专利名称：一种雷达结构维修性综合评价方法
技术领域：
本发明属于维修性设计领域，是一种面向工程研制阶段雷达结构维修性设计评价方法。
背景技术：
维修性评价一般指为确定产品在实际使用、维修与保障条件下的维修性所进行的实验与评定工作，包括定性评价与定量评定两种方法。传统的地面高机动雷达结构维修性评价都是通过在维修性物理样机或产品本身上进行实际维修作业或维修作业演示来完成的，而在工程研制阶段，不可能在物理样机或产品本身上进行维修作业，且由于成本较高，也难以普遍推广。本发明以虚拟环境下的地面高机动雷达结构数字样机为对象，开展维修过程虚拟仿真，研究维修性综合评价方法，以便于在工程研制阶段就能对设计方案进行维 修性分析，及早发现维修性设计的缺陷，提出改进措施，提高雷达结构维修性水平。基于虚拟维修的维修性评价方法目前国内外已有研究，但直接应用于工程上的案例较少；其次，现有的维修性评估与评价方法大多停留在定性分析层面，涉及到定量分析时考虑的因素往往与产品对象特点密切相关，且因素的量化方法带有很强的主观性，难以准确、客观地描述维修过程。例如在拆卸简易性量化方面，文献[1-3]提出以可达系数k和拆卸代价V描述民机维修过程的拆卸简易性，但存在描述不准确、对人经验依赖性高等缺点，具体为
,_拆卸部件本身要完成的基本维修作业数
=拆却部件本身要完成的基本维修作业数+附加的基本维修作业数由于基本维修作业之间本身存在很大差异，不同基本维修作业时间相差很大，因而用基本维修作业数量表示的可达性系数并不能准确反映拆卸可达性的优劣。而拆卸代价V是由维修性设计人员与维修专家根据部件模块和联接件的体积、重量、拆卸工具与设备、拆卸方式等综合判定后得到，对设计人员和维修人员的经验依赖性较高。在可视性方面，文献[1，4，5]提出目前有建立可视锥和根据维修对象处于人视觉范围区域等方法对某一维修动作进行量化，同时根据层次分析法和专家打分法确定各维修动作对整个维修过程视觉可达性影响权重，存在量化不准确、主观影响大等缺陷。在人素工程量化方面，RULA准则可对维修人员动作的舒适度进行快速评价，在工程中已得到广泛应用，但RULA准则分析评价对象是维修人员某一特定姿势，而无法对整个维修过程进行人体姿态舒适度评价。同时，维修工具对产品维修性设计有重要影响，目前还未有较为准确的维修工具量化方法。因此如何尽可能准确、客观地量化虚拟维修过程中维修因素，进而对地面高机动雷达维修性进行定量综合评价，成为迫切需要突破的问题。参考文献[I]陆中，孙有朝.基于模糊多属性决策理论的虚拟产品维修性评价模型研究[J]·中国工程机械，2009，20 (24) =2978-2983.
[2]陆中.民用飞机维修性并行设计关键技术研究[D].南京航空航天大学博士论文，2009.[3 ]孙有朝，邓华伟.虚拟环境下民用飞机维修性评估与验证技术[J].交通运输工程学报，2006，6 (I) :93-97.[4]曾毅，尚建忠，曹玉君等.维修性设计中的可视性评价方法研究[J].工程图学学报，2009 (I) :70-74.[5]崔晓风，项昌乐，王战军等.特种车辆维修视觉可达性评价方法研究[J].计算机仿真，2011,28 (3) :349-353.[6]于海全，彭高亮，刘文剑.基于虚拟环境的维修性信息模型的建立[J].兵工学报，2010，31 (7) :998-1002.
发明内容
本发明的目的是提供一种基于虚拟维修的地面高机动雷达结构维修性综合评价方法，通过维修过程仿真，确定维修性影响因素量化方法，定性与定量地分析评价雷达结构部件的维修性设计，分析维修性设计薄弱环节，指导改进设计，为地面高机动雷达结构工程方案研制阶段提供准确、客观的维修性评价方法。本发明通过如下技术方案予以实现一种雷达结构维修性综合评价方法，其包括以下步骤I)将评价对象部件模块维修过程定义为维修事件，维修事件中已故障部件模块的更换过程定义为维修作业，按顺序完成维修事件所实施的各项作业定义为基本维修作业，分析评价对象结构组成关系，确定维修事件和维修作业的种类和数量；2)规划评价对象维修过程，确定维修路径和对应的维修工具，形成维修方案，并搜集数据得到维修事件对应部件模块的故障率；3)对维修事件进行虚拟仿真，针对地面的机动雷达结构系统特色确定维修性评价主要影响因素，计算第i个部件模块第j个影响因素量化值Uu，其中i=l，2，……，η，η表示为评价对象部件模块的数量且为正整数；j=l，2，……，m，m为确定的维修性评价影响因数个数且为正整数；4)将Uij与维修事件对应部件模块故障率加权计算，得到雷达结构系统第j个影响因素量化值Mj ；
权利要求
1.一种雷达结构维修性综合评价方法，其特征在于，其包括以下步骤 1)将评价对象部件模块维修过程定义为维修事件，维修事件中已故障部件模块的更换过程定义为维修作业，按顺序完成维修事件所实施的各项作业定义为基本维修作业，分析评价对象结构组成关系，确定维修事件和维修作业的种类和数量； 2)规划评价对象维修过程，确定维修路径和对应的维修工具，形成维修方案，并搜集数据得到维修事件对应部件模块的故障率； 3)对维修事件进行虚拟仿真，针对地面的机动雷达结构系统特色确定维修性评价主要影响因素，计算第i个部件模块第j个影响因素量化值Uu，其中i=l，2，……，η，η表示为评价对象部件模块的数量且为正整数；j=l，2，……，m，m为确定的维修性评价影响因数个数且为正整数； 4)将Uu与维修事件对应部件模块故障率加权计算，得到雷达结构系统第j个影响因素量化值Mj;
2.如权利要求I所述的雷达结构维修性综合评价方法，其特征在于，该步骤I)具体包括以下步骤读取评价对象装配约束关系，分析其结构形式，在基层维修背景和换件维修情况下，确定可更换部件模块的种类和数量，进而获得该评价对象的维修过程对应的维修事件和维修作业数量。
3.如权利要求I所述的雷达结构维修性综合评价方法，其特征在于，该步骤2)具体包括以下步骤 . 2.I)规划部件模块维修过程，形成维修方案，确定维修路径、维修工具以及相应的维修作业顺序；2.2)搜集以往相似产品历史经验数据，统计得到维修事件对应部件模块的故障率。
4.如权利要求3所述的雷达结构维修性综合评价方法，其特征在于，该步骤3)具体包括以下步骤 3.I)结合地面的机动雷达结构特点，对维修性评价影响因素进行分析、归类，确定标准化与模块化、简易设计、防差错设计、拆卸简易性、人素工程、维修工具七项主要影响因素； 3. 2)对部件模块维修过程进行虚拟仿真，计算第i个部件模块第j个影响因素量化值Uijo
5.如权利要求4所述的雷达结构维修性综合评价方法，其特征在于，j的最大值为7时，该步骤3. 2)具体包括以下步骤 3. 2. I)标准化与互换性量化，标准化与互换性反映雷达结构系统的标准化与互换性程度，可采用标准化系数描述 υη=Σι±Ζι±Σι(4)，式中υη为雷达结构系统的标准化系数；Σ标准件数量；Σ 2为通用件数量；Σ 3为模块件数量；Σ为雷达结构系统零部件总数； 3. 2. 2)简化设计量化，U12=^-),式中Ui2为评价对象结构系统简化设计量化值，n0为评价对象结构系统满足GJB/Z91-1997表I中的条目数量，ns为评价对象结构系统适用的该表I条目数量；3.2. 3)防差错设计量化，C6)式中Ui3为评价对象结构系统防差错s设计量化值，B0为评价对象结构系统满足GJB/Z91-1997表12中的条目数量，Bs为评价对象结构系统适用的该表12条目数量； 3.2. 4)拆卸简易性量化，拆卸简易性反映部件模块拆除的难易程度，可用拆卸效率η来描述U14 = -L (7)，式中ui4为第i个部件模块对应的拆卸效率A为拆卸部件 1O 1S模块本身所需维修作业对应的MOD的标准时间数值，Ts为拆卸部件模块附加的维修作业对应的MOD的标准时间数值； 3.2. 5)可视性评价量化，可视性用来表示维修人员在维修过程中是否可以清晰看到待维修部件，采用以下方法进行量化根据部件模块某一基本维修作业过程中部件模块处于人体双眼的区域进行量化，并与基本维修作业对应的MOD标准时间数值加权计算，得到部件模块维修过程可视性评分值随时间的变化曲线，取其平均值作为该部件模块人素工程量化值，具体为
6.如权利要求5所述的雷达结构维修性综合评价方法，其特征在于，该步骤4)是指在得到维修事件单个影响因素量化值Uij的基础上，通过与维修事件对应模块故障率λ i加权计算雷达结构系统单个影响因素量化值％。
7.如权利要求5所述的雷达结构维修性综合评价方法，其特征在于，该步骤5)是指选择评语集为V= Iv1, v2，……，v7} J衣次表示为“非常好”、“好”、“较好”、“一般”、“较差”、“差”、“非常差”，根据隶属度函数求得Uij对应的第i个部件模块第j个影响因素模糊评价矩阵Pij, ;Mj对应的雷达结构系统第j个影响因素模糊评价矩阵Ap Pij和均为I X 7阶矩阵。
8.如权利要求5所述的雷达结构维修性综合评价方法，其特征在于，该步骤6)具体包括以下步骤根据层次分析法确定维修性影响因素相应权值矩阵ω，由式(2)求得为雷达结构系统维修度模糊评价矩阵Μ，由式(3)求得第i个部件模块维修度模糊评价矩阵Pi，其中《、M、Pi均为1X7阶矩阵；按照最大隶属度原则得到雷达结构系统/部件模块维修度数值，分析维修性设计薄弱环节，指导改进设计。
9.如权利要求5所述的雷达结构维修性综合评价方法，其特征在于，标准化与互换性、简易设计、防差错设计、拆卸简易性的量化值为0-1之间的数值，采用式(10)计算其隶属度
10.如权利要求5所述的雷达结构维修性综合评价方法，其特征在于，可视性、人素工程、维修工具量化值为1-7之间的数值，可以采用式(11)计算其隶属度，对其进行规范化处理
全文摘要
本发明公开了一种雷达结构维修性综合评价方法，其包括以下步骤1)确定维修事件和维修作业的种类和数量；2)确定维修方案和部件模块的故障率；3)通过维修过程虚拟仿真，计算维修事件单个影响因素量化值；4)计算雷达结构单个影响因素量化值；5)确定评语集，计算雷达结构机构系统/部件模块因素模糊评价矩阵；6)计算雷达结构系统/部件模块维修度模糊评价矩阵。本发明的优点在于通过维修过程仿真，确定维修性影响因素量化方法，定性与定量地分析评价雷达结构的维修性设计，分析维修性设计薄弱环节，指导改进设计，为地面高机动雷达结构工程方案研制阶段提供准确、客观的维修性评价方法。
文档编号G06F19/00GK102880808SQ201210379838
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月9日 优先权日2012年10月9日
发明者张红旗, 陈帝江, 张祥祥, 陈兴玉, 周红桥, 程五四, 胡祥涛, 苏建军 申请人:中国电子科技集团公司第三十八研究所