维修保障方案的优化与形成

维修保障方案的制定是装备寿命周期中最重要的工作之一，其形成过程是一个反复迭代的过程，常常需要进行各种综合权衡分析。例如：采用两级维修还是三级维修；采用修复还是弃件的决策；有关涉及维修保障的可靠性、维修性和可用度分析；采用BIT还是外部测试；等等。下面仅以采用两级维修还是三级维修的评估为例，说明维修保障方案形成的基本过程。

假设在方案设计阶段制定系统“X”的维修方案，现需要对是采用两级维修还是三级维修问题进行评估。两级维修（如基层级和基地级）的设计方案为：系统由6个组件构成，要求系统具有通过BIT将故障隔离到组件的能力；故障件拆卸后用备件予以更换，并将故障件送基地级维修。三级维修的设计方案为：系统由2个模块A、B组成，每个模块分别由3个组件构成，要求系统能够以在线检测方式将故障隔离到模块级。采用备件更换故障模块，拆卸下的故障模块送中继级维修。在中继级，采用外部检测方式可将故障隔离到组件级，将故障的组件拆卸后用备件加以更换，然后将故障的组件送基地级修理。两种不同维修级别的划分方案如图3-72所示。

图3-72　两种不同维修级别的划分方案

假设已获得下述信息：

（1）预计系统“X”的年工作时间为2 000 h，按照设计方案1系统的采购费用为250 000元，按照设计方案2其采购费用为175 000元。两种方案的主要区别是第一种方案要求系统具有较强的在线检测能力。

（2）假设所有组件的可靠性均相同，其故障率为0.001/h，各组件的修复时间也相同。

（3）在基层级每次维修的平均人力费用为100元，中继级为200元，基地级为300元。

（4）对于设计方案1，在基层级需储存3个备用组件才能满足使用（作战）要求，每个备用组件的费用为20 000元。对于设计方案2，在基层级需储存2个备用模块，并且在中继级需储存2个备用组件。模块的费用为50 000元，组件的费用为15 000元。上述备件的费用包括备件的采购费用及储存费用。

（5）用于保障模块级维修的外部检测设备费用为75 000元，组件级的检测设备费用为50 000元。这些费用包括设备的使用及维修费用。

（6）在中继级维修的设施费用为75元/次，基地级为30元/次。

（7）对故障模块进行维修的运输费用为100元/次，故障组件为75元/次。设计假设采用设计方案1时进行维修所需的计算机及信息数据费用为25元/次，设计方案2为40元/次。

由上述信息可计算出两个设计方案的各种费用。

系统“X”的年平均故障次数：0.001×6×2 000=12（次）

年平均维修人力费用： 年平均设施费用：

设计方案1：12×（100＋300）=4 800（元） 设计方案1：12×30=360（元）

设计方案2：12×（100＋200＋300）=7 200（元） 设计方案2：12×（75＋30）=1 260（元）

年平均备件费用： 年平均运输费用：

设计方案1：3×20 000=60 000（元） 设计方案1：12×75=900（元）(www.xing528.com)

设计方案2：2×50 000＋2×15 000=130 000（元） 设计方案2：12×（100＋75）=2 100（元）

年平均设备费用： 年平均计算机及信息数据费用：

设计方案1：50 000（元） 设计方案1：12×25=300（元）

设计方案2：75 000＋50 000=125 000（元） 设计方案2：12×40=480（元）

两个设计方案的费用计算结果如表3-55所示。

表3-55　两个设计方案的费用计算结果

由表3-55知，选择设计方案1，即两级维修较优。显然，上述权衡是以费用为依据的。这是因为在两个设计方案中，基层级都是采用换件修理（换组件或换模块），其时间都比较短，能够达到使用可用度或战备完好性要求；而换下的组件或模块在中继级或基地级维修时间加上运输及其他延误可能时间稍长，但因修复的产品只用作基层级的备件，在其修复过程中装备仍在运转（工作），其时间延误不致直接影响使用。所以，示例中未就设计方案对系统可用度或战备完好性进行比较和评价。一般而言，确定维修方案时须对各种设计方案进行比较和评价。

总之，维修方案的制定是装备寿命周期中的重要工作，它对于装备的设计方案和装备的维修保障有重大的影响。维修方案形成后，将从维修方案出发，逐步形成初始的设计要求和维修保障准则。这些准则不仅影响装备系统设计的功能（如故障检测与诊断、标准化及互换性等），而且对系统设计及维修保障资源的采购提供了重要依据。为了保证维修方案的完整性，作为一种最后的检查手段，可以提出如下问题加以确认：

（1）是否定义和确定各维修级别？

（2）是否为每一维修级别确定了其基本的维修功能？

（3）是否规定了每一维修级别的职责？

（4）是否确定了修理策略及其维修级别决策的有关准则？

（5）是否确定了有关使用与维修保障的定量指标（如：维修频率、修复时间、维修工时、维修费用、运输时间、检测及维修设备的可用度及利用率、备件要求及储存水平、软件可靠性、设施利用率等）？

（6）是否确定了每一维修级别上各种保障要素的设计准则？

（7）是否确定了每一维修级别的环境要求与约束？

上述问题及类似的其他问题的评审有助于维修方案的形成与确定。