飞行器维修性试验与验证-bv20

态能
作
束硬 维
维 维环 级 类 设方设条件 修
修 要 求
修 要境 求
别
型
备
案
施
件
与 软 件
考 虑 因 素
BUAA—LC
维修工作
维修资源
维修性要求
要求的维修性特性的全面说明，用定性和定量的 术语表示，由产品设计予以满足。
维修性要求在产品设计之前就必须明确和确定。 对产品维修性的基本要求通常包括维修性定性要求和 维修性定量要求。 定性要求应转化为设计准则，定量要求应明确选用的 参数和确定指标。 定性、定量的维修性要求一经确定，就要据此选定须 完成的维修性工作项目。
MTBF MTBF + MTTR
= 0 . 92
• 所以
MTBF = 11 . 5 MTTR
MTTR ≈ 0 . 09 MTBF
MTTR
BUAA—LC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
系列1 0.09 0.18 0.27 0.36 0.45 0.54 0.63 0.72 0.81 0.9
BUAA—LC
维修与维修性
维修性与维修比较
维修性
维修
装备在研制过程中，设 计人员为把增进维修方 便的特性结合到装备设 计中所采取的措施。
装备在使用过程中，维 修人员为保持或恢复装 备的可使用状态所采取 的行动。
BUAA—LC
维修是维修性的“归宿”
维修需求是确定维修性特性的来源
9 维修工程确定了维修性工程的要求。 9 维修性工程根据维修工程所确定的要求，选定其设计特
维修类型 设备失效
类型 使用状态
常规检查 计划更换 （故障前） 调整（达到最佳性能）
预防性维修
无故障
使用
不使用
部件故障 或性能降低
修复性维修
非关键
关键
使用
不使用
不使用
停机分类 BUAA—LC
无系统停机
可延误停机
停机
维修方案
维修方案
装备采用的维修级别、维修策略、各维修级别的主要
工作等的总体描述。是对所研制装备提出的维修考虑
•代表使用量值 •包括产品设计、质量、安装环境、 维修策略、修理、延误等的综合影 响
•典型的参数： –MDT –AO
BUAA—LC
定量要求——指标分类
使用指标与合同指标
使用指标
合同指标
目标值
门限值
规定值 最低可接受值
期 望 装 备 达 装 备 必 须 达 到 合同和研制任 合同和研制任
到 的 使 用 指 的使用指标，它 务书中规定的 务 书 中 规 定
通过对产品的系统检查、检测和发现故障征兆以防止故
障发生，使其保持在规定状态所进行的全部活动。通常 按工作时间或日历时间有计划的进行维修，使设备保持 所规定的状态。
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维修工作类型：
9 润滑保养 9 操作人员监控 9 定期检查 9 定期拆修 9 定期更换 9 定期报废
正确预防维修的影响
失效率
标，它既能满 能 满 足 装 备 的 期望装备达到 的、装备必须
足 装 备 使 用 使用需求，是确 的合同指标， 达到的合同指
需求，又可使 定 最 低 可 接 受 它是承制方进 标，它是进行
装 备 达 到 最 值的依据
行可靠性设计 考核或验证的
佳的效费比，
的依据
依据
是确定规定
值的依据
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维修停机时间构成
后后勤勤延延误误时时间间：：
有有效效维维修修时时间间：：
等等待待备备件件或或资资源源 的的时时间间，，如如
总的 系总统的 停系机统 时停间机
时间
初始延误时间 初始延误时间
系统停机 系时统间停机 时间
系统 后系勤统 供后应勤 时供间应
时间 系统 修系复统 时修间复
时间
最后 测最试后 时测间试
时间
反反映映产产品品的的复复 杂杂性性，，如如
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拆装实践交流
• 什么时候需要拆装 • 装配项目、工序 • 时间 • 工具 • 人力 • 强度 • 体会、问题……
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维修性与维修
维修性工程
为了达到产品的维修性要求所进行的一系列 设计、研制、生产和试验工作。
维修工程
保证产品的设计和研制足以使得产品能够得到 经济有效的维修的各种技术、工程技能和各项 工作的综合应用。
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时间划分
维修性定量参数主要包括：
– 时间，工时，费用 – 以时间最为直接
时间
在编时间
不在编时间
能工作时间
不能工作时间
不工作 时间
待命 时间
反应 时间
任务 时间
维修 时间
改进 时间
延误 时间
系统恢复所 用时间
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任务时间内 恢复功能所
用时间
修复性 维修 时间
预防性 维修 时间
保障资 源延误 时间
• 所以
Ai
=
MTBF MTBF + MTTR
=
50 50 + 0.5
≈
0.99
Ao
=
OT
+ ST
OT + ST + TCM + TPM
+ ALDT
=
5000
5000 + 1660 + 1660 + 50 + 50
+
2000
≈ 0.76
维修性要求-定量要求
维修性参数——时间（1）
名称
平均修复 时间
(MTTR)
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维修性与维修
• 维修工程与维修性工程的关系
9维修工程确定了维修性工程的要求。
9维修性工程根据维修工程所确定的要求，选定 其设计特性，并把这些特性结合到装备的设计 中。
9维修性设计评审、试验与评定要与维修工程相 结合。
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维修类型
预防性维修（preventive maintenance，PM)
规规定系系统在在各各维维修修级级 别别需需完完成成的的维维修修工工作作
9 主要的维修保障要求。 对对人人员员、、维维修修设设备备、、设设
施施，，零零备备件件，，技技术术资资料料
的的要求求
是产品设计和维修性设计的基本依据和必要的
前提条件。
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维修级别
维修级别
按产品维修时所处场所划分的等级。
和约束条件的说明 按按产产品品维维修修
9 维修级别 9 基本维修策略
时时所所处处场场所所 划划分分的的等等级级。。
9 各维修级别要完成的维修任务
规规定定系系统统在在不不同同的的使使用用期期间间和和不不同同 的的维维修修级级别别上上所所允允许许完完成成的的维维修修活活 动动（（维维修修深深度度））。。
第二章 维修与维修性要求
• 维修——维修性设计需求来源 • 维修性要求
– 制订过程 – 定性、定量要求
• 维修性数据
– 数据种类 – 数据收集途径
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飞机维修工作量
• 电子设备：30%
– 电缆及连接器：5~50% – 电源：40%
• 结构：30%
– 锈蚀：2%
• 发动机：22% • 其它：18%
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维修性要求-定量要求
设计维修性参数与使用维修性参数
设计参数
使用参数
•用于定义、度量和评估供应商的项目 •从使用需求中产生 •通过设计上实现被选择参数的指标可 以反映使用维修性要求的满足 •代表设计参数 •仅包括设计、制造的影响
•典型的参数： –MTTR –Ai
• 用于描述计划使用环境下的性能 •一般不作为合同要求 •用于描述维修性性能在实际使用 中所需的水平
两种划分是相关对应的。
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维修方案示例
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基层级
飞机/XYZ系统
修复性维修： 机内自测试检测，故障
隔离到： 部件A 部件B 部件C
按报废 设计
部件用备件更换并送到 中继级修理
预防性维修： 定期检查 按需要进行检查修复
数量指标： MTBM：100小时 MTTR：15分钟（最大） 检查周期：200小时 按需要检查修复：2年
无预防维修
有预防维修
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寿命
维修类型
修复性维修（corrective maintenance，CM)
对发生了故障的设备进行修理，使其恢复到能 满足所规定的状态。
基本修复活动：
9 准备 9 故障定位、隔离 9 分解 9 更换 9 结合 9 调准及检测
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维修类型与系统工作状态
维修原因
人员： 按空军标准
保障设备： 机内自检测 无外部设备
环境： 飞行现场
中继级 电子设备车间
部件A
故障隔离到： 功率放大器 电源 中频放大器 计算机组件
按报废 设计
拆换故障件
部件B
故障隔离到： 方位转换器 距离转换器 数字输出装置 电源
按报废 设计
拆换故障件
数量指标： MTTR：30分钟（最大）
人员： 按空军标准
准备时间 准备时间
故障 修故复障 时修间复
时间
故障 实故际障 修实复际 时修间复
时间 故障 管故理障 时管间理
时间
定位隔离 定时位间隔离 时间
分解时间 分解时间
修理更换 修时理间更换 时间
结合时间 结合时间
调试时间 调试时间
管管理理延延误误时时间间：：过过夜夜、、
周周末末、、工工间间休休息息和和其其
• 基层级（外场）——停机坪
使用现场进行的维修工作
• 中继级——修理所（团、师单位）
在机动、半机动或固定的特定机构或设施中进行的维修工作
• 基地级——修理厂或承制厂
主要对系统进行翻修和从新装配，在固定的机构或设施中进行的维 修工作
包含两层含义：
• 维修工作深度划分成的等级。 • 维修场所划分成的等级。
– 例：某系统MTTR=30min，MTBF=50h。预计系统年工
作5000h，且每工作1000h需要10h进行计划性维修。每
进行一次故障维修，平均需20h的行政和后勤时间。设
以一年为期确定该系统的Ai、Ao。
• 按题意有：TT = 365 × 24 = 8760 ( h )
OT = 5000 ( h )
j =1 m
∑ f pj
j =1
√
产品每项或某个维修级 别一次预防性维修所需时间
√ 的平均值
固有可用度——Ai
• 只考虑系统的实际工作时间和非计划维修（修复 性维修）时间
– 例：某一早期发展阶段的航空电子系统，要求其固有
可用度为0.92。分析该要求对可靠性和维修性特性的影
响。
• 根据定义，有：
Ai =
BUAA—LC
定量要求 · 平均修复时间(MTTR) · 平均预防性维修时间
(MPT) · 维修工时率(MI) · 平均系统恢复时间
(MTTRS) · 恢复功能用的任务时间
(MTTRF) · 维修停机时间率(MDT)
维修方案组成
装备维修方案
使 任维 维 维 保诊维维计 特
用务
修
修算 有
状 效修 修 工 障断修约机 的
保障设备： 系统测试设备
环境： 普通车间
不要求定 期校正
基地级
修理厂/正常修理
对XYZ系统的维修保 障没有要求
修理厂/按需要检 修
根据飞机预定的检 修计划，对XYZ系统 进行检查和修复
数量指标： 没有要求
人员： 现有人力
保障设备： 与中继级相同
维修性要求
维修性
定性要求 · 维修可达性 · 标准化和互换性 · 方差错措施及识别标记 · 维修安全 · 检测、诊断要求 · 贵重件可修复性要求 · 人素工程要求 · 战斗损伤抢修要求 · 软件的维修要求
UT TT
=
Uptime Uptime + Downtime
•
使用可用度：Ao = OT
+ ST
OT + ST + TCM + TPM
+ ALDT
•
固有可用度：
Ai
=
MTBF MTBF + MTTR
• 可达可用度
BUAA—LC
Aa
= OT
OT + TCM
+ TPM
使用可用度——Ao
• 包括系统总工作时间内的所有时间
TCM
=
OT MTBF
MTTR
=
5000 50
× 0 . 5 = 50 ( h )
TPM
=
OT 1000
× 10 = 50 ( h )
ALDT
=
5000 50
× 20 = 2000 ( h )
ST = TT − ( OT + TCM + TPM + ALDT ) = 1660 ( h )
BUAA—LC
检测时间 检测时间
他他管管理理延延误误，，如如
BUAA—LC
基本作业
维修快？——可用性与可用度
• 定义
– 可用性（Availability）——装备在任一随机时 刻需要和开始执行任务时，处于可工作或可使 用状态的程度。
– 可用度——可用性的概率度量 – 战备完好性——军事单位接到作战命令时，实
施其作战计划的能力。
平均预防 性 维修时
间
BUAA—LC
符号 参数类型 使用 合同
定义
n
∑ λi M cti
M ct
=
i =1 n
∑ λi
i =1
√
排除一次ห้องสมุดไป่ตู้障所需修复
时间的平均值.其度量方法是,
√
在规定的条件和规定的期间 内,产品在任一规定的维修级
别上的总修理时间与被修复
产品的总故障数之比
m
∑ f pj M ptj
M pt =
性，并把这些特性结合到装备的设计中。 9 维修性设计评审、试验与评定要与维修工程相结合。
维修性的好坏通过维修体现
GE公司对该公司的在用大流量比涡扇发动机CF6-80A、 CF6-80C2和1985~1989年间450万小时工作的统计，在所 有空中停车事件中，约有30%是由于维护不当造成的，说 明了维修工作对飞行安全的重要作用。
管理 延误 时间
问题
维修快？
BUAA—LC
可用度的表达
• 系统总工作时间的分解
总工作时间（TT）
非工作时间
能工作时间 （UT）
工作时间 （OT）
待命时间 （ST）
不能工作时间 （DT）
总维修时间 非维修时间 （TMT） （ALDT）
TCM TPM C P
BUAA—LC
可用度的表达
•
基本表达式：
A
=