装甲车辆维修性影响因素分析

维修性作为设计赋予产品的一项固有的质量属性，其好坏最终在维修的任务过程中体现出来。产品维修是一个复杂的作业过程，维修效果的好坏受到多种属性因素的影响。因此研究虚拟现实下装甲车辆维修性的评估技术，也必须从多维度出发，研究不同的维修性因素对维修作业过程的影响效果。

通过对大量装甲装备维修性评估案例的研究以及对装甲车辆产品结构的分析，本书将与维修性相关的因素分为定性与定量两种不同的属性。

1.维修性定性属性

按照分析对象的不同，将维修性定性属性分为两类：

第一类属性的分析对象是产品本身，包括简化性、贵重物件可修复性、标准化与互换性、防差错性、可测试性，这一类属性的分析与评估需要依赖以往的设计经验。

第二类属性的分析对象是组成产品的各部件的维修作业过程，包括可达性、舒适性、安全性，可通过在物理样机或虚拟样机上进行维修作业过程演示来对属性值的优劣进行评估。

1）维修性产品属性

（1）标准化和互换性。

标准化：标准化是维修性设计要考虑的重点之一，产品的标准化不仅对设计与生产有极大的好处，而且对维修的简便性、迅速性、经济性和部队机动性有着全面的影响。在维修性评估中考虑标准化的作用，可以使维修时间缩短，并降低对维修人员技能的要求，是非常重要的。

互换性：互换性是产品系列化、通用化、模块化的标准，在维修性评估中考虑产品的互换性，可以减少装备中零部组件的品种、规格数，将降低维修保障资源要求，减少维修难度，是必须考虑的。

（2）防差错性。

维修过程中的人为失误不可避免，其根本原因是缺乏防差错性设计，采取防差错性设计可以大大减少关键性的维修作业中的人为失误，所以在维修性评估中很有必要对产品设计阶段的防差错性设计进行评估。

通常可以考虑以合理的防差错标志提醒维修作业人员，避免出现错误的作业形式，或者使用防差错性设计（如结构防呆、结构自锁等）。

（3）可测试性。

故障检测和隔离的难易程度直接影响产品的修复时间，产品越复杂，这种影响越明显。所以基于这点，为缩短故障检测和隔离时间从而缩短产品的修复时间，提高产品的可用性，需要对产品的可测试性进行评估。

（4）简化性。

装甲装备由于构造复杂，会带来使用和维修方面的复杂，从而导致人力、时间及其他各种保障资源消耗的代价，并降低装甲装备的可用性，所以，简化设计与维修是最重要的维修性要求，也是设计阶段的主要目标。

简化设计包含对产品结构模块化的设计、维修工具简化的设计。

模块化：所谓模块化就是在产品设计过程中尽量采用模块构成系统。模块化是提高产品维修性的有效途径。模块化使产品构造简化，能迅速、准确地进行故障检测、隔离和修复。特别在基层级可实现广泛的换件修理。

维修工具：在维修时，对工具及设备的要求应该尽量低，而且应尽量减少专用工具、专用设备的使用，减少维修操作步骤和修理工艺。维修工具通常要考虑的因素有工具标准化、专有度、效果性、便利性。

（5）贵重件可修复性。

贵重件应具有便于其磨损、变形或有其他形式故障后修复原件的性能。例如设计成可调整的、可局部更换的组合形式，设计专门的修复基准等。

2）维修性过程属性

（1）可达性。

在维修过程中，能不能轻松“看得见，够得着”是一个非常重要的问题，它直接决定了维修工作的可行性，并且可达性的好坏还会产生不同的心理效应，维修人员会倾向于容易接近和操作方便的工作，因此，良好的可达性是维修性设计的重要目标，需要重点评估。

可达性按照分析对象的不同，又分为实体可达性、视觉可达性、空间可达性。

①实体可达性：工具或手能够沿一定路径或方式接近维修部位。零部件应在不拆卸其他零部件的情况下能直接接触到；对于大的、重的零部件等，在布局时应考虑尽可能放置在开口部分的近旁；故障出现频数多的零部件、更换时间长的零部件，也应放在实体可达性好的部位。

②视觉可达性：在维修作业时，操作者能否容易地、清晰地观察到操作部位，极大地决定了维修作业过程的难易程度。视觉可达性不好会加重人的疲劳，在特殊情况下甚至会影响维修任务的完成。

③空间可达性：空间可达性是指产品结构设计本身留有空间和余地，使工具或手有足够的空间完成相应的维修动作，如扳手应至少有60°的转动空间才可以完成扳手的维修任务，使用改锥时应保证螺钉头上方的空间不小于工具本身长度等。

（2）维修安全性。

产品在维修过程中不可避免地会遇到安全性的问题，为保证维修人员在维修时的安全，需要对装备进行特殊的保障性设计或者对某些具有安全隐患的零部件加以合适的标识。对于维修性评估，安全性是其中非常重要的一环。(www.xing528.com)

在维修过程中，通常考虑的安全性因素有：危险防护、机械结构、环境因素。

①危险防护：在产品设计时，对于一些可能发生危险的部位，应提供醒目的标记、警示等辅助预防手段，或者提供自动预防措施。

②机械结构：由于机械产品自身的属性特征，在维修作业时，操作者很可能受到来自维修对象的机械伤害。例如，设计结构本身带有较为尖锐的棱角、锋刃，或操作零部件本身质量较重等，都有可能伤害到操作者的安全。

③环境因素：维修过程中的温度、静电以及放射性物质可能对维修作业者造成损伤。

（3）人素工程。

人因工效是评价维修作业过程的重要指标因素。没有考虑人因工效因素的维修性设计往往会造成作业者的极度疲劳，影响维修作业的准确性和效率，也不符合以人为本的设计理念。影响人体作业疲劳度的主要因素包括：作业姿势、体力负荷、操作时间3 项内容。

①作业姿势：很显然，不同的作业姿势对人体疲劳的影响是不同的。在人因工效学领域，很多专家和学者致力于研究不同的作业姿势对疲劳特性的影响，并尝试将不同的作业姿势予以分类。对疲劳特性的分析，需要考虑操作者的作业姿势因素。

②体力负荷：作业过程就是体力付出的过程，体力负荷与作业过程中操作者使用的工具、操作方式、作业空间以及施力方向和维修对象的质量直接相关。

③操作时间：短暂的大负荷作业或者处于某一疲劳姿势工作，给作业者造成的身体疲劳是很小的，但长时间的重复性工作却往往能造成身体的劳损，因此维修作业过程中的操作时间也是影响疲劳特性的重要因素。

2.维修性定量属性

随着维修性越来越受到重视，维修性定量指标成为评估系统维修性的一个重要因素。装甲车辆由于与普通车辆在功能和结构上有差别，其更需要关注维修时间等定量属性对维修过程的影响。

处于不同方面的考虑，针对具体的装备特点，可以提出各种维修性参数，典型的维修性参数有以下几种。

1）与维修时间有关的参数

平均修复时间（MTTR 或TCT）：平均修复时间是产品维修性的一个基本参数。其度量方法为：在规定的条件下和规定的时间内，产品在任意规定的维修级别上，修复性维修总时间与该级别上被修复产品的故障总数之比。

最大修复时间（Tmaxct）：最大修复时间是平均修复时间的函数，即Tmaxct =f（TCT）。

预防性维修时间（MPMT 或Tpt）：预防性维修时间与修复时间相似，计算时以预防性维修频率代替故障率。

平均维修时间（MTTS 或T- ）：在规定的条件下和规定的期限内产品预防性维修和修复性维修总时间与该产品计划维修和非计划维修事件总数之比。

每工作小时平均修复时间（MTUT）：在规定条件下和规定时间内修复性维修时间之和与产品工作时间之比。

维修停机时间率（TMD）：产品每工作小时维修停机时间的平均值。

2）与维修工时有关的参数

每小时直接维修工时（DMMH/OH）：在规定的条件下和规定的时间内，产品直接维修工时总数与该产品寿命单位总数之比。

维修工时率（M1）：在规定的条件下和规定的时间内，产品维修工时总数与该产品寿命单位总数之比。

3）与维修费用有关的参数

每工作小时直接维修费用（DMC/OH）；

每工作小时维修器材费用（MMC/OH）。

4）与维修任务有关的参数

恢复功能用的时间（MTTRF 或Tmct）：在规定的任务剖面中，产品致命性故障的总维修时间与致命性故障总数之比。

重构时间（TR）：系统故障或损伤后，重新构成能完成其功能的系统所需的时间。

在上述与维修性定量属性相关的参数中，与维修时间有关的参数较其他因素更能突出维修效果的好坏，对于装甲车辆来说，在战场紧急任务状态下，尤其关注装甲车辆与维修时间有关的参数，并结合虚拟现实下的仿真技术，选定与维修时间有关的参数作为定量因素的评估内容。

在对与维修时间有关的参数的研究中，平均修复时间（MTTR）是维修性验证中最常用的定量参数，由于项目需要，在研究维修性定量属性时，还引入了装备平均更换时间。