专利名称：军用飞机可靠性定量要求论证方法
技术领域：
本发明提供一种军用飞机可靠性定量要求论证方法，属于可靠性工程技术领域。
背景技术：
军用飞机论证是以科学技术和经济发展水平为依据，以现有军用飞机的质量、规 模为背景，以科学的理论及方法为手段进行的系统分析和设计过程。军用飞机论证是军用 飞机发展过程中的首要环节，是军用飞机发展工作的基础。实践证明，凡论证充分的，项目 确定比较客观，目标明确，所提要求和指标比较合理，研制出的军用飞机成功率高、周期短； 反之，论证不充分的项目，或者军用飞机迟迟研制不出来，或者研制出来后不能有效使用， 造成人力财力的极大浪费。因此，军用飞机论证在军用飞机发展中处于十分重要的地位。其 中，军用飞机可靠性要求论证是军用飞机论证的重要组成部分，而军用飞机可靠性定量要 求论证又是军用飞机可靠性要求论证中最重要的组成部分。军用飞机可靠性要求论证，包括定量要求论证、定性要求论证、工作项目论证，定 量要求论证包括可靠性参数的选择和定量指标的确定。军用飞机的研制在一定程度上开展 了可靠性工作，论证中根据自己的需要和特点选用了可靠性参数，提出了各参数的指标值。 但是从总体来说还存在一定的缺陷，如参数不完整、所提参数的概念不明确、参数的可行性 不足等，另外论证技术、手段的缺乏也大大制约了可靠性工程在军用飞机研制中的开展。由 于可靠性工程技术相对武器传统工程技术发展较晚，再加上传统观念，即重视作战性能，没 有重视可靠性性能的存在，致使可靠性论证存在着不规范、不合理，论证手段科学性差的问 题。针对上述问题，本发明研究并提供了一种符合我国国情、操作性强的军用飞机可靠性定 量要求论证方法。
发明内容
(一)目的本发明的目的是提供一种军用飞机可靠性定量要求论证方法，它是针对军用飞机 的特点和可靠性论证的需求以及现有技术的不足，在总结经验的基础上，从论证的程序、参 数体系的形成、指标的确定、权衡优化等方面进行研究，提供一种符合我国国情、操作性强 的军用飞机可靠性定量要求论证方法，指导军用飞机的可靠性定量要求论证工作，进而提 高军用飞机的可靠性水平。( 二)技术方案本发明一种军用飞机可靠性定量要求论证方法以军用飞机的基本信息为前提，这 些基本信息包括立项背景及任务需求、军用飞机基本情况、使用方案、初始保障方案和国内 外相似军用飞机可靠性水平信息。本发明一种军用飞机可靠性定量要求论证方法，其步骤如下步骤1，确定军用飞机可靠性顶层参数指标通过分析军用飞机的基本信息及影 响军用飞机可靠性水平的因素，将军用飞机使用要求转化成军用飞机可靠性顶层参数的指标。该军用飞机可靠性顶层参数是指军用飞机订购方根据使用需求提出的影响军用飞机效能的可靠性参数，它包括有使用可用度、出动架次率和任务可靠度。使用可用度、出动架次 率和任务可靠度的指标确定依据军用飞机使用要求及军用飞机结构特性可采用使用统计 法、作战仿真法、相似产品类比法、专家打分法、可靠性系统仿真法中的一种或数种方法进 行确定。步骤2，对军用飞机可靠性顶层参数进行分解采用数值分解法或仿真分解法，将 军用飞机使用可用度进行分解得到军用飞机的平均维修间隔时间(MTBM)、平均维修时间 (MMT)、平均保障延误时间(MLDT)的指标，即为可靠性参数的目标值。步骤3，确定军用飞机可靠性参数门限值根据步骤2得到的可靠性参数目标值， 采用杜安(Dimne)模型确定军用飞机可靠性参数门限值。步骤4，军用飞机可靠性使用指标转换为合同指标步骤3得到的军用飞机可靠性 参数指标是军用飞机的可靠性使用指标。该步骤是通过模型转换法将军用飞机使用指标转 换成军用飞机可靠性合同指标。步骤5，军用飞机可靠性参数指标的综合权衡本发明采用层次分析法、方案优序 法和质量评价法对多个军用飞机可靠性参数指标方案进行综合权衡分析，从而确定最优的 军用飞机可靠性参数指标方案。步骤6，对军用飞机可靠性参数指标的技术经济可行性进行分析(1)对军用飞机 可靠性参数指标的技术可行性分析时首先应掌握该军用飞机所提的可靠性参数体系及其 指标值，然后采用工程经验或相似产品类比的方法展开分析。(2)对军用飞机可靠性参数指 标的经济可行性分析时逐个分析可靠性参数指标对寿命周期费用的影响，以确定所提出的 可靠性参数指标是否在经济上可以承受。如果经过步骤6分析后认为军用飞机可靠性参数 指标在技术或经济上缺乏可行性，则需要重新进行步骤1到步骤6的操作，直到得到满意的 结果。其中，所述的“基本信息”，是指本发明所述的方法是在下列基本信息基础上进行 的，该基本信息包括有(1)立项背景及任务需求信息是用于描述军用飞机的研制立项背景及任务信 息；(2)军用飞机基本情况信息用于描述军用飞机的基本组成和主要功能；(3)使用方案信息是根据军用飞机研制的任务需求或者其假设的使用想定确定 使用方案，明确具体使用要求，并在此基础上详细拟定寿命剖面，并且对任务周期、环境应 力和处于各种环境中的时间给出定量数值；(4)初始保障方案是用于描述军用飞机基本的维修、保障方案；(5)国内外相似军用飞机可靠性水平信息是指开展深入的调研和分析工作，了 解并掌握国内外同类型军用飞机的详细情况，经论证分析后，选择相似军用飞机作为参考。其中，在步骤1中所述的使用可用度、出动架次率和任务可靠度是军用飞机的可 靠性顶层参数。使用可用度是与能工作时间和不能工作时间有关的一种可用性参数，它的 一种度量方法为产品的能工作时间与能工作时间、不能工作时间的和之比。出动架次率是 指在规定的使用及维修保障方案下，每架飞机每天能够出动的次数。任务可靠度是产品在 规定的任务剖面中完成规定功能的能力的量度。
其中，在步骤1中所述的使用可用度、出动架次率和任务可靠度的指标确定方法 是指使用统计法、作战仿真法、相似产品类比法、专家打分法、可靠性系统仿真法中的一种 或数种。这些方法的具体情况如下a)使用统计法该方法是指采用使用统计计算式可靠性参数值。使用统计计算式 是通过总结分析军用飞机实际使用情况和经验数据得出的可靠性参数的统计公式。b)作战仿真法该 方法是指按照军用飞机的典型任务剖面和具体使用要求，由军 方负责该军用飞机总体论证的人员，从军用飞机系统效能或作战效能的角度，给出能够反 映该军用飞机任务需求的、同可靠性相关参数要求相关的、定量化的综合战技指标或相应 的作战评估模型，根据对该军用飞机的实际作战要求或其综合战技指标要求，通过计算和 分析得到可靠性参数要求的初始值。c)相似产品类比法该方法是指通过对现役相似军用飞机的信息数据统计，分析 现役相似军用飞机的相应参数达到的水平，从而确定军用飞机的可靠性参数指标。d)相似产品类比和德尔菲法相结合的方法该方法是指选用相似军用飞机作为 相似产品，通过专家从影响可靠性参数指标的主要因素角度出发，对军用飞机与相似军用 飞机进行对比分析并给出相应的分值，从而确定可靠性参数指标。f)可靠性系统仿真法该方法通过可靠性系统仿真模型计算，得出军用飞机可靠 性参数指标。使用可用度、出动架次率和任务可靠度指标的确定采用的方法具体如下(1)军用飞机使用可用度的确定可采用相似产品类比和德尔菲法相结合的方法或 作战仿真法，各方法的具体实施情况如下a)采用相似产品类比和德尔菲法相结合的方法该相似产品类比和德尔菲法相 结合的方法是选用相似军用飞机作为相似装备，采用相似产品类比和德尔菲法相结合的方 法论证，其结果如下
,m ι m \ ^
Σ— k Σ A0 = Aos ^Lw1 + Σ^
Zf厂1 Σ
V ^=I ΛηV i=i J J其中，Ao为军用飞机使用可用度；Aos为相似军用飞机使用可用度；Wl为第1个影 响因素的权重％为第j个影响因素的权重；Iiil为第i个专家给军用飞机第1个影响因素 打的分数；nu为第i个专家给军用飞机第j个影响因素打的分数；Sil为第i个专家给相似 军用飞机第1个影响因素打的分数；su为第i个专家给相似军用飞机第j个影响因素打的 分数；k为影响军用飞机使用可用度因素的个数；m为打分专家的位数。b)采用作战仿真法该作战仿真法是通过作战对抗仿真，分析军用飞机可靠性水 平对作战的影响，得出满足作战需求的使用可用度。(2)军用飞机出动架次率的确定可采用使用统计法或可靠性系统仿真法，各方法 的具体实施情况如下a)采用使用统计法该使用统计法是指采用使用统计计算式计算出动架次率，计 算式如下
权利要求
1.一种军用飞机可靠性定量要求论证方法，该方法是以军用飞机的基本信息为前提， 这些基本信息包括立项背景及任务需求、军用飞机基本情况、使用方案、初始保障方案和国 内外相似军用飞机可靠性水平信息；其特征在于该方法的具体步骤如下步骤1，确定军用飞机可靠性顶层参数指标通过分析军用飞机的基本信息及影响军 用飞机可靠性水平的因素，将军用飞机使用要求转化成军用飞机可靠性顶层参数的指标； 该军用飞机可靠性顶层参数是指军用飞机订购方根据使用需求提出的影响军用飞机效能 的可靠性参数，它包括有使用可用度、出动架次率和任务可靠度；使用可用度、出动架次率 和任务可靠度的指标确定依据军用飞机使用要求及军用飞机结构特性采用使用统计法或 作战仿真法或相似产品类比法或专家打分法或可靠性系统仿真法进行确定；步骤2，对军用飞机可靠性顶层参数进行分解采用数值分解法或仿真分解法，将军用 飞机使用可用度进行分解得到军用飞机的平均维修间隔时间即MTBM、平均维修时间即MMT 和平均保障延误时间即MLDT的指标，即为可靠性参数的目标值；步骤3，确定军用飞机可靠性参数门限值根据步骤2得到的可靠性参数目标值，采用 杜安模型确定军用飞机可靠性参数门限值；步骤4，军用飞机可靠性使用指标转换为合同指标步骤3得到的军用飞机可靠性参数 指标是军用飞机的可靠性使用指标；该步骤是通过模型转换法将军用飞机使用指标转换成 军用飞机可靠性合同指标；步骤5，军用飞机可靠性参数指标的综合权衡采用层次分析法、方案优序法和质量评 价法对军用飞机可靠性参数指标方案进行综合权衡分析，从而确定最优的军用飞机可靠性 参数指标方案；步骤6，对军用飞机可靠性参数指标的技术经济可行性进行分析(1)对军用飞机可靠 性参数指标的技术可行性分析时首先应掌握该军用飞机所提的可靠性参数体系及其指标 值，然后采用工程经验或相似产品类比的方法展开分析；(2)对军用飞机可靠性参数指标 的经济可行性分析时逐个分析可靠性参数指标对寿命周期费用的影响，以确定所提出的可 靠性参数指标是否在经济上能够承受；如果经过步骤6分析后认为军用飞机可靠性参数指 标在技术或经济上缺乏可行性，则需要重新进行步骤1到步骤6的操作，直到得到满意的结果。
2.根据权利要求1所述的一种军用飞机可靠性定量要求论证方法，其特征在于在步 骤1中所述的“基本信息”，是指下列基本信息基础上进行的，该基本信息包括有(1)立项 背景及任务需求信息是用于描述军用飞机的研制立项背景及使命任务信息；(2)军用飞 机基本情况信息用于描述军用飞机的基本组成和主要功能；(3)使用方案信息是根据军 用飞机研制的任务需求或者其假设的使用想定确定使用方案，明确具体使用要求，并在此 基础上详细拟定寿命剖面，并且对任务周期、环境应力和处于各种环境中的时间给出定量 数值；(4)初始保障方案是用于描述军用飞机基本的维修、保障方案；(5)国内外相似军用 飞机可靠性水平信息是指开展深入的调研和分析工作，了解并掌握国内外同类型军用飞 机的详细情况，经论证分析后，选择相似军用飞机作为参考。
3.根据权利要求1所述的一种军用飞机可靠性定量要求论证方法，其特征在于在步 骤1中所述的使用可用度、出动架次率和任务可靠度的指标确定方法，是指使用统计法、作 战仿真法、相似产品类比法、专家打分法、可靠性系统仿真法中的一种或复数种。
4.根据权利要求3所述的一种军用飞机可靠性定量要求论证方法，其特征在于该使 用可用度的确定采用的方法具体如下a)采用相似产品类比和德尔菲法相结合的方法该相似产品类比和德尔菲法相结合 的方法选用相似军用飞机作为相似产品，采用相似产品类比和德尔菲法相结合的方法进行 指标确定工作，其结果如下
5.根据权利要求3所述的一种军用飞机可靠性定量要求论证方法，其特征在于该出 动架次率的确定采用的方法具体如下a)采用使用统计法该使用统计法是指采用使用统计计算式计算出动架次率，计算式 如下
6.根据权利要求3所述的一种军用飞机可靠性定量要求论证方法，其特征在于该任 务可靠度的确定采用的方法具体如下a)采用相似产品类比法该相似产品类比法通过对现役军用飞机的信息数据统计，分 析现役军用飞机的相应参数达到的水平，从而确定军用飞机任务可靠度指标；b)采用作战仿真法该作战仿真法通过作战对抗仿真，分析军用飞机可靠性水平对作 战的影响，得出满足作战需求的军用飞机任务可靠度。
7.根据权利要求1所述的一种军用飞机可靠性定量要求论证方法，其特征在于在步 骤2中所述的数值分解法和仿真分解法是用于将军用飞机可靠性顶层参数指标使用可用 度进行分解得到军用飞机的可靠性参数指标的目标值；这两种方法的具体情况如下(1)数值分解法该数值分解法是通过军用飞机使用可用度模型结合数值分析的方 法，确定军用飞机的平均维修间隔时间即MTBM和平均维修时间即MMT ；军用飞机的使用可用度模型定义如下
8.根据权利要求1所述的一种军用飞机可靠性定量要求论证方法，其特征在于在步 骤4中所述的模型转换法是指采用统计经验法建立合同指标与使用指标之间的线性或非 线性关系，从而得到转换模型；军用飞机可靠性使用参数与合同参数转换模型有四种平 均故障间隔时间即MTBF和平均故障间隔飞行小时即MFHBF间的转换、任务可靠度即Rm和平 均致命故障间隔时间即MTBCF间的转换、平均维修间隔时间即MTBM与平均故障间隔时间即 MTBF间的转换、平均维修间隔时间即MTBM与平均故障间隔飞行小时即MFHBF之的转换；这 四种模型的具体情况如下a)平均维修间隔时间与平均故障间隔飞行小时之间的转换模型
9.根据权利要求1所述的一种军用飞机可靠性定量要求论证方法，其特征在于在步 骤5中所述的层次分析法、方案优序法、质量评价法，其具体情况如下(1)层次分析法该方法是一种定性评价与定量评价相结合的综合评价方法。该方法 通过建立层次结构、建立判断矩阵、进行综合权衡这三步实现对方案的权衡；建立层次结构 时，根据所评价的对象，将所包含的因素分组，每一组作为一个层次；按照最高层，有关的中 间层和最低层的形式排列起来；建立的判断矩阵是用于表示针对上一层次某元素，本层次 有关元素间相对重要性的状况；进行综合权衡时首先进行单层次排序即根据判断矩阵计算 对于上一层某元素而言，本层次与之有联系的元素重要性的权值，然后进行层次总排序即 利用同一层次中所有层次单排序的结果，计算针对上一层次而言本层次所有元素重要性的 权值；(2)方案优序法该方法是将所有方案针对每个评价指标进行一次优劣排序，再通过 对其优序数的计算，进行综合权衡；(3)质量评价法该方法是通过分析每个方案对不同质量特性的属性值，然后计算各 方案的相对效应值，继而进行方案的优劣权衡。
全文摘要
一种军用飞机可靠性定量要求论证方法步骤如下1，确定军用飞机可靠性顶层参数指标；2，对军用飞机可靠性顶层参数指标进行分解；3，确定军用飞机可靠性参数门限值；4，军用飞机可靠性使用指标转换为合同指标；5，军用飞机可靠性参数指标的综合权衡；6，对军用飞机可靠性参数指标的技术经济可行性进行分析。本发明为军用飞机可靠性参数确定提供了一种符合我国国情、操作性强的军用飞机可靠性定量要求论证方法，指导了军用飞机可靠性定量要求论证工作，提高了军用飞机的可靠性水平，使论证过程规范程序，论证结果科学合理。
文档编号G06F19/00GK102136034SQ20111006621
公开日2011年7月27日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者任建军, 孙宇锋, 常文兵, 操军, 杨云, 王自力 申请人:北京航空航天大学