確定各種因素對飛機剎車系統(tǒng)平均修復(fù)時間影響力的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及飛機剎車系統(tǒng)的維修性領(lǐng)域，具體是一種確定各種因素對飛機剎車系 統(tǒng)平均修復(fù)時間影響力的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] GJB451A對平均修復(fù)時間的定義是："產(chǎn)品維修性的一種基本參數(shù)，它是一種設(shè)計 參數(shù)。其度量方法為：在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，產(chǎn)品在規(guī)定的維修級別上，修復(fù)性 維修總時間與該級別上被維修產(chǎn)品的故障總數(shù)之比。"飛機的級別有外場級、中繼級、基地 級三級，剎車系統(tǒng)產(chǎn)品的維修同樣也是這三級，外場級維修指機務(wù)人員能夠在使用現(xiàn)場完 成的維修工作；中繼級維修指民航修理廠能完成的維修工作，基地級維修一般是返承制廠 進行的翻修。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，產(chǎn)品的平均修復(fù)時間指外場級維修所需的時間。
[0004] 現(xiàn)有飛機剎車系統(tǒng)研制中對平均修復(fù)時間分配也叫維修性分配，其計算方法中決 定平均修復(fù)時間大小的因素有協(xié)議要求的平均修復(fù)時間、該項產(chǎn)品的故障率、各項產(chǎn)品的 平均故障率，故障率是產(chǎn)品的設(shè)計特性，和產(chǎn)品的維修時間沒有直接關(guān)系。研制協(xié)議中的維 修性分配指外場級維修，就是外場機務(wù)人員能夠完成的工作。
[0005] 國際上外場維修人員能夠完成的維修工作，其維修級別叫外場級維修、現(xiàn)場級維 修、在線維修。
[0006] 外場級維修性分配是將系統(tǒng)的平均修復(fù)時間分配到每一個產(chǎn)品，作為產(chǎn)品維修性 設(shè)計的輸入，同時作為使用中平均修復(fù)時間的控制要求。
[0007] 國內(nèi)外的飛機剎車系統(tǒng)設(shè)計有起飛線制動功能、著陸防滑剎車功能、地面轉(zhuǎn)彎差 剎車動功能、地面停機剎車功能、應(yīng)急剎車功能，任何一種功能不符合設(shè)計要求均為發(fā)生故 障。當(dāng)剎車系統(tǒng)中的任何一項功能出現(xiàn)故障時，均應(yīng)針對故障模式進行維修，外場級維修就 是機場地勤人員對故障產(chǎn)品進行的維修工作，在民用航空領(lǐng)域也叫在線維修，維修內(nèi)容是 對發(fā)生故障的外場可更換單元進行更換、調(diào)整合格的工作。
[0008] 由于民用飛機對延誤航班有控制要求，因此當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)故障時，對維修時間有控 制要求，在產(chǎn)品設(shè)計過程中，將外場級維修時間作為維修性指標(biāo)進行計算或者分配，維修性 設(shè)計指采用可達性、安裝和拆卸的難易程度設(shè)計產(chǎn)品的接口連接方式、安裝方式。維修性 分配指將經(jīng)過計算的維修性指標(biāo)分配到各個在線可更換單元，在線可更換單元國際上統(tǒng) 稱：Line replaceable unit,縮寫為：LRU，在線可更換單元的更換由機務(wù)處理。剎車系統(tǒng) 中的每一項產(chǎn)品均為LRU，經(jīng)計算后將剎車系統(tǒng)的維修性指標(biāo)分配給每一個產(chǎn)品。
[0009] 國際上現(xiàn)有外場級平均修復(fù)時間分配方法在各國的維修性標(biāo)準(zhǔn)中都有，且方法相 同，都是系統(tǒng)和系統(tǒng)中的產(chǎn)品的故障率作為計算方法的參數(shù)，用于將系統(tǒng)的維修性指標(biāo)分 配到產(chǎn)品中。但使用證明采用現(xiàn)有技術(shù)進行平均修復(fù)時間分配，帶來和實測數(shù)據(jù)不符的現(xiàn) 象，因此，有必要對現(xiàn)有技術(shù)進行改進。
[0010] 國外現(xiàn)狀
[0011] 國外的維修性要求在設(shè)計過程中體現(xiàn)，考慮到新研產(chǎn)品僅有預(yù)計得到的故障率， 因此維修性指標(biāo)的計算、分配均和產(chǎn)品的故障率有關(guān)，英國標(biāo)準(zhǔn)Def Stan 00-43(2)《維修 性驗證》、Def Stan 00-42《可靠性及維修性保證指南》、美國標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-470《維修性大 綱》提出了維修性設(shè)計要求、設(shè)計準(zhǔn)則、驗證要求，在研制過程中將維修性指標(biāo)設(shè)計在產(chǎn)品 中。
[0012] 國內(nèi)現(xiàn)狀
[0013]國內(nèi)民用航空產(chǎn)品的維修性技術(shù)是從國外引進的，維修性分配是維修性工程的組 成部分。
[0014] 國內(nèi)的維修性指標(biāo)計算和分配方法參照了 Def Stan 00-43 (2)、MIL-STD-470標(biāo) 準(zhǔn)，在GJB/Z57《維修性分配與預(yù)計手冊》提出了下列5種維修性分配方法：
[0015] 第一種：值分配法
[0016] 將系統(tǒng)的平均修復(fù)時間指標(biāo)均勻分到下一層，未考慮影響平均修復(fù)時間的各種因 素對其的影響力。
[0017] 這種分配方法的缺點：未體現(xiàn)產(chǎn)品在飛機上的安裝位置、在飛機上的連接方式因 素對平均修復(fù)時間的影響力，缺少影響力的比較，因此和產(chǎn)品的維修難易程度無關(guān)，出現(xiàn)簡 單產(chǎn)品維修時間過剩，復(fù)雜產(chǎn)品維修時間不足的反常現(xiàn)象，未考慮到復(fù)雜產(chǎn)品的維修時間 長，簡單產(chǎn)品維修時間短的實際情況。
[0018] 第二種：按故障率分配法
[0019] 新研產(chǎn)品缺少維修過程中被維修產(chǎn)品的可達性、產(chǎn)品在飛機上安裝的難易程度、 產(chǎn)品在飛機上拆卸的難易程度維修性數(shù)據(jù)，在這種條件下，采用故障率作為計算平均修復(fù) 時間的參數(shù)，建立產(chǎn)品的平均修復(fù)時間計算模型。但這種計算模型對故障頻發(fā)產(chǎn)品平均修 復(fù)時間短，對故障發(fā)生少的產(chǎn)品平均修復(fù)時間長，未考慮到實際維修過程中各種因素對平 均修復(fù)時間的影響力，計算出來的平均修復(fù)時間與維修情況有不相符的情況。示例：計算 第i項產(chǎn)品的平均修復(fù)時間時，計算方法中的參數(shù)和第i項產(chǎn)品的故障率成反比，故障率越 高，平均修復(fù)時間越短。
[0020] 這種分配方法的數(shù)學(xué)模型為：
[0022] 式中：;產(chǎn)品的平均修復(fù)時間；
[0023] 風(fēng)：研制要求的剎車系統(tǒng)平均修復(fù)時間；
[0024] λ 1:第i項產(chǎn)品的故障率；
[0025] 夏:各項產(chǎn)品的平均故障率，計算公式為：
[0027] 式中：η :系統(tǒng)中的產(chǎn)品數(shù)量；
[0028] 這種分配方法在產(chǎn)品研制中應(yīng)用多，但存在下列缺點：由于該平均修復(fù)時間和該 產(chǎn)品的故障率成反比，復(fù)雜產(chǎn)品由于故障率高，分配的平均修復(fù)時間短；簡單產(chǎn)品由于故 障率低，分配的平均修復(fù)時間長；這種方法雖然考慮了對系統(tǒng)的平均修復(fù)時間進行修正的 措施，但未考慮到各種因素對平均修復(fù)時間的影響力，未進行影響力的比較，分配方法不準(zhǔn) 確，出現(xiàn)維修性指標(biāo)分配不正確的現(xiàn)象。
[0029] 第三種：按故障率和設(shè)計特性的綜合加權(quán)分配法
[0030] 這種方法是在第二種方法的基礎(chǔ)上，增加了加權(quán)因素，但計算模型中的加權(quán)因素 依然和產(chǎn)品的故障率相關(guān)，因此這種方法還是基于對產(chǎn)品故障率的控制。
[0031] 這種分配方法的數(shù)學(xué)模型：
[0035] F::各單元加權(quán)因素平均值；
[0036] k1:單元i的維修性加權(quán)因素，與產(chǎn)品的故障檢測和隔離方式、可達性、可更換性、 測試性相關(guān)；
[0038] 式中：Iclj:單元i的第j項加權(quán)因素，m :加權(quán)因素項數(shù)；
[0039] 這種分配方法的缺點：式（4)同樣和該產(chǎn)品的故障率相關(guān)，存在復(fù)雜產(chǎn)品平均修 復(fù)時間短，簡單產(chǎn)品平均修復(fù)時間長的不足；這種方法雖然考慮了對系統(tǒng)的平均修復(fù)時間 進行修正的措施，但未考慮到各種因素對平均修復(fù)時間的影響力，未進行影響力的比較，從 而將影響力最大的因素列入計算模型。
[0040] 第四種：利用相似產(chǎn)品維修性分配數(shù)據(jù)分配法
[0041] 這種分配方法的數(shù)學(xué)模型：
[0043] 式中：
[0044] 相似產(chǎn)品已知的或預(yù)計的平均修復(fù)時間；
[0045] 汾、：相似產(chǎn)品中已知的或預(yù)計的單元i的平均修復(fù)時間。
[0046] 這種分配方法的缺點：這種方法把功能、原理、材料相似當(dāng)做相似產(chǎn)品，但忽略了 在不同飛機上進行維修時，不同的裝機位置、可達性對維修的影響，致使維修性分配結(jié)果同 樣存在不符合現(xiàn)實的缺點。這種方法雖然考慮了對系統(tǒng)的平均修復(fù)時間進行修正的措施， 但未考慮到各種因素對平均修復(fù)時間的影響力，并進行影響力的比較。
[0047] 第五種：保證可用度和考慮各單元復(fù)雜性差異的加權(quán)分配法
[0048] 這種分配方法的數(shù)學(xué)模型：
[0051] 式中：
[0052] A1:單元的可用度分配值，GJB451A對可用度的定義是：產(chǎn)品在任一時刻需要和開 始執(zhí)行任務(wù)時，處于可工作或可使用狀態(tài)的程度?？捎眯缘母怕识攘渴强捎枚?。
[0053] As:系統(tǒng)的可用度指標(biāo)；
[0054] K1:單元的復(fù)雜性因素，當(dāng)各單元的復(fù)雜性取決于元件數(shù)量時，其定義為：單元i 的元件數(shù)與系統(tǒng)的元件總數(shù)的比值；各單元復(fù)雜性不僅取決于元件數(shù)量，還取決于各單元 本身固有復(fù)雜性時，適當(dāng)調(diào)整K1值；
[0055] 公式（8)、（9)所述分配方法的缺點：故障率高的單元可用度低，實質(zhì)上還是和故 障率相關(guān)的概念，且和元件的數(shù)量相關(guān)，元件數(shù)量越多，故障率越高，未體現(xiàn)單元在飛機上 的安裝位置、單元的可達性相關(guān)因素，同樣存在難維修的單元時間短，容易維修的單元時間 長的缺點。這種方法雖然考慮了對系統(tǒng)的平均修復(fù)時間進行修正的措施，但未考慮到各種 因素對平均修復(fù)時間的影響力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0056] 為克服現(xiàn)有國內(nèi)外平均修復(fù)時間計算方法中存在的與產(chǎn)品的故障率成反比的缺 點，以及利用相似產(chǎn)品維修性分配數(shù)據(jù)分配法未考慮具體產(chǎn)品的安裝位置不足，本發(fā)明提 出了一種確定各種因素對飛機剎車系統(tǒng)平均修復(fù)時間影響力的方法.
[0057] 本發(fā)明的具體過程是：
[0058] 步驟1，確定影響平均修復(fù)時間因素的范圍
[0059] 所述影響平均修復(fù)時間的因素包括維修可達性、維修人員的操作姿勢、接管最數(shù) 量和電連接器數(shù)量、連接螺釘數(shù)量、連接導(dǎo)線數(shù)量、產(chǎn)品的重量和安全因素。
[0060] 步驟2,建立各種因素對平均修復(fù)時間的影響力模型
[0061] 所述建立的各種因素對平均修復(fù)時間的影響力模型為：
[0063] X1為剎車系統(tǒng)產(chǎn)品實測得到的影響平均修復(fù)時間的因素，并按影響力大小排列，i =1，2, 3......n〇
[0064] 步驟3，比較所述各種因素對平均修復(fù)時間的影響力
[0065] 根據(jù)現(xiàn)有5種平均修復(fù)時間的計算模型，歸納出所述各種因素對平均修復(fù)時間的 影響力模型：
i
[0067] X1為剎車系統(tǒng)產(chǎn)品實測得到的影響平均修復(fù)時間的因素，并按影響力大小排列，i =1，2, 3......n〇
[0068] 分別采用式（10)得到各種因素對平均修復(fù)時間的影