某型火箭炮插拔机构战场损伤分析技术＊

2012-03-27刘建军朱元景

舰船电子工程 2012年7期

刘建军朱元景

（陆军军官学院合肥 230031）

1 引言

插拔机构是某型火箭炮火控系统和火箭弹之间的电气连接部件，担负着数据传输、火箭弹飞行参数装定等任务，其可靠性直接影响火箭炮作战任务完成［5］。某型火箭炮新近列装部队，装备保障部门收集掌握插拔机构的损伤信息有限，因此利用战场损伤分析技术对插拔机构可能的损伤模式和事件进行研究，获取插拔机构战场损伤可能数据，为插拔机构战场损伤评估奠定基础。

2 插拔机构战场损伤分析过程

战场损伤分析是预测装备在战场上发生的可能损伤模式和事件的分析技术，是为战场抢修特别是战场损伤评估BDA（Battlefield damage assessment）作充分的预先准备工作，即在“平时”的状况下，分析预测装备在战场环境下可能发生的损伤，获取装备的损伤模式、损伤原因、损伤影响及损伤处理等保障信息［2～3］。通过装备战场损伤分析，确定装备中各个基本功能项目的损伤模式、状态及其影响，而后针对每一基本功能项目的各种战场损伤模式，按其危害程度和战场环境条件选择适当有效的修复措施。利用战场损伤分析技术对装备进行战场损伤分析，是获取装备损伤信息（如损伤模式、损伤原因、损伤影响、修复方法、资源等）的重要手段。

战场损伤分析研究的内容主要包括：基本功能项目分析BFIA（Basic Function Item Analysis），损伤模式及影响分析DMEA（Damage Mode and Effect Analysis），损伤树分析DTA（Damage Tree Analysis），损伤定位分析DLA（Damage Location Analysis）等［3］。插拔机构战场损伤分析过程由BFIA确定了DMEA的分析对象；经DMEA分析确定基本功能项目BFI的损伤模式、损伤原因、修复方法及上一级影响、最终影响；以最终影响为顶事件、以产生这个影响的所有基本功能项目为底事件，研究其间的损伤组合及传递关系并形成损伤树；以损伤树为理论根据，结合专家所提供的领域知识作为判断根据，从顶事件开始逐级地向下进行判断，直至找出最终的底事件，这个过程就是损伤定位分析过程［1］。图1为插拔机构战场损伤分析流程图。

图1 插拔机构战场损伤分析流程图

3 插拔机构基本功能项目分析

基本功能项目是指那些受到损伤将导致对作战任务、安全产生直接致使性影响的项目。插拔机构基本功能项目分析就是区分并确定插拔机构基本功能项目，进行层次分析，绘制基本功能项目树，确定最低约定层次的过程。

确定基本功能项目，实际上就是确定哪些项目需要做进一步分析，找出BDAR决策的对象即基本功能项目，基本功能项目是战场抢修及评估的对象，也是战场损伤分析的对象。在装备战场抢修研究中，DMEA是分析研究战场上装备的抢修问题的有效工具，DMEA并不需要对装备的所有功能、所有部件进行，而只需要对作战任务和安全有直接影响的基本功能项目进行。确定基本功能项目之前，首先应根据插拔机构的作战任务要求，利用系统功能分析的结果，确定系统完成作战任务所需实现的基本功能。

确定插拔机构基本功能项目时应遵循以下原则：

1）基本功能项目的损伤是直接导致任务不能完成而不是某种程度的减弱（例如降低发射速度或毁伤效果较差），或只对自身或较低产品层次功能发生破坏的项目；

2）基本功能项目是指完成作战任务必不可少的项目，各种备用项目、冗余系统均不属于此列；

3）基本功能项目不仅包括零部件还应包括其部分位置，如管路、电路的连接部分。

依据上述原则，确定插拔机构基本功能项目并对插拔机构各个基本功能项目进行详细的划分，在进行插拔机构BFI分析基础上建立基本功能项目结构树（图2）。

图2 插拔机构基本功能项目结构图

4 插拔机构损伤模式及影响分析

DMEA是分析确定由于战斗损伤造成的损伤形式和程度的过程或技术，为战场损伤评估及抢修提供依据。在建立插拔机构基本功能项目结构树的基础上，即可针对各个基本功能项目进行DMEA。对于每个基本功能部件，确定由各种威胁机理引起的损伤模式及其对武器系统基本功能的影响（即最终影响），除此之外还包括某一任务阶段下项目的所有功能、每一功能的所有损伤模式、每一模式的所有损伤原因、每一模式所造成的各级损伤影响（包括项目损伤后对本身的影响即局部影响、对上级项目的影响即高一层影响、对装备系统的影响即最终影响）、严酷度等内容。DMEA应包括所有重要的分系统及其部件，应确定可能遇到的损伤种类及每个部件可能产生的主要和次要影响。确定DMEA后所得的DMEA表格中的信息都可以支持损伤分析，图3为插拔机构损伤模式及影响分析简化表，从中可以看出基本功能项目受到损伤后对装备完成基本任务功能的影响。

图3 插拔机构损伤模式及影响分析简化表

5 插拔机构损伤树分析

DTA是以损伤树为工具，用来描述装备系统的特定损伤模式与它的各个子系统损伤模式之间的关联与因果逻辑关系的倒立树状逻辑图，分析装备系统发生损伤的各种途径的过程。其目的是寻找到指定时间发生的原因事件或原因事件组合，即识别导致顶事件发生的所有损伤模式。在已经完成BFIA和DMEA的前提下，建立损伤树时以DMEA表中的某个最终影响为顶事件，而后关键的工作是要逐层详细分析可能引起此损伤的各个原因，直到判断出底事件即造成损伤的根本原因。图4为简化的插拔机构故障的损伤树示意图。

图4 插拔机构损伤树

其中插拔机构故障为顶事件（即分析的起始事件，指战场损伤对插拔机构造成的最终影响），圆圈内的为底事件（即造成装备战场损伤的根本原），其余方框内的为中间事件，线条中间的盾牌形图形为逻辑异或门符号（表示输入事件中任何一个发生都可引起输出事件发生，但输入事件不能同时发生）。

6 插拔机构损伤定位分析

损伤树分析仅能获得各损伤事件之间的组合传递情况或上下级损伤事件间的因果关系，不能判定引起某个顶事件或中间事件的底事件的信息，即仅仅根据损伤树不能判断导致某个损伤事件的根本原因。战场损伤评估的第一步就是要进行准确的损伤定位，必须提供进行损伤定位的有关信息。为此，在插拔机构损伤树的基础上进行损伤定位分析。

损伤定位就是通过检查、检测、判断等手段确定引起损伤事件的损伤原因。战场损伤定位分析是针对损伤事件，自上而下进行检查分析、查找与判断损伤原因的过程。损伤定位流程图分析指在战场损伤评估过程中，在损伤模式影响分析和损伤树分析的基础上，采用流程框图的形式，对战场上的损伤事件进行损伤定位分析的方法，是进行战场损伤分析的主要手段。建立插拔机构损伤定位流程图时应遵照以下原则：

1）对应损伤树原则：进行损伤定位分析时，每一流程图对应一棵损伤树，同一定位流程图上不能出现不同损伤树上的事件。

2）唯一通路原则：由顶事件到每个底事件都应当有唯一的通路。若有多个通路到达同一底事件，就表明损伤树分析或流程定位分析过程中出现了逻辑错误。

3）判断次序先后原则：对同一事件的子事件进行分析判断时，先后顺序的选择应符合快速、准确的原则。一般来说，先进行容易判断的、损伤概率大的、对装备影响大的损伤事件，后进行判断复杂、不易确定、损伤概率小、对装备影响小的损伤事件。

根据以上建立损伤定位流程图原则及DMEA表中的信息，可以绘制损伤报告事件为“插拔机构故障”的定位流程图（图5）。根据图中提供的信息进行判断，最后可以确定引起顶事件的底事件。