装备维修保障信息演化机制研究

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装备维修保障信息演化机制是指装备及其维修保障要素在以论证阶段为起始，经由方案阶段、研制阶段、生产阶段，过渡到使用阶段，直至退役阶段的全寿命过程中，维修保障信息所呈现出的动态变化过程以及相应的特点与规律。探索装备维修保障信息演化机制，是推动维修保障信息综合分析与应用工作深入开展的基础性工作，有助于使数量庞大、类型繁多、关系错综复杂的维修保障信息实现有序化和条理化，促进装备研制工作的协同化水平进-步提高。

1 装备全寿命过程维修保障信息目前在维修工程研究领域通倡装备的全寿命过程划分为装备论证、装备方案、装备研制、装备生产、装备使用、装备退役共6个阶段，每个阶段都会产生关于装备维修保障的不同信息，如图1所示。这6个寿命阶段是装备全寿命过程的原则性划分方法，在装备的实际研制和使用过程中，这些阶段又可进-步细化为若干子阶段，如方案阶段还可进-步划分为初步方案阶段和详细方案阶段。

装备维修保障信息演化机制着眼于装备全寿命过程，重点研究维修保障信息在不同寿命阶段的规律与特点，以及在不同寿命阶段之间的转化过程。

· 装备使用需求信息· 装备使用与维修保障要求信息· 初始维修保障规划信息的保障性分信息· 正式制定的维修保障计划信息· 维修保障资源确定、设计与研制信息备论证阶段l f·装备功能信息修保障信息l I。维修保障要求分配息--广-- l·初始保障性分析信息 I 装备方案阶维修保障信 - - - 童装备研制阶维修保障信±装备生产阶维修保障信。 。 。。 。。。 。- 。H - 童装备使用阶维修保障信信息 f f ＆-日· 使用巾的装备保障性分I l析信息 I [l二 ：：· 维修保障能力评估及改I善信息 l· 维修保障资源的生产、订购信息· 完善与优化的维修保障计划信息· 装备的试验与评价信息 · 保障系统能力评估信息· 保障资源要求调整信息· 后续供应、修改或固化信息 图1 装备全寿命过程中的维修保障信息2 装备全寿命过程维修保障信息演化特点装备维修保障信息贯穿于装备全寿命过程，装备及其维修保障要素在由-个抽象的概念演化为具体的实物过程之中，维修保障信息也在经历着-个类似有机体的生长演化过程。

2.1 维修保障信息由宏观层面向微观层面演化装备论证阶段向方案阶段、研制阶段等阶段的演化过程，也是装备宏观抽象的指标向微观具体的收稿日期：2012-11-05基金项目：装备维修技术预研基金资助项目(9140A27040411JB34)作者简介：王广彦(1976-)，男，河北邢台人 ，军械工程学院讲师，博士，主要研究方向为装备维修工程。

· 74 ·2013年第3期 王广彦，等：装备维修保障信息演化机制研究指标分解的过程，可从如下3个角度来解读维修保障信息由宏观层面向微观层面演化，如图2所示。

图2 维修保障信息由宏观层面向微观层面演化解读示意图a.从维修保障信息的维数和分析难度角度来看，在信息演化过程中-个指标被分解为多个指标，维修保障信息的维数实现增长，从而在信息维数方面导致问题复杂化；但信息维数的复杂化，却带来了信息分析难度的降低，使宏观难以具体度量的信息转化为微观易于测度的信息，总体上讲，信息分析难度降低所产生的效益要大于信息维数增加所带来的负面影响。

b.从演化方法角度来看，装备全寿命过程信息演化也是信息分解的过程，主要采用质量功能布置(QFD) J、工作结构分解(WBS) 等通用性方法，以及信息机理分析等解析类方法实现宏观信息向微观信息的分解。

C.从维修保障信息分解结果来看，存在同构信息分解和异构信息分解两类分解方式。所谓同构分解，指的是上游阶段信息与下游阶段信息在描述问题性质方面具有-致性，只是在描述问题的范围方面有所差异，如装备级的可靠性信息与分系统级的可靠性信息就属于同构分解；所谓异构分解，指的是上游阶段信息与下游阶段信息在描述问题性质方面具有差异性，但上游阶段信息与下游阶段信息依然具有指导与被指导的关系，如装备级的平均维修时间信息与分系统级的故障率信息就属于异构分解。

2.2 维修保障信息由概念域向实物域演化装备全寿命过程的各个阶段既体现了装备的基本研制流程，也体现了装备由模糊概念向具体实物的渐变性演化过程∩从如下 3个方面解读维修保障信息由概念域向实物域演化这-特点，如图3所示。

/ 美 蓁 盘∥ ∥鬻 美 玺篷/7 蓬 卷/ td：阶段/7案阶段/7剐阶段/Z产阶段/Z1阶段 役阶段厂 ]～～， L-/- 爻物侍 度 H固信 蠹 性 - - ◇ a.从装备及其维修保障要素的可视化程度角度来看，维修保障信息从最初依附于较为模糊的概念，而后依附于较为清晰的方案、计划，乃至详细的设计图纸，-直到最后依附于具体的、可实际操作的装备及相应的维修保障要素，其可视化程度逐渐提高。

b.从维修保障信息的不确定性角度来看，维修保障信息由针对概念域转变为针对实物域，其所蕴含的不确定性逐渐减少。与此相对应，针对实物域维修保障信息开展相关决策工作，不确定性较低，决策难度较校c.从维修保障信息的可调整性角度来看 ，维修保障信息由依附于概念转变为依附于实物，其取值范围将会逐渐减小，导致决策空间压缩，可调整性逐渐降低，难以在更宽的范围内进行系统优化，这也是装备及其维修保障要素进人到后期寿命阶段，难以进行根本性变革的主要原因。

2.3 维修保障信息由理想化向现实化演化以装备列装部队的时刻作为时间分界点，可将装备维修保障信息划分为设计信息和运行信息。

设计信息是指在装备的研制过程中，为实现预定的装备及其维修保障要素设计方案，而产生的-系列相关信息。这些信息主要由装备研制人员确定，用以实现装备的使用功能和维修功能，主要体现为方案、图纸、模型等形式，并且主要在试验撤境下验证，此时的装备及其维修保障要素水平处于理想化状态。而运行信息是指装备在实际使用过程中，装备及其维修保障要素实际呈现出来的运行状况。

由于装备实际运用状况非常复杂，加之装备及其维修保障要素在研制生产过程中会出现-定的不可控因素，会使装备实际运行状况与其设计目标之间存在-定的差异，导致设计信息与运行信息的不-致。维修保障信息由理想化向现实化演化的解读原理图如图4所示。最大程度减小运行信息与设计信息之间的差异是装备研制过程中努力追求的- 个目标，目前在装备设计领域出现的仿真、试验. 75 。

2013年第42卷 机械设计与制造工程等技术有助于减小设计信息与运行信息之间的差距 。

釜蠡蘧 孟耋 箍 篷篓 L- 投计信息 -I I-运行信息-f图4 维修保障信息由理想化向现实化演化解读示意图3 装备全寿命过程维修保障信息演化机制本文重点从演化动力、演化控制、演化接口等方面研究装备维修保障信息的演化机制，如图5所示。在演化动力作用下形成维修保障信息流，推动装备研制进程；在演化接口衔接下，各阶段维修保障信息实现相互贯通；在演化控制的监控下，及时甄别维修保障信息演化失控情况，可使维修保障信息流回归理想的演化路线。

阶段1 阶匏 。 阶段3图5 维修保障信息演化机制示意图带3.1 维修保障信息演化动力本文认为维修保障信息的演化动力源于降低上游阶段信息不确定性的装备研制需求。-般而言，上游阶段提出的往往是-些较为宏观抽象的信息，受此影响，装备及其维修保障要素的后续研制有可能面对若干种不同的方案，导致信息的不确定性较大，相关决策工作的决策空间也比较大；而最终需要实现的装备及其维修保障要素却只能体现为几种少量的具体形式。这样在多种研制方案与少量实现形式之间产生了矛盾，这种矛盾成为推动维修保障信息演化的主要动力。图5中信息流线的密实程度描述了信息的不确定性，信息流线越密实表明信息的不确定性越校主要有以下3种原因导致上游阶段维修保障信息出现不确定性：a.可供参考的装备及其维修保障要素实现方案较少。若缺乏类似装备的研制经验，需要在为数众多的备选方案中进行探索分析，势必加大维修保障信息的不确定性。

· 76·b.装备及其维修保障要素在实现过程中存在不可控因素。常见的不可控因素包括货币实际购买能力的浮动、零部件采购计划的变更、维修保障模式的变革等。

c.围绕装备及其维修保障要素研制工作涉及到的专业领域较多。不同专业人员在各 自领域内开展相关的工作，极有可能对同-要素提出不同的要求，导致装备研制过程中冲突的产生，使装备研制目标难以实现。

3.2 维修保障信息演化控制维修保障信息潜在的不确定性会导致部分信息演化失败，即下游阶段演化出无法满足上游阶段要求的信息。维修保障信息演化失败主要体现为信息演化误差超出预定范围。按照各寿命阶段工作的展开次序定义寿命阶段次序 i(i1，2，)，i值越小，表明该寿命阶段越处于装备全寿命过程前端；定义维修保障信息传递距离D(j，i)，i，j分别表示两个不同寿命阶段次序，并且i< ；定义维修保障信息的理论演化值为，(D(j，i))，其表示当由次序为 i的寿命阶段演化到次序为 的寿命阶段时某信息的理想值；定义维修保障信息的实际演化值为， (D(j，i))，其表示当由次序为 i的寿命阶段演化到次序为 的寿命阶段时某信息的实际值。根据上述定义，可得到维修保障信息的演化误差为：E(D(j， ))I， (D(j， ))-，(D(j， ))l(1)式(1)表示当由次序为 i的寿命阶段演化到次序为的寿命阶段时，某个维修保障信息理想值相对于实际值的偏离程度。

- 般而言，在装备全寿命过程中维修保障信息的传递误差有如下特点：a.E(D(j， ))>0，由于维修保障信息在全寿命演化过程中存在-定程度的不确定性，势必会导致 ， (D(j， ))≠，(D(j， ))。

b.针对次序为i的寿命阶段，当存在次序分别为 。和 的寿命阶段，并且J。> 时，则有E(D(j ，))>E(D(j2， ))。

c.维修保障信息的误差具有传递性，当由次序为i的寿命阶段经次序为( 1)的寿命阶段，演化到次序为(i2)的寿命阶段时，存在如下演化误差描述方式：E(D(i2， ))E(D(il， ))①E(D(i2，i1)) (2)式中0表示演化误差累计算子。

为了避免维修保障信息演化失败的产生，应采2013年第3期 王广彦，等：装备维修保障信息演化机制研究用-定的管理措施和技术措施对维修保障信息演化过程进行控制，以减小从初始寿命阶段到最终寿命阶段的信息演化累计误差。根据测量学的基本原理，当采用统-基准进行几何量测量时，可避免累计误差的产生；但为了降低装备及其维修保障要素研制工作的管理难度，又必须将装备全寿命过程划分为若干阶段，分阶段完成相关工作。兼顾统-测量基准和分阶段实施这两个基本原则，应采用并行工程方法实施信息演化过程控制。初始阶段是全寿命过程的核心，为了增强该阶段对后续各阶段的控制能力，减小信息演化累计误差，应采用各种技术(如系统仿真、虚拟样机等技术)将后续各阶段的主要工作内容纳入到该阶段，以便统-信息测量基准，将信息演化累计误差控制在-定范围内；然后将全寿命过程进行有效分解 ，划分为若干寿命阶段，按阶段实施各项工作，此时重点开展相邻寿命阶段的信息反镭制，由于此时只涉及两个阶段之间的控制协调问题，信息演化误差相对容易控制。

3.3 维修保障信息演化接 口维修保障信息由装备全寿命过程上游阶段演化到下游阶段，该过程并不是 自发完成的，需要采用各种信息演化接口以实现相邻阶段维修保障信息的顺利流通。信息演化接 口作用的实质就是实现信息的有效分解。根据装备保障性分析的基本内容，可将信息演化接 口划分为两类，即通用演化接口和专用演化接口。

质量功能布置(QFD)和工作结构分解(WBS)是最为典型的两种通用演化接口，它们体现了不完全相同的演化思路。QFD体现了-种双向工作模式，即同时分析相邻两个寿命阶段的信息内容，然后分析这两个寿命阶段信息之间的-致性程度，QFD比较适用于具有完整参考资料的维修保障信息演化分析工作；WBS体现了-种单向工作模式，即将当前寿命阶段作为分析起点，通过演绎的方法确定与之相关的下级元素，WBS比较适用于缺乏参考资料的维修保障信息演化分析工作。

专用演化接口又可以分为两类，即保障性分析接口和物理模型分析接口。典型的保障性分析接口包括：故障模式影响和危害性分析(FMECA)、维修级别分析(LORA)、以可靠性为中心的维修分析(RCMA)、使用和维修任务分析等。物理模型分析接口主要根据装备的故障发生机理、维修工作流程、功能结构关系等解析类方法，采用白箱模型”方式建立起上游阶段与下游阶段之间的信息演化关系，如可靠性分配技术、维修性分配技术、可用度分析技术等。

4 结束语装备全寿命过程维修保障信息演化机制是支撑维修保障信息综合分析与应用工作，以及装备研制工作顺利开展的重要理论基础，是实现维修保障信息有序化和条理化的前提。在维修保障信息演化机制研究的基础上，将进-步深入研究维修保障信息谱系的构建问题，以便理清各寿命阶段信息之间的接口关系、工作内容之间的衔接关系，以及专业领域之间的协同关系。