在维修性设计过程中,如何将维修性的要求和指标转换成功能结构设计的约束是一个重要的问题。在传统的产品维修性设计过程中,将维修性约束分为定量要求和定性要求。定量要求一般具有明确的指标,包括平均修复时间、维修工时率、每日小修时间等,维修性定量指标的选取根据具体产品的不同而有所差别。为了令定量指标对产品设计产生约束,要将上一层次产品的时间指标分配到下一层,一层一层重复,直到基层级可更换单元。定性要求一般根据国军标分为8 个方面:可达性、人机工程、简化设计、标准化与互换性、防差错、维修安全性、诊断检测和可修复性。为了令定性要求对产品设计产生约束,需要将定性要求转换为细致的维修性设计准则,以指导设计人员进行产品功能结构设计。
工程实践证明,维修性定性、定量要求的约束在一定程度上提高了产品的维修性,但是由于维修性设计过程滞后、维修性要求难以转换成设计人员容易理解的设计约束等原因,产品维修性设计过程依然比较薄弱,获得的维修性成果还不够令人满意。
装甲车辆系统结构紧凑、复杂,工作环境多变,且基层Ⅰ级和基层Ⅱ级承担了很多故障的修理任务,在基层Ⅰ级和基层Ⅱ级有限的维修条件下,要排除大部分故障需要装甲车辆具有相当的维修性。面向维修性综合优化设计需求,从研制工作流程综合、数据综合与技术综合的角度,建立功能结构设计与可靠性、维修性、测试性、保障性及安全性相融合的维修性一体化设计架构,研究基于设计关联模型的维修性设计综合评估与方案改进权衡方法,重在建立装甲车辆功能结构设计特征与维修性要求之间的强弱关系,实现维修性与功能结构特征设计直接联系,提出装甲辆维修性一体化设计方法与优化技术,从而提高装甲车辆的维修性。
设计质量对产品而言至关重要,而以最低的成本获得高质量的产品已经成为当今产品设计的主要追求。产品设计质量的形成不仅与制造阶段有关,还与设计阶段和售后服务阶段有关,尤其是设计阶段起了决定性的作用。维修性是产品本身的一种质量特征,必须在产品设计时注入。把维修性要求纳入产品设计过程中,通过设计与验证来实现维修性要求,称为维修性设计。维修性设计是产品设计阶段的一个非常重要的内容,不仅是提高产品质量水平的客观需要,也是用户的迫切需求。
维修性作为一个正式概念提出来,源于武器装备使用中越来越突出的维修难的问题。通过维修影响要素分析和产品的维修实践表明,维修方便、快捷和经济与否直接同产品本身的某些固有设计特性关联。随着装备复杂性的增加,可靠性的提高并不总能如意,而维修方便、快捷和经济可以弥补装备可靠性方面的不足,对提高装备的完好性起到重要作用。武器装备的维修性已经被置于与作战性能、费用、研制周期等同等重要的地位。(www.xing528.com)
维修性作为产品的一项重要的质量特征,应当纳入产品型号研制过程,与传统设计工作进行系统综合和同步设计。实践证明,设计完成后的改进工作不能从根本上改善产品的维修性。要想从根本上解决产品维修难度大、维修费用高等维修性相关问题,源头在于设计。产品维修性主要取决于系统的总体结构、各单元的配置与连接、标准化和模块化程度等,并与检测隔离及维修方案有关,故维修性设计要从早期抓起,强调早期投入,在设计备选方案时不仅要考虑传统的性能指标,还要考虑维修性要求,使整个产品的维修性有一个好的起点,具有维修性“优生”的特征。
维修性设计的相关研究已经从经验的、分期的、定性的、手工的阶段向科学的、系统的、定量的、自动化的阶段发展,可视化技术、虚拟技术、并行设计技术、一体化设计技术相继被引入维修性工程领域。现有维修性设计工作的主要内容有维修性模型的建立(主要有维修职能流程图、维修时间的统计分布模型和维修性参数的回归模型等)、维修性分配(将产品的维修性定量要求按给定准则分配给各组成部分)、维修性预计(估计产品在给定条件下的维修性而进行的工作)、维修性设计准则的制定(制定一系列的设计准则,以指导产品设计人员进行维修性设计和评审)、维修性设计的试验评定(验证设计的产品是否通过要求)等。
但是,通过分析现有维修性设计工作的主要内容可以看出,现有维修性设计理论体系及方法,其解决维修性问题的思路主要是从已知的装备结构、装配、可靠性数据、维修资源等信息出发,由维修性设计人员估算和评价出装备维修性的一系列特征量。反之,在提出待研装备维修性的一系列特征量的前提下,设计人员则难以应用现有的理论和方法提出一个或多个设计方案来满足这样的指标。现今的维修性设计领域面临着一个问题:依照现有维修性设计理论和方法,维修性要求难以对产品设计方案产生足够的约束作用。该问题导致已有的维修性设计理论与技术不能完全满足装备设计人员的需要,维修性设计工作模式被动、开展时机滞后,与先进的设计制造技术发展不协调,难以应用于现行的装备设计开发过程中等问题。因此,亟须提出解决上述问题的方法,提前在设计阶段就充分暴露维修性设计的缺陷与不足并加以解决,最终达到改善产品维修性、降低维修难度、提高维修效率等目的。
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