某型船用雷达装备任务可靠度分析

彭茂林，孙吉宏，刘　波

(解放军91872部队，青岛 266012)



某型船用雷达装备任务可靠度分析

彭茂林，孙吉宏，刘波

(解放军91872部队，青岛 266012)

摘要：通过收集某型船用雷达使用阶段质量信息，采用排列图的方法对故障进行统计分析，得到了影响装备质量的主要故障现象，采用指数可靠性模型对雷达装备进行了任务可靠度计算，得到了典型任务剖面下雷达的任务可靠度。研究结果为该型雷达装备的维护提供了数据支持。

关键词：可靠度；任务；装备；雷达

0引言

质量是装备建设的核心，国防实力的保证。装备质量评估研究历来都是军内外许多专家学者研究的热点问题,海军工程大学的毛炳祥教授以海军装备系统为例，阐述了战备完好性分析、计算与评定的计算和仿真方法[1]；国防科技大学的陈尚志运用基于主成分价值函数模型的主成分分析法，构建了大型复杂武器装备质量综合评估模型[2]；上海交通大学的马莹基于贝叶斯矩拟合法对舰船开展了总体任务可靠度评估方法研究[3]；装甲兵工程学院的周成伟研究了证据理论在装备使用质量评价中的应用[4]；海军航空工程学院的岳付昌[5]从影响装备使用阶段质量的主要因素出发，建立了某型导弹武器系统使用阶段质量评估指标体系，利用BP神经网络理论建立了装备质量评估模型并进行了质量评估，等等。相关研究工作和成果还有很多，这些研究工作推动了武器装备质量评价工作逐渐走向准确、成熟和完善。

某型船用雷达主要用于搜索和探测空中和海面目标，识别目标属性，为指控设备实时提供雷达视频信息和目标航迹信息，并向武器系统提供目标指示。本文通过收集该型雷达装备的运行数据、故障数据等质量信息进行统计分析，开展可靠性分析，发现存在的质量上的不足，为后续的改进设计提供参考，不断提高装备的质量管理水平，提高装备管理或保障的效益。

1质量信息收集与统计分析

1.1质量信息收集

收集某型船用雷达质量信息，雷达样本量为36部，平均时间跨度为22个月，累计发生故障114次，表1为该型雷达故障统计表。从表中可以看出，该型雷达故障主要表现为：加不上高压；无回波故障；电源模块故障；纵、横摇锁不受控；跑频；有高压无磁流；显示器黑屏、花屏；天线不转等。

1.2基于排列图分析的典型质量问题统计分析

采用排列图分析的方法，发现影响雷达质量的主要故障现象及影响因素，为找到故障发生的深层次原因、为设备的维护和改进提供可靠的数据支持。雷达故障统计排列图如图1所示。

表1　某型船用雷达故障统计表

图1　搜索雷达故障统计排列图

从图1可以看出，雷达的前7个中故障现象占所有故障的近80%，其中加不上高压故障和无回波故障占故障总数的40%。因此，在雷达的维修保障以及设计改进时，应该针对这些主要故障现象方面加强分析研究。

2任务可靠度评估

2.1任务可靠度

任务可靠度是装备在规定的任务剖面中完成规定功能的能力的概率量度。对于指数分布的装备任务可靠度，其计算公式为[6]：

(1)

式中：t0为装备执行任务的时间;TBCF为装备的任务故障间的任务时间。

任务故障是指使产品不能完成规定任务或可能导致人或财产重大损失的故障或故障组合。在进行任务可靠性评估时，任务故障数在数值上等于有效失效故障数，即：

(2)

2.2任务剖面及系统失效定义

(1) 任务剖面

某型船的典型任务剖面描述如图2所示，其中某型雷达的任务时间在该船典型任务剖面中历时为2 h。

图2　某型船典型任务剖面示意图

(2) 系统失效定义

将收集的故障对系统设备的影响程度划分为3个等级，分别为装备功能丧失、性能指标下降和一般故障。其中，装备功能丧失故障会导致设备失效，也会进一步导致分系统失效，从而影响任务可靠性，这类故障在可靠性计算模型中1次故障计为1次任务故障；性能指标下降故障会导致系统功能不稳定，可能会影响任务成功也可能不会，在可靠性计算模型中要对这类故障进行折算处理，将1次故障影响为性能指标下降的故障折算为0.5次任务故障；同理，1次一般故障折算为0.33次任务故障。经统计，该型雷达的年平均任务故障次数为1.78次。

2.3任务可靠度计算

表2为某型船用雷达任务可靠度计算结果，其中雷达小时年平均工作时间从雷达装备的使用履历簿统计得到。最终计算得到该型雷达的任务可靠度为99.42%。

表2　某型船用雷达任务可靠度计算结果

3结束语

通过收集某型船用雷达使用阶段质量信息，采用排列图的方法对故障进行统计分析，得到了影响装备质量的主要故障现象，采用指数可靠性模型对雷达装备进行了任务可靠度计算，得到了典型任务剖面下雷达的任务可靠度。研究结果为该型雷达装备的使用保障以及改进设计提供了数据支持。

参考文献

[1]毛炳祥,白桦，程文鑫.系统战备完好性分析、计算与检测[M].北京：国防工业出版社，2012.

[2]陈尚志，魏国君，谭跃进.大型复杂武器装备质量综合评价及其支持系统设计[J].指挥控制与仿真，2006,28(6):67-71.

[3]马莹.船舶总体任务可靠度评估方法研究[D].上海：上海交通大学，2012．

[4]周成伟，陈春良.D-S理论在装备使用质量评价中的应用[J].四川兵工学报，2009,26(1):44-46.

[5]岳付昌，闫群章，徐廷学，赵明.BP神经网络在装备使用阶段质量评估中的应用[J].四川兵工学报，2010,31(11):56-59.

[6]Relex Software Co.&Intellect.可靠性实用指南[M].陈晓彤，赵廷弟，王云飞，等译.北京：北京航空航天大学出版社，2005.

Mission Reliability Analysis of A Certain Shipborne Radar Equipment

PENG Mao-lin,SUN Ji-hong,LIU Bo

(Unit 91872 of PLA,Qingdao 266012,China)

Abstract:By collecting the quality information of a certain shipborne radar in use stage,this paper performs the statistic analysis to fault by means of the Pareto chart method,obtains the main failure phenomenon impacting radar equipment quality,uses exponential reliability model to calculate the mission reliability of radar equipment,gains the mission reliability of radar under typical mission profile.The research results can provide data support for the maintenance of the radar equipment.

Key words:reliability;mission;equipment;radar

收稿日期:2015-11-30

基金项目：海军武器装备技术基础科研项目

中图分类号：TN956

文献标识码：A

文章编号：CN32-1413(2016)02-0038-03

DOI:10.16426/j.cnki.jcdzdk.2016.02.010