專利名稱：軍用飛機可靠性定量要求論證方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種軍用飛機可靠性定量要求論證方法，屬于可靠性工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
軍用飛機論證是以科學技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展水平為依據(jù)，以現(xiàn)有軍用飛機的質(zhì)量、規(guī) 模為背景，以科學的理論及方法為手段進行的系統(tǒng)分析和設(shè)計過程。軍用飛機論證是軍用 飛機發(fā)展過程中的首要環(huán)節(jié)，是軍用飛機發(fā)展工作的基礎(chǔ)。實踐證明，凡論證充分的，項目 確定比較客觀，目標明確，所提要求和指標比較合理，研制出的軍用飛機成功率高、周期短； 反之，論證不充分的項目，或者軍用飛機遲遲研制不出來，或者研制出來后不能有效使用， 造成人力財力的極大浪費。因此，軍用飛機論證在軍用飛機發(fā)展中處于十分重要的地位。其 中，軍用飛機可靠性要求論證是軍用飛機論證的重要組成部分，而軍用飛機可靠性定量要 求論證又是軍用飛機可靠性要求論證中最重要的組成部分。軍用飛機可靠性要求論證，包括定量要求論證、定性要求論證、工作項目論證，定 量要求論證包括可靠性參數(shù)的選擇和定量指標的確定。軍用飛機的研制在一定程度上開展 了可靠性工作，論證中根據(jù)自己的需要和特點選用了可靠性參數(shù)，提出了各參數(shù)的指標值。 但是從總體來說還存在一定的缺陷，如參數(shù)不完整、所提參數(shù)的概念不明確、參數(shù)的可行性 不足等，另外論證技術(shù)、手段的缺乏也大大制約了可靠性工程在軍用飛機研制中的開展。由 于可靠性工程技術(shù)相對武器傳統(tǒng)工程技術(shù)發(fā)展較晚，再加上傳統(tǒng)觀念，即重視作戰(zhàn)性能，沒 有重視可靠性性能的存在，致使可靠性論證存在著不規(guī)范、不合理，論證手段科學性差的問 題。針對上述問題，本發(fā)明研究并提供了一種符合我國國情、操作性強的軍用飛機可靠性定 量要求論證方法。

發(fā)明內(nèi)容
(一)目的本發(fā)明的目的是提供一種軍用飛機可靠性定量要求論證方法，它是針對軍用飛機 的特點和可靠性論證的需求以及現(xiàn)有技術(shù)的不足，在總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，從論證的程序、參 數(shù)體系的形成、指標的確定、權(quán)衡優(yōu)化等方面進行研究，提供一種符合我國國情、操作性強 的軍用飛機可靠性定量要求論證方法，指導軍用飛機的可靠性定量要求論證工作，進而提 高軍用飛機的可靠性水平。( 二)技術(shù)方案本發(fā)明一種軍用飛機可靠性定量要求論證方法以軍用飛機的基本信息為前提，這 些基本信息包括立項背景及任務(wù)需求、軍用飛機基本情況、使用方案、初始保障方案和國內(nèi) 外相似軍用飛機可靠性水平信息。本發(fā)明一種軍用飛機可靠性定量要求論證方法，其步驟如下步驟1，確定軍用飛機可靠性頂層參數(shù)指標通過分析軍用飛機的基本信息及影 響軍用飛機可靠性水平的因素，將軍用飛機使用要求轉(zhuǎn)化成軍用飛機可靠性頂層參數(shù)的指標。該軍用飛機可靠性頂層參數(shù)是指軍用飛機訂購方根據(jù)使用需求提出的影響軍用飛機效能的可靠性參數(shù)，它包括有使用可用度、出動架次率和任務(wù)可靠度。使用可用度、出動架次 率和任務(wù)可靠度的指標確定依據(jù)軍用飛機使用要求及軍用飛機結(jié)構(gòu)特性可采用使用統(tǒng)計 法、作戰(zhàn)仿真法、相似產(chǎn)品類比法、專家打分法、可靠性系統(tǒng)仿真法中的一種或數(shù)種方法進 行確定。步驟2，對軍用飛機可靠性頂層參數(shù)進行分解采用數(shù)值分解法或仿真分解法，將 軍用飛機使用可用度進行分解得到軍用飛機的平均維修間隔時間(MTBM)、平均維修時間 (MMT)、平均保障延誤時間(MLDT)的指標，即為可靠性參數(shù)的目標值。步驟3，確定軍用飛機可靠性參數(shù)門限值根據(jù)步驟2得到的可靠性參數(shù)目標值， 采用杜安(Dimne)模型確定軍用飛機可靠性參數(shù)門限值。步驟4，軍用飛機可靠性使用指標轉(zhuǎn)換為合同指標步驟3得到的軍用飛機可靠性 參數(shù)指標是軍用飛機的可靠性使用指標。該步驟是通過模型轉(zhuǎn)換法將軍用飛機使用指標轉(zhuǎn) 換成軍用飛機可靠性合同指標。步驟5，軍用飛機可靠性參數(shù)指標的綜合權(quán)衡本發(fā)明采用層次分析法、方案優(yōu)序 法和質(zhì)量評價法對多個軍用飛機可靠性參數(shù)指標方案進行綜合權(quán)衡分析，從而確定最優(yōu)的 軍用飛機可靠性參數(shù)指標方案。步驟6，對軍用飛機可靠性參數(shù)指標的技術(shù)經(jīng)濟可行性進行分析(1)對軍用飛機 可靠性參數(shù)指標的技術(shù)可行性分析時首先應(yīng)掌握該軍用飛機所提的可靠性參數(shù)體系及其 指標值，然后采用工程經(jīng)驗或相似產(chǎn)品類比的方法展開分析。(2)對軍用飛機可靠性參數(shù)指 標的經(jīng)濟可行性分析時逐個分析可靠性參數(shù)指標對壽命周期費用的影響，以確定所提出的 可靠性參數(shù)指標是否在經(jīng)濟上可以承受。如果經(jīng)過步驟6分析后認為軍用飛機可靠性參數(shù) 指標在技術(shù)或經(jīng)濟上缺乏可行性，則需要重新進行步驟1到步驟6的操作，直到得到滿意的 結(jié)果。其中，所述的“基本信息”，是指本發(fā)明所述的方法是在下列基本信息基礎(chǔ)上進行 的，該基本信息包括有(1)立項背景及任務(wù)需求信息是用于描述軍用飛機的研制立項背景及任務(wù)信 息；(2)軍用飛機基本情況信息用于描述軍用飛機的基本組成和主要功能；(3)使用方案信息是根據(jù)軍用飛機研制的任務(wù)需求或者其假設(shè)的使用想定確定 使用方案，明確具體使用要求，并在此基礎(chǔ)上詳細擬定壽命剖面，并且對任務(wù)周期、環(huán)境應(yīng) 力和處于各種環(huán)境中的時間給出定量數(shù)值；(4)初始保障方案是用于描述軍用飛機基本的維修、保障方案；(5)國內(nèi)外相似軍用飛機可靠性水平信息是指開展深入的調(diào)研和分析工作，了 解并掌握國內(nèi)外同類型軍用飛機的詳細情況，經(jīng)論證分析后，選擇相似軍用飛機作為參考。其中，在步驟1中所述的使用可用度、出動架次率和任務(wù)可靠度是軍用飛機的可 靠性頂層參數(shù)。使用可用度是與能工作時間和不能工作時間有關(guān)的一種可用性參數(shù)，它的 一種度量方法為產(chǎn)品的能工作時間與能工作時間、不能工作時間的和之比。出動架次率是 指在規(guī)定的使用及維修保障方案下，每架飛機每天能夠出動的次數(shù)。任務(wù)可靠度是產(chǎn)品在 規(guī)定的任務(wù)剖面中完成規(guī)定功能的能力的量度。
其中，在步驟1中所述的使用可用度、出動架次率和任務(wù)可靠度的指標確定方法 是指使用統(tǒng)計法、作戰(zhàn)仿真法、相似產(chǎn)品類比法、專家打分法、可靠性系統(tǒng)仿真法中的一種 或數(shù)種。這些方法的具體情況如下a)使用統(tǒng)計法該方法是指采用使用統(tǒng)計計算式可靠性參數(shù)值。使用統(tǒng)計計算式 是通過總結(jié)分析軍用飛機實際使用情況和經(jīng)驗數(shù)據(jù)得出的可靠性參數(shù)的統(tǒng)計公式。b)作戰(zhàn)仿真法該 方法是指按照軍用飛機的典型任務(wù)剖面和具體使用要求，由軍 方負責該軍用飛機總體論證的人員，從軍用飛機系統(tǒng)效能或作戰(zhàn)效能的角度，給出能夠反 映該軍用飛機任務(wù)需求的、同可靠性相關(guān)參數(shù)要求相關(guān)的、定量化的綜合戰(zhàn)技指標或相應(yīng) 的作戰(zhàn)評估模型，根據(jù)對該軍用飛機的實際作戰(zhàn)要求或其綜合戰(zhàn)技指標要求，通過計算和 分析得到可靠性參數(shù)要求的初始值。c)相似產(chǎn)品類比法該方法是指通過對現(xiàn)役相似軍用飛機的信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計，分析 現(xiàn)役相似軍用飛機的相應(yīng)參數(shù)達到的水平，從而確定軍用飛機的可靠性參數(shù)指標。d)相似產(chǎn)品類比和德爾菲法相結(jié)合的方法該方法是指選用相似軍用飛機作為 相似產(chǎn)品，通過專家從影響可靠性參數(shù)指標的主要因素角度出發(fā)，對軍用飛機與相似軍用 飛機進行對比分析并給出相應(yīng)的分值，從而確定可靠性參數(shù)指標。f)可靠性系統(tǒng)仿真法該方法通過可靠性系統(tǒng)仿真模型計算，得出軍用飛機可靠 性參數(shù)指標。使用可用度、出動架次率和任務(wù)可靠度指標的確定采用的方法具體如下(1)軍用飛機使用可用度的確定可采用相似產(chǎn)品類比和德爾菲法相結(jié)合的方法或 作戰(zhàn)仿真法，各方法的具體實施情況如下a)采用相似產(chǎn)品類比和德爾菲法相結(jié)合的方法該相似產(chǎn)品類比和德爾菲法相 結(jié)合的方法是選用相似軍用飛機作為相似裝備，采用相似產(chǎn)品類比和德爾菲法相結(jié)合的方 法論證，其結(jié)果如下
,m ι m \ ^
Σ— k Σ A0 = Aos ^Lw1 + Σ^
Zf廠1 Σ
V ^=I ΛηV i=i J J其中，Ao為軍用飛機使用可用度；Aos為相似軍用飛機使用可用度；Wl為第1個影 響因素的權(quán)重％為第j個影響因素的權(quán)重；Iiil為第i個專家給軍用飛機第1個影響因素 打的分數(shù)；nu為第i個專家給軍用飛機第j個影響因素打的分數(shù)；Sil為第i個專家給相似 軍用飛機第1個影響因素打的分數(shù)；su為第i個專家給相似軍用飛機第j個影響因素打的 分數(shù)；k為影響軍用飛機使用可用度因素的個數(shù)；m為打分專家的位數(shù)。b)采用作戰(zhàn)仿真法該作戰(zhàn)仿真法是通過作戰(zhàn)對抗仿真，分析軍用飛機可靠性水 平對作戰(zhàn)的影響，得出滿足作戰(zhàn)需求的使用可用度。(2)軍用飛機出動架次率的確定可采用使用統(tǒng)計法或可靠性系統(tǒng)仿真法，各方法 的具體實施情況如下a)采用使用統(tǒng)計法該使用統(tǒng)計法是指采用使用統(tǒng)計計算式計算出動架次率，計 算式如下
權(quán)利要求
1.一種軍用飛機可靠性定量要求論證方法，該方法是以軍用飛機的基本信息為前提， 這些基本信息包括立項背景及任務(wù)需求、軍用飛機基本情況、使用方案、初始保障方案和國 內(nèi)外相似軍用飛機可靠性水平信息；其特征在于該方法的具體步驟如下步驟1，確定軍用飛機可靠性頂層參數(shù)指標通過分析軍用飛機的基本信息及影響軍 用飛機可靠性水平的因素，將軍用飛機使用要求轉(zhuǎn)化成軍用飛機可靠性頂層參數(shù)的指標； 該軍用飛機可靠性頂層參數(shù)是指軍用飛機訂購方根據(jù)使用需求提出的影響軍用飛機效能 的可靠性參數(shù)，它包括有使用可用度、出動架次率和任務(wù)可靠度；使用可用度、出動架次率 和任務(wù)可靠度的指標確定依據(jù)軍用飛機使用要求及軍用飛機結(jié)構(gòu)特性采用使用統(tǒng)計法或 作戰(zhàn)仿真法或相似產(chǎn)品類比法或?qū)＜掖蚍址ɑ蚩煽啃韵到y(tǒng)仿真法進行確定；步驟2，對軍用飛機可靠性頂層參數(shù)進行分解采用數(shù)值分解法或仿真分解法，將軍用 飛機使用可用度進行分解得到軍用飛機的平均維修間隔時間即MTBM、平均維修時間即MMT 和平均保障延誤時間即MLDT的指標，即為可靠性參數(shù)的目標值；步驟3，確定軍用飛機可靠性參數(shù)門限值根據(jù)步驟2得到的可靠性參數(shù)目標值，采用 杜安模型確定軍用飛機可靠性參數(shù)門限值；步驟4，軍用飛機可靠性使用指標轉(zhuǎn)換為合同指標步驟3得到的軍用飛機可靠性參數(shù) 指標是軍用飛機的可靠性使用指標；該步驟是通過模型轉(zhuǎn)換法將軍用飛機使用指標轉(zhuǎn)換成 軍用飛機可靠性合同指標；步驟5，軍用飛機可靠性參數(shù)指標的綜合權(quán)衡采用層次分析法、方案優(yōu)序法和質(zhì)量評 價法對軍用飛機可靠性參數(shù)指標方案進行綜合權(quán)衡分析，從而確定最優(yōu)的軍用飛機可靠性 參數(shù)指標方案；步驟6，對軍用飛機可靠性參數(shù)指標的技術(shù)經(jīng)濟可行性進行分析(1)對軍用飛機可靠 性參數(shù)指標的技術(shù)可行性分析時首先應(yīng)掌握該軍用飛機所提的可靠性參數(shù)體系及其指標 值，然后采用工程經(jīng)驗或相似產(chǎn)品類比的方法展開分析；(2)對軍用飛機可靠性參數(shù)指標 的經(jīng)濟可行性分析時逐個分析可靠性參數(shù)指標對壽命周期費用的影響，以確定所提出的可 靠性參數(shù)指標是否在經(jīng)濟上能夠承受；如果經(jīng)過步驟6分析后認為軍用飛機可靠性參數(shù)指 標在技術(shù)或經(jīng)濟上缺乏可行性，則需要重新進行步驟1到步驟6的操作，直到得到滿意的結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軍用飛機可靠性定量要求論證方法，其特征在于在步 驟1中所述的“基本信息”，是指下列基本信息基礎(chǔ)上進行的，該基本信息包括有(1)立項 背景及任務(wù)需求信息是用于描述軍用飛機的研制立項背景及使命任務(wù)信息；(2)軍用飛 機基本情況信息用于描述軍用飛機的基本組成和主要功能；(3)使用方案信息是根據(jù)軍 用飛機研制的任務(wù)需求或者其假設(shè)的使用想定確定使用方案，明確具體使用要求，并在此 基礎(chǔ)上詳細擬定壽命剖面，并且對任務(wù)周期、環(huán)境應(yīng)力和處于各種環(huán)境中的時間給出定量 數(shù)值；(4)初始保障方案是用于描述軍用飛機基本的維修、保障方案；(5)國內(nèi)外相似軍用 飛機可靠性水平信息是指開展深入的調(diào)研和分析工作，了解并掌握國內(nèi)外同類型軍用飛 機的詳細情況，經(jīng)論證分析后，選擇相似軍用飛機作為參考。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軍用飛機可靠性定量要求論證方法，其特征在于在步 驟1中所述的使用可用度、出動架次率和任務(wù)可靠度的指標確定方法，是指使用統(tǒng)計法、作 戰(zhàn)仿真法、相似產(chǎn)品類比法、專家打分法、可靠性系統(tǒng)仿真法中的一種或復數(shù)種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種軍用飛機可靠性定量要求論證方法，其特征在于該使 用可用度的確定采用的方法具體如下a)采用相似產(chǎn)品類比和德爾菲法相結(jié)合的方法該相似產(chǎn)品類比和德爾菲法相結(jié)合 的方法選用相似軍用飛機作為相似產(chǎn)品，采用相似產(chǎn)品類比和德爾菲法相結(jié)合的方法進行 指標確定工作，其結(jié)果如下
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種軍用飛機可靠性定量要求論證方法，其特征在于該出 動架次率的確定采用的方法具體如下a)采用使用統(tǒng)計法該使用統(tǒng)計法是指采用使用統(tǒng)計計算式計算出動架次率，計算式 如下
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種軍用飛機可靠性定量要求論證方法，其特征在于該任 務(wù)可靠度的確定采用的方法具體如下a)采用相似產(chǎn)品類比法該相似產(chǎn)品類比法通過對現(xiàn)役軍用飛機的信息數(shù)據(jù)統(tǒng)計，分 析現(xiàn)役軍用飛機的相應(yīng)參數(shù)達到的水平，從而確定軍用飛機任務(wù)可靠度指標；b)采用作戰(zhàn)仿真法該作戰(zhàn)仿真法通過作戰(zhàn)對抗仿真，分析軍用飛機可靠性水平對作 戰(zhàn)的影響，得出滿足作戰(zhàn)需求的軍用飛機任務(wù)可靠度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軍用飛機可靠性定量要求論證方法，其特征在于在步 驟2中所述的數(shù)值分解法和仿真分解法是用于將軍用飛機可靠性頂層參數(shù)指標使用可用 度進行分解得到軍用飛機的可靠性參數(shù)指標的目標值；這兩種方法的具體情況如下(1)數(shù)值分解法該數(shù)值分解法是通過軍用飛機使用可用度模型結(jié)合數(shù)值分析的方 法，確定軍用飛機的平均維修間隔時間即MTBM和平均維修時間即MMT ；軍用飛機的使用可用度模型定義如下
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軍用飛機可靠性定量要求論證方法，其特征在于在步 驟4中所述的模型轉(zhuǎn)換法是指采用統(tǒng)計經(jīng)驗法建立合同指標與使用指標之間的線性或非 線性關(guān)系，從而得到轉(zhuǎn)換模型；軍用飛機可靠性使用參數(shù)與合同參數(shù)轉(zhuǎn)換模型有四種平 均故障間隔時間即MTBF和平均故障間隔飛行小時即MFHBF間的轉(zhuǎn)換、任務(wù)可靠度即Rm和平 均致命故障間隔時間即MTBCF間的轉(zhuǎn)換、平均維修間隔時間即MTBM與平均故障間隔時間即 MTBF間的轉(zhuǎn)換、平均維修間隔時間即MTBM與平均故障間隔飛行小時即MFHBF之的轉(zhuǎn)換；這 四種模型的具體情況如下a)平均維修間隔時間與平均故障間隔飛行小時之間的轉(zhuǎn)換模型
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軍用飛機可靠性定量要求論證方法，其特征在于在步 驟5中所述的層次分析法、方案優(yōu)序法、質(zhì)量評價法，其具體情況如下(1)層次分析法該方法是一種定性評價與定量評價相結(jié)合的綜合評價方法。該方法 通過建立層次結(jié)構(gòu)、建立判斷矩陣、進行綜合權(quán)衡這三步實現(xiàn)對方案的權(quán)衡；建立層次結(jié)構(gòu) 時，根據(jù)所評價的對象，將所包含的因素分組，每一組作為一個層次；按照最高層，有關(guān)的中 間層和最低層的形式排列起來；建立的判斷矩陣是用于表示針對上一層次某元素，本層次 有關(guān)元素間相對重要性的狀況；進行綜合權(quán)衡時首先進行單層次排序即根據(jù)判斷矩陣計算 對于上一層某元素而言，本層次與之有聯(lián)系的元素重要性的權(quán)值，然后進行層次總排序即 利用同一層次中所有層次單排序的結(jié)果，計算針對上一層次而言本層次所有元素重要性的 權(quán)值；(2)方案優(yōu)序法該方法是將所有方案針對每個評價指標進行一次優(yōu)劣排序，再通過 對其優(yōu)序數(shù)的計算，進行綜合權(quán)衡；(3)質(zhì)量評價法該方法是通過分析每個方案對不同質(zhì)量特性的屬性值，然后計算各 方案的相對效應(yīng)值，繼而進行方案的優(yōu)劣權(quán)衡。
全文摘要
一種軍用飛機可靠性定量要求論證方法步驟如下1，確定軍用飛機可靠性頂層參數(shù)指標；2，對軍用飛機可靠性頂層參數(shù)指標進行分解；3，確定軍用飛機可靠性參數(shù)門限值；4，軍用飛機可靠性使用指標轉(zhuǎn)換為合同指標；5，軍用飛機可靠性參數(shù)指標的綜合權(quán)衡；6，對軍用飛機可靠性參數(shù)指標的技術(shù)經(jīng)濟可行性進行分析。本發(fā)明為軍用飛機可靠性參數(shù)確定提供了一種符合我國國情、操作性強的軍用飛機可靠性定量要求論證方法，指導了軍用飛機可靠性定量要求論證工作，提高了軍用飛機的可靠性水平，使論證過程規(guī)范程序，論證結(jié)果科學合理。
文檔編號G06F19/00GK102136034SQ20111006621
公開日2011年7月27日 申請日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者任建軍, 孫宇鋒, 常文兵, 操軍, 楊云, 王自力 申請人:北京航空航天大學