鱼雷装备视情维修初探
摘要
关键词
鱼雷;定期维修;视情维修;状态监测;状态评估
正文
目前,鱼雷的维修仍然沿用以定期维修为主的装备维修模式,其理论依据是认为装备故障周期服从“浴盆曲线”,装备故障具有固定间隔。然而,随着装备日趋复杂化、精密化,很多故障的出现与贮存、使用的时间关联性不再紧密,根据浴盆曲线制定的定期维修已不能满足现行装备的管理要求。以系统的技术状态为基础,理论上可以避免因“维修不足”和“维修过剩”问题而导致的严重后果,可有效提高装备战备完好率、降低维修成本、减少维修工作、缩短维修周期。遵循视情维修理念,实时掌握装备技术状态,科学确定装备维修时机和范围,精准实施装备维修保障,是装备维修改革的大势所趋。
一、视情维修基本理论
视情维修这个术语是从英文翻译过来的,英文原称是on condition maintenance(简称OCM),是将预防性维修与可靠性系统工程充分结合的实践过程,是国际公认的先进维修模式。OCM是指对产品进行定期或连续监测,发现其有功能故障征兆时,进行有针对性的维修,它是预防性维修的一种方式[5]。从概念的描述可以看出,视情维修是为了避免装备发生功能故障,以达到最充分地利用装备的可用寿命,时机是在功能故障可能发生之前采用各种维修措施,使用的技术手段包括性能测试等监控手段。视情维修的实施是以检测到的装备的质量状态信息为依据,装备的故障不会瞬间发生,它是一个退化的过程。
二、鱼雷及其维修特点
与飞机、舰船以及其他类型装备相比,鱼雷及其维修具有以下特点:鱼雷属于典型的“长期贮存、一次使用”装备,在贮存阶段属于可维修系统,在装载和实航阶段为无维修系统。鱼雷在执行作战任务前,要反复经历运输或转运、仓库或阵地贮存、舰/艇上装载值班等,受到复杂自然环境与力学环境的综合影响,涉及温度、湿度、盐雾、压力等多种应力,鱼雷性能退化过程将加速,进而导致可靠性降低甚至失效。鱼雷内有些系统可以通过模拟工作的方式对其质量状态进行监测和检查,如自导、控制系统等,而有些系统在实际使用前,处于非工作状态,很难监测其质量状态。鱼雷上的空间相对较小,飞机、舰船上的空间则相对较大,无论是在体积,还是在重量上,硬件尤其是传感器的选择安装方面会受到一定的影响,使得对鱼雷质量状态进行监测的深度、广度收到影响。
三、鱼雷视情维修工作流程
根据视情维修概念和鱼雷及其维修特点可知,鱼雷实施视情维修工作至少应包括3个阶段,即状态监测、状态评估和维修决策。
(一)状态监测
根据视情维修的概念可知,及时准确地掌握监测对象的技术质量状态是开展视情维修的前提和基础。鱼雷属于组成复杂的系统级产品,鱼雷各舱段内分布着电子、机械、机电、电池、橡胶、火工品、炸药及其它非金属等不同类型产品之中的多种产品,不同类型产品敏感的环境因素及损耗机理均不相同。对装备所有组成都进行检查并实施视情维修既无必要也难以实现。如鱼雷的壳体、推进器、舵板等,属于典型的机械部件,从以往的维护经验和数据分析,这类产品的可靠性非常高,几乎不出问题,平时只需定期维护,一旦出现故障再开展修理或更换即可。像鱼雷的电池、战斗部等,基本不可维修、不可测试,对它进行视情维修技术上难以实现。所以应该按照既值得做,技术上又可行的原则来确定监测和视情维修范围。
对于鱼雷装备而言,应选择故障率相对较高,对装备性能以及工作安全性、可靠性影响较大的机电部件做为监测和视情维修对象较为合理,因为这类产品满足视情维修的理论依据,即维修对象的故障不是突发故障而是退化故障,而且退化过程中的性能状态是可以通过检查、测试等技术手段掌握的。在鱼雷装备中,通常控制系统惯性导航组件、深度传感器组件、舵机组件,自导系统的声学基阵,供电系统的发电机、调压器、能源动力的电池、高压气瓶等均属于这类组件。我们在考虑维修体制、维修能力、维修器材等方面时,应充分考虑这些对象。
(二)状态评估
状态评估就是根据安装的传感器测量的数据、人工测量的数据、历史数据等进行综合分析,综合考虑装备的使用、环境、维修等因素对健康状态的影响,利用各种评估算法对装备当前的健康状态进行评估,并对装备未来的健康状态进行预测。基于专家经验的方法主要是依据领域专家的经验对评估项目进行打分,为了使得专家的主观评分能更好地反映实际情况,通常的做法是请多名专家打分。基于统计理论的方法主要是根据数据的统计特性,对设备的状态变量设置一定的阈值,以此来判定设备工作是否正常。如果测得的参数值低于规定的阈值,则判定设备是正常的;否则设备就不正常。近年来,各种智能技术如人工神经网络、遗传算法、小波分析、模糊推理、灰色聚类、支持向量机等被引入到设备的状态评估中,取得了比较好的效果。
(三)维修决策
实施维修决策的目的是降低装备维修保障费用、缩短装备维修保障时间和提高装备维修保障效率。从实施过程看,维修决策首先是明确决策目标,如费用、安全、可用度等;然后建立决策优化模型;最后求解最佳的维修策略。对于鱼雷产品,宜采用以可靠性为中心的维修方式。鱼雷属于多组部件系统,维修复杂度较高,一般采用机会维修或者成组维修方式,综合考虑相关组部件的维修费用和可用度目标,确定组部件的维修间隔期、维修上限次数和维修可靠度阈值等维修具体计划措施,获得最优的维修策略。
结束语
本文介绍了视情维修的基本概念和理论依据,分析了鱼雷及其维修特点,给出了实施视情维修的工作流程和实现方法,并提出了加快推进视情维修的建议,对于鱼雷维修模式转型建设具有重要的指导意义和参考价值。
参考文献
[1]王聪,梁冬春.从生产计划的角度认识精益生产[J].企业管理,2021(01):97-99.
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