某型装备系统可靠性提升技术研究

时间：2024-04-25

欧盛泽

摘要：现代化战争对于武器装备带来更多挑战，而提升整套系统可靠性无疑是系统建设重中之重。本文主要针对影响某型装备系统可靠性的因素进行分析，并提出提升系统可靠性研究的技术途径。

关键词：装备系统；可靠性提升

1.引言

“可靠性”指的是产品的先天属性，是指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。而这一先天属性，是由设计者设计出来的、生产出来的、管理出来的。其中设计又是至关重要的环节。

装备系统在使用过程中受到使用环境因素影响其可靠性水平，从而影响装备系统可以达到的实际可靠性水平。主要有以下影响因素：

第一，天气气候对装备系统可靠性造成的影响，如使金属材料表层生锈，非金属材料老化，电子元器件失效。温度、气压、湿度以及大风、暴雨、雾霾、扬尘、暴雪、飞沙等各种天气对装备系统的可靠性均会造成不同程度的影响，可能导致装备材料变脆，同时也会对装备表面的部件以及没有密封的内部部件形成腐蚀，对于密封部件也会产生气压破坏，从而造成密封性下降，影响装备系统的可靠性。第二，太阳的辐射对装备系统可靠性造成的影响。装备在战备值班或者贮存条件不利的情况下，很容易受到剧烈光照的影响，导致装备材料产生橡胶开裂、油漆脱落、分解老化等现象。此外，太阳辐射还会造成敏感元件和光学部件性能的减弱，在作战的时候产生不良的影响。第三，电磁辐射对装备系统可靠性造成的影响。如果遇到雷击、闪电、高压线、放电等可以使装备系统遭遇电磁辐射，在其所处的环境内如果电磁场变化较大的时候，可以导致设备本身的金属元件发生磁化，导致电子设备的输出噪音变大，使其工作性能的稳定性受到影响或者直接丧失功能，不能工作。最后，生物条件对装备系统可靠性造成的影响。由于装备系统在贮存和运输的时候会遇到一些霉菌的侵蚀，蚊虫的附着以及动物的侵蚀，这些生物附着在装备的表下面，分泌物会造成装备材料强度的降低，导致活动部件的活动受阻，绝缘部件的电阻降低，同时金属部件遭到强烈的腐蚀。

通过以上分析，装备系统的可靠性水平与使用环境有很大关系，所以本项研究内容目的主要是研究使用环境条件下对装备系统金属件的腐蚀机理，非金属件、伺服机构漏油的老化机理，元器件的霉变失效机理。

2.可靠性提升设计技术

2.1.确定不同贮存状态装备系统的可靠性水平技术

装备系统在实际使用中存在值班、仓库贮存不同状态，而不同状态下对装备的寿命影响差异较大，如处于值班状态，装备系统直接放置于各种恶劣环境下，其寿命相较其它状态装备更短。

由于没有相关寿命的折算关系，为摸清不同状态下装备系统的可靠性水平，比对不同环境条件下材料及元器件的老化特性，并据此推算相关寿命的折算关系。在开展可靠性试验时，根据不同的贮存状态，确定影响可靠性的应力类型（如在研究密封件寿命时，需要考虑值班状态下湿度的影响），以及应力水平（如值班状态下，太阳辐照的影响需要考虑到贮存当量温度的计算过程中）。通过综合分析研究，确定不同贮存状态下装备系统的修理期限和可靠性水平，并给出一个科学合理、操作性强的规程，方便部队在装备系统贮存状态转换、送修时机确定和到寿退役时使用。

2.2.薄弱环节的准确确定技术

由于装备系统产品均属于复杂设备，包含着多种元器件和材料，其贮存失效的机理比较复杂，在开展整机可靠性试验时，如果应力水平设定不当，就会导致薄弱环节暴露不全或者改变失效机理，进而导致提出的修理技术措施不够全面和准确，不能保证装备系统的可靠性水平。

因此，须分析潜在的薄弱环节、失效形式和应力；然后进行摸底试验和部件级加速退化试验，在不破坏失效机理的前提下确定加速应力类型和上、下限，保证弹上设备加速老化试验的有效性和准确性；同时结合测试手段，进行薄弱环节定位。

2.3.贮存环境谱与加速退化试验谱之间的正确转换技术

装备担负战备值班时将经历复杂的环境历程，四季更迭、日升月落、风霜雨雪都会对装备系统贮存寿命造成影响，特别是橡胶密封材料等部位的力学性能参数退化与温、湿度有着密切关系。目前标准规定的加速退化试验方法，通常都是将高温贮存时间换算为常温贮存时间，即为材料的可靠性寿命。在提升可靠性研究过程中，通过对加速退化产品的技术的参数测试，拟合出贮存环境与退化试验谱之间的转换关系。

3.研究方法及途径

通過开展薄弱环节识别、可靠性仿真分析、可靠性设计改进和可靠性试验验证等研究，形成一套适用于装备系统的可靠性提升技术，有效提升现役固体装备系统的可靠性水平，进而提高现役装备的战备完好性和作战效能，研究思路如下：

a）统计分析装备系统的状态和历程，结合装备系统性能特征，确定可靠性目标和方案；

b）分析装备系统薄弱环节，确定可靠性研究过程中需要重点关注的研究内容；

c）基于可靠性研究理论，开展部件级可靠性试验，结合产品自然贮存信息和类似产品研究经验，评估各弹上设备工作可靠性；

d）建立可靠性评估模型，基于各分系统试验数据，结合部队的使用和靶试信息，进行全弹可靠性评估，给出装备系统的可靠性结论，确定不同状态下装备系统的可靠性设计改进，并进行可靠性试验验证，提升装备系统的可靠性水平。

4.结束语

通过对提升装备系统可靠性水平的研究，可以找出延长装备系统贮存寿命及提高装备系统战备完好性的方法，制定装备系统贮存可靠性的设计准则，应用于提升装备系统可靠性，是提高装备完好性、任务成功性和减少后勤保障费用，从而使装备系统能够长期保持良好性能和降低全寿命周期费用的重要因素和有效途径。■

参考文献

[1] 《防空导弹武器系统网络制导指令优选分析与建模》龙光正，商长安，史向峰 2010年.

[2] 《贝叶斯方法在某型防空导弹武器系统可靠性评估中的应用》李薇，林干 2009年.

[3] 《固体发动机密封技术的研究现状与发展》穆志韬，邢耀国 2004年.