管理是通过各种计划、组织、监督、控制的措施,保证保障性工程的各项工程技术活动能高效率地实现提高保障性的目标。由于保障性是一种综合性设计特性,即涉及主装备诸多有关保障性的设计特性的专业工程学科的合作,又涉及各种保障资源的专业的配合,其管理的任务艰巨而且难度又大,因此,采用综合技术保障方法来进行保障性工程的管理及技术协调工作。

保障性工程的管理运用工程项目管理(program management)的方法。在装备的采办期间,除订购方和承制方建立相应的综合技术保障的管理机构外,还要成立综合技术保障联合小组,协调双方的综合技术保障工作。这些管理组织除有主管部门的领导参加外,还必须有各保障专业的工程技术人员参加。

保障性工程管理实施计划管理。管理保障性工程的计划是综合技术保障计划和综合保障计划。它们分别由订购方和承制方编制,是综合技术保障工作的指导性文件。

三、寿命周期各阶段保障性工程的任务

1.装备的研制程序、寿命周期与采办周期

(1)装备研制程序 

我国现行的武器装备的研制程序划分为论证、方案、工程研制、设计定型与生产定型五个阶段。各研制阶段的工作任务如下。

①论证阶段 该阶段的主要工作是进行战术技术指标、总体技术方案的论证及研制经费、保障条件、研制周期的预测,形成《武器系统研制总要求》。该阶段由使用部门(订购方)组织实施。

②方案阶段 

该阶段的主要工作是根据批准的《武器系统研制总要求》进行武器系统研制方案的论证、验证,形成《研制任务书》。方案论证与验证工作由研制主管部门或研制单位组织实施。在该阶段要进行系统方案设计、关键技术攻关和新部件、分系统的试制与试验,根据装备的特点和需要进行模型样机或原理性样机研制与试验。

③工程研制阶段 

该阶段的主要工作是根据批准的《研制任务书》进行武器装备的设计、试制、试验工作。研制单位负责武器装备的设计、试制及科研试验。除某些大型武器装备如飞机、舰船外,一般要进行初样机和正样机的两轮研制。

④设计定型阶段 

该阶段的主要工作是对武器装备性能进行全面考核,以确认其达到《研制任务书》和研制合同的要求。设计定型工作由相应的定型机构组织实施。设计定型试验要在国家试验场上进行。除试验场试验外,还可根据武器装备的特点和需要进行部队适应性试验。

⑤生产定型阶段 

该阶段的主要工作是对产品批量生产条件进行全面考核,以确认其符合批量生产的标准,稳定质量、提高可靠性。生产定型工作由相应的定型机构组织实施。

(2)装备的寿命周期 

装备寿命周期定义为:“装备从论证开始到退役为止所经历的全部时期。寿命周期一般分为论证、方案、工程研制与定型、生产、使用及退役六个阶段。”装备寿命周期涵义,并不只是包含装备出产后,经历使用到报废过程,还要包含整个设计与研制的过程。正是由于装备寿命周期的设计与研制联系在一起,因此,上述定义中寿命周期的划分是将我国武器装备研制程序中的设计定型、生产定型与工程研制阶段合并,再向后延伸,加上生产、使用及退役阶段。还有的寿命周期划分,在论证阶段前加上立项阶段,主要工作是进行立项论证,通过需求与可行性分析确定是否进行新装备的研制。

目前国际上流行的装备或设备(含民用设备)的寿命周期划分是,预先规划与概念设计(advance planning and conceptual design)、初步系统设计(preliminary system design)、详细设计与研制(detail design and development)、生产与(或)建造(production and/or construction)、使用与保障(operation and support)、淘汰(retirement)。也有的在预先规划与方案设计前再加一个确定需求(identification of need)阶段,它与立项阶段对应。这种国际通用的装备寿命周期与上述寿命周期阶段的大致的对应关系见图1。

图1 三种寿命周期阶段大致对应关系

(3)武器系统采办寿命周期 

美国及西方国家将“为满足预期用于军事任务或者保障军事任务的国防部需求所进行的武器系统和其它的系统、供应品、装置(包括建筑物)的方案构想、立项、设计、研制、试验、签订合同、生产、部署和后勤保障的工作”称为采办(acquisition)。采办武器系统与我国通常所说的武器装备的研制、生产与订购的概念相似。近年来,我国也已在正式文件中使用“采办”一词。

美国国防部定义的采办寿命周期共分5个阶段,每一个阶段以里程碑决策点为起点,依次为:方案探索与定义(concept exploration/definition)、方案验证与确认(concept demonstration/validation)、全面研制(full-scale development)、全额生产与部署(full rate production and deployment)、使用保障(operation support)。1996年美国国防部重新定义采办寿命周期的4个阶段为:方案探索、项目定义及降低风险(program definition&risk reduction)、工程与制造研制(engineering&manufacturing development)、生产与部署及使用保障(production,fielding/deployment,&operational support)。比较新、老的采办寿命周期,其主要差别是工程与制造研制较原全面研制增加了初始小批量生产的内容,还有将原来的生产与部署阶段和使用保障阶段合并为一个阶段。采办寿命周期阶段与我国装备寿命周期阶段的大致对应关系见图1。在我国,目前论证阶段所做的工作比起方案探索阶段的工作在备选方案的评价与权衡分析方面要少。

2.装备寿命周期各阶段保障性工程的工作

装备系统寿命周期过程的工作如图2所示。

图2 装备系统寿命周期过程的工作

根据综合设计方法,主装备与保障系统同步研制,图中主要是分两路表示了研制过程。保障性分析作为分析工具,在整个寿命周期中对主装备与保障系统的设计、研制、生产及使用保障起到了协调作用。

(1)论证阶段的保障性工程的工作 该阶段要根据装备的任务需求,进行任务要求分析与可行性分析和战术技术指标论证,确定使用要求、保障性约束、初定的保障性要求,以及提出初步的总体技术方案。初定的保障性要求,包括初定的保障性定量指标要求与定性要求。保障性定量指标,包括:战备完好性参数、战斗准备时间参数、寿命周期费用参数、有关保障性设计特性(可靠性、维修性等)参数以及保障系统与保障资源参数的指标。初步的总体技术方案,包括:初始的使用方案、设计方案与保障方案。

为确定初定的保障性要求和初步的总体技术方案要进行系统级的保障性分析,此外还要进行战术技术指标审查、初步总体技术方案审查和制定初始的综合技术保障计划、初步的系统规范。

(2)方案阶段的保障性工程的工作 该阶段主要是装备功能分析与保障性指标分配、系统优化、系统综合以及模型样机与原理性样机的研制。通过功能分析,确定使用功能与分功能、维修功能与分功能,以及对使用可用度、可靠性、维修性、费用及主要的保障系统与保障资源的参数指标进行分配和确定设计准则。通过对总体技术方案中的备选使用方案、设计方案与保障方案进行评价与权衡分析,优化系统方案,确定最佳的使用方案、设计方案与保障方案,以及最后确定保障性指标。通过系统综合确定主装备各部分的初步设计以及初步确定配套的保障资源要求,主要是新研装备特殊的(新的与关键的)保障资源要求和制定初始保障计划。据此,进行模型样机与原理性样机的研制及样机的试验(包含保障性试验)。

该阶段的保障性分析主要是进行确定功能要求、备选方案的评价与权衡分析以及初步确定保障资源要求。此外,还要进行系统设计审查(评审),制定正式的综合技术保障计划与综合保障计划,制定研制任务书及正式的系统规划与研制规范。

(3)工程研制与定型阶段的保障性工程的工作 该阶段主要是进行主装备与保障系统的详细设计与研制、装备系统的设计定型、小批量试生产和生产定型。

主装备的详细设计与研制,要详细设计主装备的硬件与软件,研制出初样机与正式样机。保障系统的详细设计与研制,要详细确定各保障要素和保障资源要求,研制、筹措与采购保障资源,以及修订保障计划,进行分系统与设备级的设计审查,对研制的初样机进行研制试验与评价、使用试验与评价,其中包含保障性试验与评价。

设计定型,要对正式样机进行定型试验与评价(包含保障性试验与评价)和进行部队适应性试验,评定装备是否符合定型的指标要求(含保障性)和作出的定型结论并确定装备的定型技术状态,对发现的问题提出纠正措施。

通过小批量试生产,制定材料规范、工艺规范,评价生产性,进行生产定型并作出定型结论。

该阶段的保障性分析主要是继续进行详细确定保障资源(包括早期现场分析)的分析和根据保障性分析记录制定综合技术保障文件及修订保障计划,此外,还要修订综合技术保障计划(包括制定部署保障计划)和综合保障计划。

(4)生产与部署阶段的保障性工程的工作 该阶段主要是进行装备的批量生产,经批量生产修订材料规范与工艺规范:保障资源的生产、采购与供应;按部署保障计划部署装备与分发供应保障资源,建立与编配保障机构,以及对部署的装备进行初始供应;进行必要的保障性分析如停产后保障分析,继续进行保障性试验与评价,收集使用与保障数据,评价是否形成初始作战能力,对发现的保障性问题提出纠正措施;修订综合技术保障计划(含停产后保障计划)与综合保障计划等。

(5)使用阶段的保障性工程的工作 该阶段主要是按制定的保障计划与保障制度对装备进行使用与维修;保障资源的再生产、再采购与进行后续供应;收集使用与保障数据,修订与补充保障性分析记录数据库,对发现的问题采取纠正措施:必要时对装备进行技术修改与改进。

(6)退役阶段的保障性工程的工作 该阶段主要是装备与保障资源的退役处理;收集使用与保障数据存入保障性分析记录数据库并归档。

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国家标准是指由国家标准化主管机构批准发布,对全国经济、技术发展有重大意义,且在全国范围内统一的标准。国家标准是在全国范围内统一的技术要求,由国务院标准化行政主管部门编制计划,协调项目分工,组织制定(含修订),统一审批、编号、发布。法律对国家标准的制定另有规定的,依照法律的规定执行。国家标准的年限一般为5年,过了年限后,国家标准就要被修订或重新制定。此外,随着社会的发展,国家需要制定新的标准来满足人们生产、生活的需要。因此,标准是种动态信息。下面是关于国家标准的介绍。我们国家标准分为强制性国标(GB)和推荐性国标(GB/T)。国家标准的编号由国家标准的代号、国家标准发布的顺序号和国家标准发布的年号(发布年份)构成。强制性国标是保障人体健康、人身、财产安全的标准和法律及行政法规规定强制执行的国家标准;推荐性国标是指生产、检验、使用等方面,通过经济手段或市场调节而自愿采用的国家标准。但推荐性国标一经接受并采用,或各方商定同意纳入经济合同中,就成为各方必须共同遵守的技术依据,具有法律上的约束性。按级别分类中国标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准,并将标准分为强制性标准和推荐性标准两类。国家标准代号强制性国家标准 GB推荐性国家标准 GB/T("T"是推荐的意思)国家标准指导性技术文件 GB/Z工程建设国家标准 GBJ(现为GB 50XXX 系列标准)国家职业卫生技术标准 GBZ国军标代号:GJB例如:GJB/Z 9001-2001(国防科工委发布)GJB 9001-2001(总装备部发布)内容来自www.haoxyx.com请勿采集。

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