本發(fā)明涉及維修性設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素的重要性評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

在維修性設(shè)計(jì)過(guò)程中，如何將維修性的要求和指標(biāo)轉(zhuǎn)換成功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的約束是一個(gè)重要的問(wèn)題。傳統(tǒng)的產(chǎn)品維修性設(shè)計(jì)過(guò)程中，將維修性約束分為定量要求和定性要求。定量要求一般具有明確的指標(biāo)，包括平均修復(fù)時(shí)間、維修工時(shí)率、每日小修時(shí)間等，維修性定量指標(biāo)選取根據(jù)具體產(chǎn)品不同而有所差別。為了令定量指標(biāo)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生約束，要將上一層次產(chǎn)品的時(shí)間指標(biāo)分配到下一層，一層一層重復(fù)，直到lru(外場(chǎng)可更換單元)。定性要求一般根據(jù)國(guó)軍標(biāo)分為八個(gè)方面：可達(dá)性、人機(jī)工程、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化與互換性、防差錯(cuò)、維修安全性、診斷檢測(cè)和可修復(fù)性，為了令定性要求對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生約束，需要將要求轉(zhuǎn)換為細(xì)致的維修性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，以指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。工程實(shí)踐證明，維修性定性定量要求的約束從一定程度上提高了產(chǎn)品的維修性，但是由于維修性設(shè)計(jì)過(guò)程滯后、維修性要求難以轉(zhuǎn)換成設(shè)計(jì)人員容易理解的設(shè)計(jì)約束等原因，產(chǎn)品維修性設(shè)計(jì)過(guò)程依然比較薄弱，獲得的維修性成果還不夠令人滿意。

復(fù)雜大型產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、復(fù)雜，工作環(huán)境多變，這使得基層ⅰ級(jí)和基層ⅱ級(jí)承擔(dān)了很多故障的修理任務(wù)。在基層ⅰ級(jí)和基層ⅱ級(jí)有限的維修條件下，要排除大部分故障需要產(chǎn)品具有相當(dāng)?shù)木S修性。本發(fā)明的面向復(fù)雜大型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程，以維修性工程和系統(tǒng)工程并行工程理論為指導(dǎo)，以維修性設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)集成和綜合為目標(biāo)，重在建立復(fù)雜產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)特征與維修性要求的定性約束與定量約束之間的量化關(guān)系，提出功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素重要性評(píng)估方法，量化評(píng)估維修性定性與定量設(shè)計(jì)要素對(duì)功能機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要程度，作為重要的客觀依據(jù)指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員開(kāi)展產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作，為產(chǎn)品功能性能與維修性一體化設(shè)計(jì)提供有效的與可操作的方法，從而提高產(chǎn)品的維修性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為：本發(fā)明提供一種產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素的重要性評(píng)估方法，解決產(chǎn)品在早期設(shè)計(jì)階段，功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)不緊密，缺乏有效的工具與技術(shù)手段使維修性設(shè)計(jì)要求對(duì)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致性能設(shè)計(jì)與質(zhì)量設(shè)計(jì)脫節(jié)的問(wèn)題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素的重要性評(píng)估方法，該方法包括如下步驟：

步驟(1)、產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)輸入；

步驟(2)、產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素重要性評(píng)估；

步驟(3)、產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性定性設(shè)計(jì)要素重要性評(píng)估；

步驟(4)、產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素重要性評(píng)估。

其中，步驟(2)中產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素重要性評(píng)估是利用功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素重要度評(píng)估方法，度量產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度，對(duì)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行重要度排序，具體包括：

1)度量單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度；

2)計(jì)算單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定量總體設(shè)計(jì)要素的重要度。

其中，步驟(3)中產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性定性設(shè)計(jì)要素重要性評(píng)估是利用功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素重要度評(píng)估方法，度量產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定性設(shè)計(jì)要素的重要度，對(duì)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行重要度排序，具體包括：

1)度量單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定性設(shè)計(jì)要素的重要度；

2)計(jì)算單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性總體設(shè)計(jì)要素的重要度。

其中，步驟(4)中產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素重要性評(píng)估是利用產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素評(píng)估方法，度量產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素的重要度，對(duì)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行重要度排序，系統(tǒng)級(jí)考慮的維修性評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括一次可達(dá)率，一次可達(dá)度，一次可檢測(cè)率，重量舒適率，系統(tǒng)免調(diào)率和系統(tǒng)平均管路折度。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明創(chuàng)造性地提出了量化方法，評(píng)估產(chǎn)品維修性對(duì)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響的重要程度，解決了將維修性的要求和指標(biāo)轉(zhuǎn)換成功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)約束的技術(shù)難點(diǎn)，豐富了維修性與功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一體化的方法和技術(shù)手段；

(2)本發(fā)明為設(shè)計(jì)人員提供客觀有效的量化數(shù)據(jù)依據(jù)，為功能性能與維修性一體化設(shè)計(jì)提供可操作的方法，提高了產(chǎn)品的維修性。

附圖說(shuō)明

圖1為緊固件之螺栓螺母；

圖2為緊固件之快卸鎖；

圖3為緊固件之十字螺釘；

圖4為緊固件之塑料卡箍；

圖5為管路連接件之雙通管路接頭；

圖6為管路連接件之三通管路接頭；

圖7為小型觸碰式按壓鎖固定口蓋；

圖8不脫落性螺栓螺母；

圖9為四種折度的管路設(shè)計(jì)；

圖10為大于90°的彎折；

圖11為小于90°的彎折；

圖12為車輛潤(rùn)滑系組成；

圖13為機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修拆卸時(shí)間的重要度柱形圖(樣本多)；

圖14為機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修拆卸時(shí)間的重要度柱形圖(樣本少)；

圖15為機(jī)油箱單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度柱形圖；

圖16為機(jī)油箱單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)可達(dá)性的重要度柱形圖(樣本多)；

圖17為機(jī)油箱單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)可達(dá)性的重要度柱形圖(樣本少)；

圖18為機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性總體設(shè)計(jì)要素的重要度柱形圖；

圖19為本發(fā)明原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素的重要性評(píng)估方法，該方法包括如下步驟：

步驟(1)、產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)輸入；

步驟(2)、產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素重要性評(píng)估；

步驟(3)、產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性定性設(shè)計(jì)要素重要性評(píng)估；

步驟(4)、產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素重要性評(píng)估。

其中，步驟(1)具體包括以下步驟：

分析產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)關(guān)系，輸入產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性關(guān)聯(lián)矩陣。輸入數(shù)據(jù)主要包括產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)矩陣、產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定性設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)矩陣以及產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)聯(lián)矩陣，為后續(xù)的重要性評(píng)估方法提供數(shù)據(jù)來(lái)源。具體為：

為評(píng)估復(fù)雜產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素的重要性，首先需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析，了解掌握產(chǎn)品的功能以及結(jié)構(gòu)組成。將產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素分為屬性、接口和環(huán)境約束三大類，將維修性設(shè)計(jì)要素分為單元級(jí)的定性與定量要素以及系統(tǒng)級(jí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。根據(jù)掌握的產(chǎn)品信息填寫“產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)矩陣”、“產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定性設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)矩陣”和“產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)聯(lián)矩陣”，分別如表1、表2和表3所示，為后續(xù)的重要性評(píng)估提供數(shù)據(jù)來(lái)源。

表1產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)矩陣

表2產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定性設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)矩陣

表3產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)聯(lián)矩陣

表格中，每一個(gè)元素表示功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與其所對(duì)應(yīng)的維修性設(shè)計(jì)要素的相關(guān)性程度，該數(shù)值采用九級(jí)標(biāo)度法進(jìn)行定量描述，具體如下表4所示。

表4.九級(jí)標(biāo)度定義

因此，表格中某一元素?cái)?shù)值越大，表示該功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)對(duì)應(yīng)的維修性設(shè)計(jì)要素的影響程度也越大。

其中，步驟(2)具體包括以下步驟：

利用功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素重要度評(píng)估方法，度量產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度，對(duì)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行重要度排序。具體包括：

1)度量單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度；

2)計(jì)算單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定量總體設(shè)計(jì)要素的重要度。具體的，

1.單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度評(píng)估

基于產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素的關(guān)聯(lián)矩陣，為了數(shù)據(jù)的合理利用和結(jié)果正確評(píng)估，這項(xiàng)工作需要一定數(shù)量的數(shù)據(jù)收集，即需要一定數(shù)量的樣本量。但是由于各方面條件的限制，所獲取的樣本量可能較多，也可能較少。以下，對(duì)樣本收集情況進(jìn)行分類重要度評(píng)估。

1.1樣本量收集較多

當(dāng)收集的產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)矩陣樣本份數(shù)大于或等于功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素的數(shù)量，認(rèn)為樣本收集較多。

具體評(píng)估步驟如下：

1)若有m個(gè)矩陣樣本，評(píng)估各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)某一維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度。首先從各樣本中整理得到影響程度數(shù)據(jù)如表5所示，n為功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素的數(shù)量(在本方法中，n＝14)，pi為第i個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素，wi為單個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的第i個(gè)樣本數(shù)據(jù)。

表5n個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與單個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)

構(gòu)造樣本矩陣如下所示：

2)計(jì)算樣本矩陣每一列矩陣元素的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差：

令：

得樣本矩陣的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣：

3)計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣如下：

4)利用相關(guān)系數(shù)矩陣即可求得其特征值和每一個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的特征向量：

解|r-λi|＝0，得所有特征值λ1,λ2,......,λm，再解rbj＝λjbj，得λj對(duì)應(yīng)的特征向量，將特征向量單位化即

5)求出zi＝(zi1,zi2,......,zim)^t的m個(gè)主成分分量：

得決策矩陣：

6)令l＝(l1,l2,......,ln)，li為第i個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。

7)確定主成分模型為：

構(gòu)造綜合得分模型：

其中αi為第i個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性設(shè)計(jì)要素的重要度，其計(jì)算公式為：

對(duì)αi進(jìn)行歸一化，最終求得第i個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性設(shè)計(jì)要素的重要度為ivi。

1.2樣本量收集較少

當(dāng)收集樣本數(shù)量較少時(shí)，即n<m時(shí)，采用以下模型計(jì)算單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性設(shè)計(jì)要素的重要度。

具體評(píng)估步驟如下：

1)計(jì)算第i個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定量設(shè)計(jì)要素的關(guān)聯(lián)性樣本均值si。

2)評(píng)估第i個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度ivi。

2.單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定量總體設(shè)計(jì)要素的重要度評(píng)估

通過(guò)單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度評(píng)估，可以得到如下表6所示的各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)各個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度，即表中某一元素αij表示第i各功能結(jié)構(gòu)特征對(duì)第j個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度(ivij)。

表6.功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與維修性定量設(shè)計(jì)要素重要度矩陣

由單個(gè)功能特征設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度評(píng)估得到的重要度矩陣：

基于該重要度矩陣，可以評(píng)估單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間的重要度。

根據(jù)待評(píng)估產(chǎn)品的特點(diǎn)，將各個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定量總體設(shè)計(jì)要素的重要度評(píng)估分類為有相似產(chǎn)品維修時(shí)間數(shù)據(jù)與無(wú)相似產(chǎn)品維修時(shí)間兩種模型，以此開(kāi)展評(píng)估工作。

2.1基于相似產(chǎn)品維修時(shí)間數(shù)據(jù)的評(píng)估

在評(píng)估單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間的重要度時(shí)，對(duì)于已經(jīng)具有相關(guān)的維修時(shí)間數(shù)據(jù)，可以直接采用各維修性定量設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間的貢獻(xiàn)度，即各維修性定量設(shè)計(jì)要素的具體消耗時(shí)間與總維修時(shí)間比值來(lái)代表維修性定量設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間的重要度。具體計(jì)算如下：

假設(shè)已有維修時(shí)間數(shù)據(jù)或者相似產(chǎn)品維修時(shí)間數(shù)據(jù)如下表7所示。

表7.相似產(chǎn)品維修性定量設(shè)計(jì)要素?cái)?shù)據(jù)

1)計(jì)算各維修性定量設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間的貢獻(xiàn)度作為重要度ri：

2)構(gòu)建維修性定量因素對(duì)維修時(shí)間的重要度向量為：

r＝(r1,r2,r3,r4,r5,r6)(18)

3)因此，單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間重要度向量β為：

其中，βi表示第i個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間的重要度。

2.2基于無(wú)相似產(chǎn)品維修時(shí)間數(shù)據(jù)的評(píng)估

在評(píng)估單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間的重要度時(shí)，對(duì)于既沒(méi)有維修時(shí)間數(shù)據(jù)，也沒(méi)有相似產(chǎn)品數(shù)據(jù)的情況下，需要先對(duì)該產(chǎn)品單元的維修操作進(jìn)行維修時(shí)間預(yù)計(jì)。

為了便于對(duì)維修時(shí)間這一定量設(shè)計(jì)要素的分析，將維修時(shí)間按照維修過(guò)程的不同階段劃分為準(zhǔn)備工作時(shí)間、故障隔離時(shí)間、維修拆卸時(shí)間、設(shè)備修理替換時(shí)間、設(shè)備安裝調(diào)校時(shí)間以及設(shè)備檢驗(yàn)時(shí)間六部分，并假設(shè)維修準(zhǔn)備、診斷隔離、拆卸、修理替換、安裝調(diào)校和檢驗(yàn)六個(gè)階段是依次進(jìn)行的，并且在時(shí)間上沒(méi)有重疊，因此在進(jìn)行維修時(shí)間預(yù)計(jì)時(shí)，可以分別預(yù)計(jì)各階段的時(shí)間，再將各時(shí)間進(jìn)行累加即可得總時(shí)間。

為了預(yù)計(jì)每一個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素所消耗的時(shí)間，以及功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行調(diào)整后的時(shí)間變化，需要使各個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素具有“數(shù)量”的特征，即對(duì)各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行定量化描述，也即需要一個(gè)指標(biāo)量表示功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素的大小多少，具體如下表8所示。

表8功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素及其衡量指標(biāo)

要預(yù)計(jì)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素在不同維修階段消耗的時(shí)間，就需要知道功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素的“數(shù)量大小”，以及單位的該功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素所消耗的時(shí)間。前者由當(dāng)前設(shè)計(jì)方案輸入，后者通過(guò)大量維修性試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)整理得到。以下，將對(duì)各個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素消耗維修時(shí)間的預(yù)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明。

對(duì)于不同數(shù)量衡量指標(biāo)的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素的維修時(shí)間進(jìn)行預(yù)計(jì)，需要定義自變量衡量指標(biāo)為x＝[x1,x2,…,xn],此處n表示衡量指標(biāo)個(gè)數(shù)。因此，通過(guò)參考維修性試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或者經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到衡量指標(biāo)x與第j個(gè)維修時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系fj(x),j＝1,2,...,6,則衡量指標(biāo)和維修總時(shí)間的函數(shù)映射為：

其中，對(duì)于緊固接口和操作接口，此處給出經(jīng)驗(yàn)維修數(shù)據(jù)以供參考，數(shù)據(jù)如表9和表10所示。

表9典型緊固接口維修時(shí)間

表10典型操作接口維修時(shí)間

若在大量維修數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，將以上功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與維修時(shí)間的函數(shù)關(guān)系確定下來(lái)，就可以作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)用以估計(jì)單元各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素在各維修階段時(shí)中所占用的時(shí)間，如下表11所示為預(yù)計(jì)的時(shí)間結(jié)果。

表11功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)應(yīng)維修時(shí)間預(yù)計(jì)表

其中，時(shí)間tij為通過(guò)第i個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與第j段維修時(shí)間的函數(shù)關(guān)系預(yù)計(jì)得到的基本時(shí)間?；谥匾染仃嘺，功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間的重要度可以由以下模型獲得：

1)計(jì)算各維修性定量設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間的貢獻(xiàn)度作為重要度rj，其中t為總維修時(shí)間：

2)構(gòu)建維修性定量因素對(duì)總維修時(shí)間的重要度向量為：

r＝(r1,r2,r3,r4,r5,r6)(22)

3)因此，單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間重要度向量β為：

其中，βi表示第i個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間的重要度。

其中，步驟(3)具體包括以下步驟：

利用功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素重要度評(píng)估方法，度量產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定性設(shè)計(jì)要素的重要度，對(duì)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行重要度排序。具體包括：

1)度量單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定性設(shè)計(jì)要素的重要度；

2)計(jì)算單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性總體設(shè)計(jì)要素的重要度。具體的，

1.單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定性設(shè)計(jì)要素的重要度評(píng)估

與單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度評(píng)估方法相似，功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度評(píng)估方法也分為樣本量手機(jī)較多與樣本收集較少，評(píng)估模型與流程參考步驟(2)的“單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度評(píng)估”(見(jiàn)步驟(2)第1)步)。

2.單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性總體設(shè)計(jì)要素的重要度評(píng)估

根據(jù)對(duì)單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要程度評(píng)估，獲得單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與維修性定性設(shè)計(jì)要素的重要度矩陣，如下表12所示。該矩陣中元素αij表示第i個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)第j個(gè)維修性定性設(shè)計(jì)要素的重要度。基于該重要度矩陣，評(píng)估單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)整體維修性定性設(shè)計(jì)要素的重要度。

表12功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征—維修性定性因素重要度矩陣

基于單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與維修性設(shè)計(jì)要素的重要度矩陣，評(píng)估單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性總體設(shè)計(jì)要素的重要度的模型如下所示：

其中，βi表示第i各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性總體設(shè)計(jì)要素的重要度，rj表示第j個(gè)維修性定性因素對(duì)維修性定性總體設(shè)計(jì)要素的重要度。由于在進(jìn)行維修性設(shè)計(jì)時(shí)，不太考慮到定性因素之間的重要度區(qū)別，因此，在無(wú)特別要求的情況下，可以取rj＝0.125。

其中，步驟(4)具體包括以下步驟：

利用產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素評(píng)估方法，度量產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素的重要度，對(duì)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行重要度排序。系統(tǒng)級(jí)考慮的維修性評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括一次可達(dá)率，一次可達(dá)度，一次可檢測(cè)率，重量舒適率，系統(tǒng)免調(diào)率和系統(tǒng)平均管路折度。

對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的組成單元布局以及管路管線配置等對(duì)維修性影響比較大，同時(shí)，在復(fù)雜系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前期，系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征也是比較容易進(jìn)行調(diào)整的。因此，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)特征和單元設(shè)計(jì)特征進(jìn)行動(dòng)態(tài)的維修性評(píng)估，可以很好地了解目前系統(tǒng)設(shè)計(jì)成果的維修性狀況，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的修改并解決，這樣可以很好地為后期的維修性工作減輕負(fù)擔(dān)，設(shè)計(jì)方案修改的阻力也會(huì)相對(duì)減少很多。

本發(fā)明在產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素進(jìn)行評(píng)估時(shí)，主要從一次可達(dá)率，一次可達(dá)度，一次可檢測(cè)率，重量舒適率，系統(tǒng)免調(diào)率和系統(tǒng)平均管路折度這六個(gè)方面考慮綜合的維修性設(shè)計(jì)要素，用以對(duì)系統(tǒng)級(jí)別的設(shè)計(jì)進(jìn)行維修性層面的評(píng)價(jià)。具體評(píng)估模型如下所示：

1)一次可達(dá)率

一次可達(dá)率是指不需經(jīng)過(guò)拆卸其他系統(tǒng)或單元(不包括正常設(shè)置的口蓋或者柜門等)就可以接近并進(jìn)行維修操作的單元數(shù)占系統(tǒng)總單元數(shù)的比值。例如電氣系統(tǒng)蓄電池都安裝在電池柜中，只需要打開(kāi)電池柜門即可拆卸蓄電池，因此蓄電池滿足一次可達(dá)的條件，而附著在復(fù)雜系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)上，需要隨發(fā)動(dòng)機(jī)整體吊裝出來(lái)，才可以進(jìn)行維修的單元不符合一次可達(dá)的條件。我們用ra表示一次可達(dá)率，其計(jì)算方法為：

ra＝na/n(25)

其中，n為系統(tǒng)總單元數(shù)，na為系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)一次可達(dá)的單元數(shù)。

一次可達(dá)率指標(biāo)從一定程度上可以衡量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，各單元可達(dá)性的好壞。一次可達(dá)率高，則說(shuō)明系統(tǒng)中大部分單元都可以在不用拆卸其他設(shè)備單元的情況下即可進(jìn)行維修操作，因而維修時(shí)間減少，整個(gè)系統(tǒng)的平均修復(fù)時(shí)間也相應(yīng)減少。

2)一次可達(dá)度

雖然一次可達(dá)率可以用來(lái)衡量系統(tǒng)中各單元可達(dá)性的好壞，但是并不是所有的單元都有一次可達(dá)的要求，一次可達(dá)率也不是越高越好，因?yàn)橐粋€(gè)系統(tǒng)的一次可達(dá)率的提高必然會(huì)帶來(lái)另一個(gè)系統(tǒng)的一次可達(dá)率降低。我們知道，故障率是影響維修操作頻率的最主要因素，故障率越高，意味著故障發(fā)生次數(shù)多，因而需要頻繁進(jìn)行維修操作，這樣的話如果這些單元可達(dá)性不好，必然會(huì)使得裝備的維修時(shí)間和維修費(fèi)用大大增加。為了將故障率對(duì)維修頻率的影響納入衡量指標(biāo)中考慮，我們提出了一次可達(dá)度的概念。

一次可達(dá)度指的是系統(tǒng)中滿足一次可達(dá)條件的單元故障率占系統(tǒng)總故障率的比值與一次可達(dá)率的乘積的1/2次冪。很明顯，一次可達(dá)度越高，說(shuō)明一次可達(dá)設(shè)計(jì)覆蓋的故障率越多，系統(tǒng)可達(dá)性也越好。但是一次可達(dá)度也不是越高越好，與一次可達(dá)率一樣，一個(gè)系統(tǒng)的一次可達(dá)度的提高必然導(dǎo)致另一個(gè)系統(tǒng)的一次可達(dá)度的降低。因此在進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)可達(dá)性設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要根據(jù)各系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行衡量決策。一般地，可以根據(jù)現(xiàn)有采集的信息和各系統(tǒng)特點(diǎn)，對(duì)各系統(tǒng)的一次可達(dá)度水平進(jìn)行限定，以指導(dǎo)并約束產(chǎn)品設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。

用qa表示一次可達(dá)度，其計(jì)算方法為：

其中，n為系統(tǒng)總單元數(shù)，na為系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)一次可達(dá)的單元數(shù)，λi為單元的故障率數(shù)據(jù)。

相比于一次可達(dá)率，一次可達(dá)度是一個(gè)同時(shí)考慮符合一次可達(dá)要求的單元數(shù)與故障率的綜合指標(biāo)。在有足夠的故障率數(shù)據(jù)的情況下，一次可達(dá)度相比一次可達(dá)率可以更好的反映系統(tǒng)的可達(dá)性設(shè)計(jì)。

3)一次可檢測(cè)率

一次可檢測(cè)率是指系統(tǒng)中不需要經(jīng)過(guò)拆卸其他系統(tǒng)或單元(不包括正常設(shè)置的口蓋或者柜門等)就可以進(jìn)行診斷檢測(cè)操作的單元數(shù)占系統(tǒng)總單元數(shù)的比率。在這里，符合一次可檢測(cè)條件的單元包括已設(shè)計(jì)有bit功能的單元和僅需要外部測(cè)試診斷設(shè)備就能進(jìn)行測(cè)試診斷的單元。用rt表示一次可檢測(cè)率，其計(jì)算方法為：

rt＝nt/n(27)

其中，n為系統(tǒng)總單元數(shù)，nt為系統(tǒng)中滿足一次可檢測(cè)條件的單元數(shù)。

一次可檢測(cè)率從一定程度上可以衡量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，各單元測(cè)試診斷設(shè)計(jì)的好壞。一次可檢測(cè)率越高，則說(shuō)明系統(tǒng)中各單元的診斷檢測(cè)越容易進(jìn)行。事實(shí)上，在診斷檢測(cè)中，如果沒(méi)有bit，則接近待診斷部位的過(guò)程要消耗一部分時(shí)間，同時(shí)在測(cè)試完畢后恢復(fù)系統(tǒng)的過(guò)程又要消耗一部分時(shí)間，使得一旦發(fā)生故障，進(jìn)行故障定位就要花去很多的時(shí)間。因此提高系統(tǒng)一次可檢測(cè)率可以大大縮短系統(tǒng)的平均修復(fù)時(shí)間。

4)重量舒適率

對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于大部分時(shí)間都在野外，一旦發(fā)生故障，一般都是直接在外場(chǎng)由乘員級(jí)或者外場(chǎng)維修小組進(jìn)行維修工作。由于條件與設(shè)備有限，不可能與內(nèi)場(chǎng)維修一樣可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行吊裝，因而這對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)中系統(tǒng)和單元重量提出了要求。根據(jù)人素工程的要求，一般單人進(jìn)行維修操作時(shí)，要搬運(yùn)的單元不應(yīng)超過(guò)16αg，過(guò)于超重的單元在維修時(shí)間、操作舒適性與維修安全等方面都有一定的影響。因此，用重量舒適率來(lái)衡量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中單元功能分解的好壞。這里涉及到維修性設(shè)計(jì)中模塊化、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)與人素工程的要求。

重量舒適率指系統(tǒng)中重量不超過(guò)16αg的單元數(shù)占系統(tǒng)中總單元數(shù)的比率，用rw來(lái)表示，具體計(jì)算為：

rw＝nw/n(28)

其中，n為系統(tǒng)總單元數(shù)，nw為系統(tǒng)中滿足重量小于16αg的單元數(shù)。

重量舒適率從一定程度上可以用來(lái)衡量系統(tǒng)的人素工程與維修安全設(shè)計(jì)如何。重量舒適率越高相應(yīng)地也會(huì)減少一定的維修時(shí)間與維修操作中事故發(fā)生概率。

5)系統(tǒng)免調(diào)率

調(diào)試是維修工作的最后部分，一般的電子設(shè)備在維修后以及某些機(jī)械結(jié)構(gòu)在裝配后都需要進(jìn)行調(diào)試工作。調(diào)試不僅需要時(shí)間成本，有的時(shí)候還需要用到一些工具，這為維修工作帶來(lái)了負(fù)擔(dān)。與一次可檢測(cè)率類似地，可以用系統(tǒng)中維修后不需要調(diào)試工作的單元數(shù)占系統(tǒng)總單元數(shù)之比來(lái)衡量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)好壞，稱為系統(tǒng)免調(diào)率，用rd表示。與一次可檢測(cè)率不同，各個(gè)系統(tǒng)的系統(tǒng)免調(diào)率越高越好，最終達(dá)到1的時(shí)候，說(shuō)明系統(tǒng)中所有單元都可以免去手動(dòng)調(diào)試的工作，大大減少了系統(tǒng)的平均修復(fù)時(shí)間。rd的計(jì)算方法為：

rd＝nd/n(29)

其中，n為系統(tǒng)總單元數(shù)，nd為系統(tǒng)中在維修后不需要手動(dòng)進(jìn)行調(diào)試的單元數(shù)。

6)系統(tǒng)平均管路折度

管路管線設(shè)計(jì)與布局是復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分，管路管線配置合理，易于維護(hù)檢測(cè)可以大大提高復(fù)雜系統(tǒng)的測(cè)試性和維修性水平。傳統(tǒng)的管路管線設(shè)計(jì)配置一般是等到所有系統(tǒng)和單元設(shè)計(jì)完畢之后進(jìn)行，但是對(duì)于管路管線來(lái)說(shuō)，接口的設(shè)計(jì)位置與朝向以及系統(tǒng)和單元的布局對(duì)管路管線配置的影響很大。在所有設(shè)計(jì)都完成才開(kāi)始連接管路管線的的方式不可取的，主要會(huì)帶來(lái)以下幾個(gè)問(wèn)題：

(1)管路管線連接被阻擋，需要繞行很遠(yuǎn)，導(dǎo)致管路管線長(zhǎng)度增大；

(2)有的接口之間方向不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致管路管線連接后存在過(guò)多折彎，影響管路管線壽命；

(3)有些特殊的管路管線對(duì)長(zhǎng)度和安裝位置有特殊的要求，但是在裝配的最后階段很難滿足，導(dǎo)致故障率增大；

(4)沒(méi)有區(qū)別對(duì)待不同的管路管線，一味捆扎可能會(huì)引發(fā)電磁兼容性問(wèn)題以及由管路管線溫度引發(fā)的安全問(wèn)題。

管路管線的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)一直以來(lái)都被人們所忽視，但是由管路管線設(shè)計(jì)不合理引發(fā)的各類故障問(wèn)題又層出不窮。為了對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)中管路管線設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)驗(yàn)證，本發(fā)明提出了折度的概念，以對(duì)管路管線設(shè)計(jì)進(jìn)行衡量。

我們知道，管路管線因材質(zhì)不同其物理性質(zhì)而有所不同，但是所有管路管線都存在一個(gè)最小曲率半徑，即把管路管線彎折所能達(dá)到的最小但是又不損傷管路管線本身的折彎半徑。事實(shí)上，我們總是希望管路管線在連接的時(shí)候可以直線前進(jìn)而不需要折彎。以油管為例，如果彎折過(guò)多，必然會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)壓力損失以及雜質(zhì)在彎折處沉積的問(wèn)題，而為了抵消這一影響，必然需要更多的能耗和更大功率的壓力設(shè)備，同時(shí)，管道因折彎而導(dǎo)致的機(jī)械性能下降的問(wèn)題也是不容忽視的。為了評(píng)價(jià)系統(tǒng)中管路的折彎情況，我們定義管路管線彎曲90°為一個(gè)折度，可知管路管線折度越大，可以認(rèn)為其設(shè)計(jì)越不好。如圖9中①、②、③、④分別表示從0個(gè)折度到4個(gè)折度的管路設(shè)計(jì)。

對(duì)于折度的計(jì)算，有一點(diǎn)需要注意：大于90°的彎折不算一個(gè)折度，如下圖10所示，小于90°的彎折算兩個(gè)折度，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中，一般不會(huì)允許彎折那么劇烈的設(shè)計(jì)，如下圖11所示。

有了折度的概念，我們就可以通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)中所有管路管線的折度和來(lái)衡量一個(gè)系統(tǒng)中管路管線設(shè)計(jì)的好壞。為了消除單元數(shù)量不同的影響，可以用系統(tǒng)平均管路折度，即系統(tǒng)中管路管線的折度和與計(jì)算在內(nèi)的管路管線數(shù)量的比值，來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)方案間的比較。系統(tǒng)平均管路折度的具體計(jì)算方法為：

其中，nb0為系統(tǒng)平均管路折度，n為系統(tǒng)中計(jì)算在內(nèi)的管路管線數(shù)量，nbi為第i根管路管線的折度。

為了具體說(shuō)明本發(fā)明的方法，以下針對(duì)車輛典型潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行案例分析。

步驟(1)、分析產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)關(guān)系，輸入產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與維修性關(guān)聯(lián)矩陣。輸入數(shù)據(jù)主要包括產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)矩陣、產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定性設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)矩陣以及產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)聯(lián)矩陣，為后續(xù)的重要性評(píng)估方法提供數(shù)據(jù)來(lái)源。

潤(rùn)滑系統(tǒng)屬于車輛動(dòng)力輔助系統(tǒng)的重要部分，其設(shè)計(jì)需要根據(jù)各種機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)和使用條件而定。潤(rùn)滑系統(tǒng)的功能是向作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件表面輸送定量的清潔潤(rùn)滑油，以實(shí)現(xiàn)液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機(jī)件的磨損。并對(duì)零件表面進(jìn)行清洗和冷卻。燃料進(jìn)入引擎燃燒后，將燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn)換成功來(lái)使引擎運(yùn)轉(zhuǎn)，然而并不是所有的功都用來(lái)驅(qū)動(dòng)引擎的運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)橐嬷袡C(jī)件間的摩擦?xí)囊娈a(chǎn)生的功，而將其轉(zhuǎn)換為熱能。為了降低磨擦來(lái)保護(hù)引擎，必須由潤(rùn)滑系統(tǒng)來(lái)潤(rùn)滑引擎。

潤(rùn)滑系通常由機(jī)油箱、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油熱交換器、機(jī)油預(yù)潤(rùn)泵和一些閥門等組成，如下圖12所示。

通過(guò)分析機(jī)油箱的功能結(jié)構(gòu)與維修性關(guān)聯(lián)關(guān)系，設(shè)計(jì)人員需要填寫如表1,表2和表3所示的功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)矩陣，并收集矩陣樣本，完成關(guān)聯(lián)關(guān)系的分析工作。

步驟(2)、利用功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素重要度評(píng)估方法，度量產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度，對(duì)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行重要度排序。具體包括：

1)度量單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度；

2)計(jì)算單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定量總體設(shè)計(jì)要素的重要度。

1.機(jī)油箱單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度評(píng)估

1.1樣本量收集較多

當(dāng)收集樣本量較多時(shí)，如表13所示“機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與維修拆卸時(shí)間的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)”。

表13機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與維修拆卸時(shí)間的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)(樣本多)

其中，w1-w14分別是回收的14份機(jī)油箱“產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)矩陣”中機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與維修拆卸時(shí)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

運(yùn)用樣本量收集較多的評(píng)估模型對(duì)重要度進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估結(jié)果如表14所示。

表14機(jī)油箱各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修拆卸時(shí)間的重要度(樣本多)

根據(jù)上表畫出機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修拆卸時(shí)間的重要度柱形圖(樣本多)，如圖13所示。

得到對(duì)于機(jī)油箱維修拆卸時(shí)間來(lái)說(shuō)，各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素重要度排序?yàn)椋壕o固接口>維修工具>空間約束>抓握接口>外部危險(xiǎn)特征>危險(xiǎn)源>重量>尺寸＝輸出接口＝空間物理環(huán)境>警示接口>操作接口＝輸入接口>維修頻率，其中緊固接口、維修工具、空間約束、抓握接口和外部危險(xiǎn)特征是在進(jìn)行機(jī)油箱設(shè)計(jì)時(shí)，需要著重考慮與權(quán)衡的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素。

1.2樣本量收集較少

當(dāng)收集的樣本量較少，如表15所示。

表15機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與維修拆卸時(shí)間的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)(樣本少)

其中，w1-w8分別是回收的8份機(jī)油箱“產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)矩陣”中機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與維修拆卸時(shí)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

根據(jù)表15，由于僅有8組定量關(guān)系數(shù)據(jù)，根據(jù)樣本量收集較少的評(píng)估模型，得到表16所示的機(jī)油箱各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修拆卸時(shí)間的重要度

表16機(jī)油箱各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修拆卸時(shí)間的重要度(樣本少)

根據(jù)上表畫出機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修拆卸時(shí)間的重要度柱形圖(樣本少)，如圖14所示。

得到對(duì)于機(jī)油箱維修拆卸時(shí)間來(lái)說(shuō)，各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素重要度排序?yàn)椋壕o固接口>維修工具>空間約束>抓握接口>外部危險(xiǎn)特征>危險(xiǎn)源>重量>尺寸＝輸出接口＝空間物理環(huán)境>警示接口>操作接口＝輸入接口>維修頻率，其中緊固接口、維修工具、空間約束、抓握接口和外部危險(xiǎn)特征是在進(jìn)行機(jī)油箱設(shè)計(jì)時(shí)，需要著重考慮與權(quán)衡的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素。

1.3評(píng)估結(jié)果分析

案例分別通過(guò)不同的計(jì)算方法評(píng)估了多樣本量和少樣本量?jī)煞N不同情況下機(jī)油箱各個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度，并根據(jù)重要度進(jìn)行排序。經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩種情況下所得到的結(jié)果幾乎相同，驗(yàn)證了方法模型的有效性。所有的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征中，緊固接口、維修工具、空間約束、抓握接口和外部危險(xiǎn)特征是在進(jìn)行機(jī)油箱設(shè)計(jì)時(shí)，需要設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)著重考慮與權(quán)衡的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素。

2.機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間的重要度評(píng)估

通過(guò)評(píng)估機(jī)油箱單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素因素對(duì)各個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度，可以得到機(jī)油箱單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度，數(shù)據(jù)如下表17所示。

表17機(jī)油箱單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度

在產(chǎn)品有相似產(chǎn)品數(shù)據(jù)時(shí)，推薦使用基于相似產(chǎn)品維修時(shí)間數(shù)據(jù)的評(píng)估方法，車輛機(jī)油箱各維修時(shí)間分解部分時(shí)間值如下表18所示。

表18機(jī)油箱相似產(chǎn)品維修性定量設(shè)計(jì)要素?cái)?shù)據(jù)

通過(guò)計(jì)算，各維修性定量設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間的貢獻(xiàn)度矩陣為：

r＝(0.16,0.08,0.2,0.28,0.2,0.08)

由此，得到各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間的重要度，如表19所示。

表19機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)總維修時(shí)間的重要度

根據(jù)上表可畫出機(jī)油箱單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度柱形圖，如圖15所示。

得到機(jī)油箱各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素根據(jù)對(duì)總維修時(shí)間重要度排序：維修工具>緊固接口＝空間約束>抓握接口>外部危險(xiǎn)特征>操作接口>危險(xiǎn)源>空間物理環(huán)境>輸出接口>尺寸>輸入接口>重量>維修頻率>警示接口，其中維修工具、緊固接口、空間約束、抓握接口以及外部危險(xiǎn)特征相對(duì)來(lái)說(shuō)，在機(jī)油箱維修性定量設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮。

根據(jù)機(jī)油箱相似產(chǎn)品維修數(shù)據(jù)進(jìn)行重要度評(píng)估，得到機(jī)油箱各個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)機(jī)油箱維修總時(shí)間的重要度，并根據(jù)重要度進(jìn)行排序。得到結(jié)論：維修工具、緊固接口、空間約束、抓握接口以及外部危險(xiǎn)特征相對(duì)來(lái)說(shuō)，在機(jī)油箱維修性定量設(shè)計(jì)中更加重要。

其中，步驟(3)具體包括以下步驟：

利用功能結(jié)構(gòu)與維修性定量設(shè)計(jì)要素重要度評(píng)估方法，度量產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定性設(shè)計(jì)要素的重要度，對(duì)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行重要度排序。具體包括：

1)度量單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定性設(shè)計(jì)要素的重要度；

2)計(jì)算單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性總體設(shè)計(jì)要素的重要度。

1.機(jī)油箱單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度評(píng)估

1.1樣本量收集較多

與評(píng)估機(jī)油箱單個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)單個(gè)維修性定量設(shè)計(jì)要素的重要度類似，在針對(duì)維修性定量設(shè)計(jì)要素開(kāi)展評(píng)估工作時(shí)，需要獲得機(jī)油箱“產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定性設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)矩陣”的數(shù)據(jù)樣本作為評(píng)估原始數(shù)據(jù)。表20所示為機(jī)油箱單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與可達(dá)性的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。

表.20機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與可達(dá)性的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)(樣本多)

其中，w1-w14分別是回收的14份機(jī)油箱“產(chǎn)品單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性定性設(shè)計(jì)要素關(guān)聯(lián)矩陣”中機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與可達(dá)性因素的關(guān)聯(lián)關(guān)系。由此，運(yùn)用樣本較多的模型評(píng)估重要度，結(jié)果如表21所示。

表21機(jī)油箱各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)可達(dá)性的重要度(樣本多)

根據(jù)上表畫出機(jī)油箱單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)可達(dá)性的重要度柱形圖(樣本多)，如圖16所示。

得到對(duì)于機(jī)油箱維修可達(dá)性來(lái)說(shuō)，各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素重要度排序?yàn)椋嚎臻g約束>操作接口>抓握接口>危險(xiǎn)源>維修工具>緊固接口>外部危險(xiǎn)特征>尺寸>輸入接口＝輸出接口>維修頻率>重量>空間物理環(huán)境>警示接口，其中空間約束、操作接口、抓握接口、危險(xiǎn)源和維修工具是在進(jìn)行機(jī)油箱可達(dá)性設(shè)計(jì)時(shí)，需要著重考慮與權(quán)衡的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素。

1.2樣本量收集較少

當(dāng)收集的樣本量較少時(shí)，如表22所示，采用針對(duì)樣本量少的評(píng)估方法，計(jì)算得到機(jī)油箱單元級(jí)各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)可達(dá)性的重要度如表23所示。

表22機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素與可達(dá)性的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)(樣本少)

表23機(jī)油箱各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)可達(dá)性的重要度(樣本少)

根據(jù)上表畫出機(jī)油箱單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)可達(dá)性的重要度柱形圖(樣本少)，如圖17所示。

得到對(duì)于機(jī)油箱維修可達(dá)性來(lái)說(shuō)，各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素重要度排序?yàn)椋嚎臻g約束>操作接口>尺寸>抓握接口＝維修工具＝空間物理環(huán)境>危險(xiǎn)源>緊固接口＝外部危險(xiǎn)特征>輸入接口＝輸出接口>重量＝警示接口>維修頻率，其中空間約束、操作接口、尺寸、抓握接口和維修工具是在進(jìn)行機(jī)油箱可達(dá)性設(shè)計(jì)時(shí)，需要著重考慮與權(quán)衡的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素。

1.3評(píng)估結(jié)果分析

分別通過(guò)不同的計(jì)算方法評(píng)估了多樣本和少樣本兩種不同情況下，機(jī)油箱各個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修可達(dá)性的重要度，并根據(jù)重要度進(jìn)行排序。經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩種情況下所得到的結(jié)果基本相同，驗(yàn)證了方法和模型的有效性。在所有的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征中，空間約束、操作接口、抓握接口、維修工具和緊固接口相對(duì)來(lái)說(shuō)，在機(jī)油箱維修性定性參數(shù)設(shè)計(jì)中更加重要。同時(shí)，分析兩種不同計(jì)算方法所得到的結(jié)果的差異，可能的原因是對(duì)于多樣本方法來(lái)說(shuō)，相當(dāng)數(shù)量的樣本數(shù)據(jù)收集是非常重要的。實(shí)際計(jì)算中，多樣本方法將剝離樣本之間重復(fù)的部分，其所利用到的樣本信息可能是普通少樣本方法所不具有的。因此，多樣本方法分析所得結(jié)果比少樣本方法所得結(jié)果更有可信性。

2.機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性總體設(shè)計(jì)要素的重要度評(píng)估

通過(guò)評(píng)估機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素因素對(duì)維修性各定性設(shè)計(jì)要素重要度，可以得到機(jī)油箱單元級(jí)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性設(shè)計(jì)要素的重要度數(shù)據(jù)，如下表25所示。

表25機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性設(shè)計(jì)要素的重要度

各維修性定性設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性總體設(shè)計(jì)要素的貢獻(xiàn)度矩陣為：

r＝(0.125,0.125,0.125,0.125,0.125,0.125,0.125,0.125,)

根據(jù)上述方法，可計(jì)算得到機(jī)油箱各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性總體設(shè)計(jì)要素的重要度，如下表26所示。

表26機(jī)油箱各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性總體設(shè)計(jì)要素的重要度

根據(jù)上表畫出機(jī)油箱功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性總體設(shè)計(jì)要素的重要度柱形圖，如圖18所示。

得到機(jī)油箱各功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素根據(jù)對(duì)維修性定性整體重要度大小排序：輸入接口>輸出接口>操作接口>維修工具>抓握接口>危險(xiǎn)源>空間約束>警示接口>尺寸>緊固接口＝維修頻率>外部危險(xiǎn)特征>重量>空間物理環(huán)境，其中輸入接口、輸出接口、操作接口、維修工具和抓握接口相對(duì)來(lái)說(shuō)，在機(jī)油箱維修性設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮。

基于機(jī)油箱八個(gè)維修性定性設(shè)計(jì)要素貢獻(xiàn)度相同情況下，進(jìn)行了重要度評(píng)估，得到機(jī)油箱各個(gè)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素對(duì)維修性定性總體設(shè)計(jì)要素的重要度，并根據(jù)重要度進(jìn)行排序。得到結(jié)論：輸入接口、輸出接口、操作接口、維修工具和抓握接口相對(duì)來(lái)說(shuō)，在機(jī)油箱維修性設(shè)計(jì)中更加重要。

步驟(4)、利用產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素評(píng)估方法，度量產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素的重要度，對(duì)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行重要度排序。系統(tǒng)級(jí)考慮的維修性評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括一次可達(dá)率，一次可達(dá)度，一次可檢測(cè)率，重量舒適率，系統(tǒng)免調(diào)率和系統(tǒng)平均管路折度。

3.機(jī)油箱系統(tǒng)級(jí)功能結(jié)構(gòu)與維修性設(shè)計(jì)要素的重要度評(píng)估

此部分的評(píng)估工作需要具體的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，且評(píng)估模型簡(jiǎn)便易操作。因此，不再一一贅述，具體方法與評(píng)估方法參考步驟(4)。