装备保障性分析的主要技术优化方案

前面提到，为了实现装备保障性的目标，在开展装备保障性分析工作的过程中，需要综合运用大量的分析技术。装备保障性分析工作与分析技术之间的大致对应关系如图6-4 所示。以下简要介绍装甲车辆保障性分析过程中常用的分析技术。

图6-4　保障性分析工作与分析技术之间的对应关系示意

1.功能分析

在装备保障性分析中，功能分析是确定装备使用保障和维修保障工作的基础。它是在装备的设计和研制过程中采用逻辑的与系统的分析方法，确定装备所必须完成的功能要求，并将这些功能层层分解为装备下一层次的功能。对装备的有关功能逐项加以分析，找出在使用过程中为充分发挥装备功能而应进行的使用保障工作，以及为保持和恢复装备所具备的功能而应进行的维修保障工作。这是一种分析功能要求，并将这些功能要求分解为一项项具体保障工作的方法，是一个反复迭代的过程。

通过装备使用功能分析，分析装备所具有的使用功能，一方面建立起使用功能与使用保障工作项目的对应关系，为建立使用保障方案奠定基础；另一方面，进一步分析与装备各项功能对应的故障模式，进而为后续确定装备预防性维修保障工作和修复性维修保障工作提供故障信息输入。

2.故障模式、影响及危害性分析（FMECA）

装备维修保障工作是针对装备故障开展的，必须依据装备可能出现的故障模式来规划装备维修保障工作，FMECA（或FMEA）可以为装备维修保障工作规划提供故障信息输入。

FMECA 是可靠性领域的一项重要分析技术，重点分析装备所有可能发生的故障模式及其影响，并根据其危害性区分轻重缓急，根据可利用资源情况，尽可能地将致命的、重要的故障模式消除在装备的研制阶段，或将该类故障模式发生的概率降低到人们可接受的程度。

FMECA 也广泛地应用于装备综合保障工程领域，只要产品存在可能的故障模式，就需要规划相应的维修保障工作。如果之前已经开展了FMECA，则此处直接引用其相关分析结果即可。在规划装备的维修保障工作时，FMECA主要用于：

（1）为确定装备的修复性维修工作提供直接输入信息；

（2）为确定装备的预防性维修工作提供直接输入信息；

（3）为后续确定装备的保障资源需求提供直接输入信息。

3.以可靠性为中心的维修分析（RCMA）

以可靠性为中心的维修分析（RCMA）是按照以最少的维修资源消耗保持装备固有可靠性和安全性的原则，应用逻辑决断的方法确定装备的预防性维修要求的过程。装备的预防性维修要求一般包括需进行预防性维修的产品、预防性维修工作的类型及其简要说明、预防性维修工作的间隔期和维修级别的建议，也可以称为“4W”，即“What”（修什么）、“How”（怎么修）、“When”（何时修）、“Where”（何处修）。

RCMA 是确定预防性维修保障方案的重要方法，它以FMECA 的结果为依据，通过确定修什么、怎样修、何时修、何处修4 个问题，确定装备的预防性维修保障方案。它是特点是以最小的代价或资源消耗，保证装备的安全可靠。

RCMA 主要包括系统与设备的RCMA、结构的RCMA、区域检查分析和RCMA分析结果的组合。RCMA 总体工作体系及对应的确定预防性维修要求的一般流程如图6-5 所示。一般情况下，系统与设备的RCMA 应用最为广泛，主要针对功能项目（产品）开展；结构的RCMA 主要针对结构项目（产品）开展；区域检查分析则主要针对需划分区域的大型装备开展；最终还要通过预防性维修工作的组合，将各项松散的预防性维修工作尽可能归并到几个大的间隔期，提高预防性维修工作的效率和效益。装甲车辆一般不需要开展区域检查分析。

图6-5　RCMA 示意

1）系统与设备的RCMA

系统与设备的RCMA 适用于装备、功能系统、分系统和各类设备以及其他相似产品，目的是确定系统和设备的预防性维修要求，包括需要进行预防性维修的项目（产品）、工作类型、间隔期并提出维修级别的建议。该项分析工作在后面结合装备预防性维修保障方案的确定与优化展开具体阐述。

其一般应包括如下步骤：

（1）确定RCMA 分析项目，即重要功能产品。

（2）对RCMA 分析项目进行FMEA。如果已经开展过FMEA，则可直接应用其结果。

（3）应用逻辑决断图确定预防性维修工作类型。一是划分故障模式影响类型，按照明显的或隐蔽的，安全性、任务性或经济性的影响，将故障模式影响分为6 条分支；二是针对每条分支选择适用而有效的预防性维修工作类型。

（4）确定装备预防性维修间隔期。

（5）提出预防性维修级别的建议。

（6）对非重要功能产品，应按以往类似项目的经验或承制方的建议，确定是否进行预防性维修工作；如果需要，也应确定其所需预防性维修工作的类型和间隔期，提出维修级别的建议。

2）结构的RCMA

结构的RCMA 适用于不宜按系统和设备分析的大型装备的结构项目（结构组件、结构零件和结构细节），即用于承受动力、压（拉）力或操纵载荷的项目。其中，结构项目多数的传动部分应当开展系统和设备的RCMA，但结构项目本体上与传动部分相连接的结构则需作为结构项目开展结构的RCMA。其目的是确定结构项目的预防性维修要求，主要是检查等级和检查间隔期并提出维修级别的建议。

其一般应包括如下步骤：

（1）确定重要结构项目和非重要结构项目。对于非重要结构项目，应按以往类似项目的经验或承制方的建议，确定合适的检查工作。

（2）对重要结构项目进行FMEA。如果已经开展过FMEA，则可直接应用其结果。

（3）对重要结构项目分别对环境损伤和偶然损伤进行评级，并按评级结果选择下列要求：检查等级、首检期、检查间隔期、预防性维修工作间隔期探索计划。

（4）评审所确定的重要结构项目的环境损伤和偶然损伤的检查要求是否可行，若不可行，应修改项目设计。

（5）将各重要结构项目分为损伤容限或耐久性项目、安全寿命项目、静强度项目，并列出对安全寿命项目或静强度项目的环境损伤和偶然损伤检查要求。对于安全寿命项目，由承制方提出安全寿命；对于静强度项目，不需要考虑疲劳损伤检查要求。

（6）对损伤容限或耐久性项目进行分析，确定其疲劳损伤是否需要预定检查才能发现。若不需要，则只需列出对环境损伤和偶然损伤的检查要求即可，不需要考虑疲劳损伤检查要求。

（7）对损伤容限或耐久性项目的疲劳损伤进行评级，并按评级结果选择下列要求：检查等级、首检期、检查间隔期、预防性维修工作间隔期探索计划；

（8）分析对疲劳损伤的检查要求是否可由对环境损伤或偶然损伤的检查要求来满足，如能满足，则只需列出对环境损伤和偶然损伤的检查要求即可；如不能满足，则还需要对所确定的疲劳损伤的检查要求进行评审，若不可行，应修改项目设计。

3）区域检查分析

区域检查分析应在系统和设备的RCMA、结构的RCMA 后期进行，目的是确定区域检查的产品（项目）及间隔期要求。区域检查一般为目视检查，适用于需划分区域的大型装备，其内容应包括：

（1）检查费重要产品（项目）的损伤；

（2）检查由相邻产品（项目）故障引起的损伤；

（3）归并来自重要产品（项目）分析得出的一般目视检查。

其一般应包括如下步骤：

（1）划分区域并编号。按有关文件或订购方与承制方的协议划分区域，规定区域代码和区域工作顺序号。

（2）收集区域信息，主要包括：区域的状况、区域的边界、区域内需进行检查的产品（项目）、检查的通道及需拆卸的零部件。

（3）确定间隔期。一般考虑下列因素：零部件对损伤的敏感性、区域中的维修工作量、类似系统和结构的经验、承制方对新产品（项目）检查间隔期的建议。间隔期一般应与预定的装备预防性维修工作间隔期一致。

4）RCMA 分析结果的组合

RCMA 分析结果的组合的目的是把之前分析确定的各项预防性维修工作按间隔时间进行组合，形成RCMA 的最终输出。(www.xing528.com)

其一般应包括如下步骤：

（1）以现行的维修制度和维修工作量大、费用较高的预防性维修工作为基础，确定预定的装备维修间隔期。

（2）将系统与设备的RCMA、结构的RCMA 和区域检查分析确定的各项预防性维修工作按间隔期与相邻的预定间隔期进行组合。

（3）将组合后的预防性维修工作及其间隔期填入相应的汇总表中。

（4）列出每个间隔期上的各项预防性维修工作，并进一步落实成各种维修文件。

（5）在装备投入使用后，应根据预防性维修工作间隔期探索的结果，及时调整项目（产品）预防性维修工作的类型及其间隔期。

4.修理级别分析（LORA）

装备不可避免地会发生故障，当出现故障时，必须对故障件如何处置作出决策，首先要明确是修理还是报废换新件，其次要明确在哪一级维修机构实施最合适。这就是装备修复性维修保障方案的主体内容，LORA 则是作出上述决策的有效分析技术。

1）基本概念

LORA 是一种系统性的分析方法，它以经济性或非经济性因素为依据，确定装备中待分析产品需要进行维修活动的最佳级别。

LORA 不仅直接确定了装备各组成部分的修理或报废地点，而且还间接为确认装备维修所需要的各类资源及人员训练要求等提供信息。

修理级别（以下称为维修级别）是指装备使用部门进行维修工作的各级组织机构。原来多采用三级维修机构，即基层级、中继级和基地级；现在大都采用两级维修机构，即部队级和基地级。各级维修机构都有规定的工作任务，并配备与该级别维修工作相适应的硬件资源及符合要求的人员。

2）分析方法

LORA 提供了非经济性分析和经济性分析两类分析方法，一般先进行非经济性分析，如无法给出明确决策，则可以继续开展经济性分析，最终给出修复性维修决策。

（1）非经济性分析。

在进行LORA 时，应首先分析是否存在需优先考虑的非经济性因素，这些非经济性因素会直接影响或限制装备修理的维修级别，如现行维修保障体制的限制、保密的限制、安全性要求、特殊的运输性要求、人员与技术水平等。通过对这些因素的分析，可直接确定故障件在哪一级别修理或报废。

（2）经济性分析

当通过非经济性分析无法给出明确的修理决策时，则可进行经济性分析。其目的在于从费用的角度进行辅助决策。首先建立相关维修级别的修理费用计算模型，而后定量计算产品在所有可行的维修级别上修理所消耗的费用，最后比较各个维修级别上的修理费用，选择故障件修理费用最低的最佳维修级别。

5.使用与维修工作分析（OMTA）

在保障性分析过程中，确定装备使用与维修工作后，要及时要建立起使用与维修工作与保障资源的关系，进而确定与主装备匹配的保障资源需求。这样才能及时研制与获取相关保障资源，确保主装备交付的同时保障资源同步交付，使用部队能及时建立保障系统对装备实施经济有效的保障。OMTA 则是衔接装备使用与维修工作和保障资源的纽带，是科学确定保障资源需求的重要分析技术。

1）装备使用与维修工作

使用与维修工作包括使用工作、预防性维修工作、修复性维修工作和战场抢修等。

（1）使用工作是指为保障装备在预期环境中使用所需的工作，主要是指使用保障工作。对于装甲装备来说，通常包括装备动用前准备（检查和充、填、加、挂等）、装备行驶间隙检查（检查油温、水温、油量、水量等）、装备动用后保养（清洁、擦拭、检查、调整、校正等）。这些工作是基于装备的主要功能和任务剖面制定的，由于装备特点不同，其范围和内容也不尽相同。

（2）预防性维修工作是为预防某一潜在故障或发现隐蔽功能故障而进行的工作。预防性维修工作类型通常有保养、操作人员监控、使用检查、功能检测、定时拆修、定时报废和上述工作的综合。在制定预防性维修方案时，可结合维修级别的划分和部队实际执行维修作业时的不同工作类型进一步加以综合。

（3）修复性维修工作是为修复故障装备而进行的维修工作，这种工作通常是非计划性的，一般包括原位修复、原件修复、换件修复等。

（4）战场抢修也称为战损修理，是在战场环境中为修复受损装备而进行的维修工作。战场抢修与平时预防性维修和修复性维修差别较大，主要是时间要求高，通常在特定的时间和条件下采用简易和应急的修复方法，快速修复装备或使其恢复到能执行主要作战功能的状态。

2）OMTA 的分析流程

OMTA 的分析流程比较简单，就是将每项保障工作按照时序分解为子工作或工序，然后对每一工序进行保障资源需求分析。但由于其需要对每项保障工作都进行分析，所以工作量还是非常大的。OMTA 的分析流程如图6-6 所示。

图6-6　OMTA 的分析流程

应当注意的是，OMTA 输出的是各项保障工作单次所需的相关资源，无法直接用于部队建制单位保障周期内的保障资源配置，但它是确定部队建制单位保障资源总需求的前提和基本依据。

6.寿命周期费用分析（LCCA）

在装备研制过程中要追求性能、费用、进度等方面的最佳平衡，尽可能降低装备寿命周期费用也是装备保障性分析工作追求的目标之一。这就需要在保障性分析过程中做好费用分析和控制工作，尤其是通过LCCA，可有效为保障方案权衡与优化提供重要支撑。

1）基本概念

装备寿命周期费用（LCC）是在装备的寿命周期内，用于论证、研制、生产、使用与保障以及退役等的一切费用之和（GJB 451A）。传统观念里对装备研制采购费更为重视，对装备使用与保障费用关注不够，但是随着装备先进程度的提高，使用与保障费用也在猛增，同时在很多装备寿命周期费用中所占的比重也往往超过50%，甚至达到70%。在装备研制时要高度重视装备寿命周期费用以降低研制风险。

2）费用分解结构

为了估算装备寿命周期费用，增强费用估算的准确性，往往采用建立费用分解结构的方式。费用分解结构是按装备寿命周期费用的构成分解成不同层次的费用单元，并将它们按序分类，用于估算寿命周期费用。装备类型不同，费用分析的目的不同，导致装备费用分解结构也有所不同。图6-7 所示是一种典型的装甲车辆费用分解结构示例。

3）费用估算方法

费用估算的基本方法有类比估算法、参数估算法和工程估算法等，有时也可采用专家判断估算法。

（1）类比估算法。

类比估算法的基本原理是通过比较分析估算装备寿命周期费用。首先要选取或构建一个基准比较系统，然后从技术、使用与保障等方面比较估算装备与基准比较系统，分析两者的异同点及其对费用的影响，给出待估装备相对基准比较系统的费用修正值，再计算出待估装备的费用估算值。类比法多在装备研制的早期如论证阶段和方案设计阶段早期使用，此种方法可迅速地得出各方案的费用估算结果。

图6-7　一种典型的装甲车辆费用分解结构示例

（2）参数估算法。

参数估算法的基本原理是通过回归分析建立数学模型来估算装备寿命周期费用。首先根据多个同类装备的历史费用数据，选取对费用敏感的若干个主要物理与性能特性参数（如重量、体积、射程、探测距离、MTBF 等），然后运用回归分析法建立费用与这些参数的数学关系式，最后将待估装备的参数值输入模型就可以得出待估装备的费用估算值。

（3）工程估算法。

工程估算法的基本原理是通过建立费用分解结构自下而上累加来估算装备寿命周期费用。每一费用单元都用工程的方法来计算，具有较高的准确性，是目前采用较多的方法，但该方法需要设计工程的具体数据，因此工程估算法一般用于方案阶段后期，工程研制、生产、使用阶段。

费用估算方法的选取可依据费用分析的目的以及所需决策的问题、所需费用值的要求精确度、装备研制阶段的进展及可用数据的详细程度等。一般情况下，寿命周期费用估算不能完全只依靠一种估算方法，提倡分析人员同时采用几种不同的估算方法以暴露一些隐藏的因素，同时也可以提高估算结果的准确性。

通过寿命周期费用分析，可得出不同的设计方案和保障方案以及主要保障资源对费用的影响，为装备设计方案和保障方案权衡优化以及保障资源优化配置提供决策依据，还可以为列装后改进使用方案和维修方案提供决策依据。