基于任务驱动的复杂装备维修器材初始供应方法研究

基于任务驱动的复杂装备维修器材初始供应方法研究程卫平1 周传忠1 周献刚2 赵汝岩31.海军驻北京地区特种导弹专业军事代表室，北京 100841；2.91515部队，海南 三亚 572016；3.海军航空工程学院7系，山东 烟台 264001摘要：本文通过分析现有装备维修器材初始供应规划方法存在的弊端，提出一种基于任务驱动的维修器材初始供应规划方法，阐述了该方法的总体思路和基本步骤，有助于指导复杂装备维修器材的初始供应计划制定和供应决策确定等维修器材保障工作的开展。

关键词：维修器材；任务驱动；供应方法中图分类号：TJ07 文献标识码：A 文章编号：1671-5586（2016）14-0262-02武器装备维修器材初始供应就是按照一定规则和约束确定在装备初始供应期内（交付部队2～3年内）维修器材需求的品种和数量，以此为基础制定形成系列的供应标准，以便能够为初始供应期内维修器材订货、筹措、贮存、消耗和补充提供依据[1]。

维修器材的供应标准制定不是一次完成的，而是要经过不断的修改和完善。

目前，国内外初始供应期内的维修器材规划主要以保障概率和平均保障延误时间为定量要求，例如：保障概率约束法、经验测算法、相似类似法、需求分析法等大多以上述两个指标为最优条件制定的[2-4]。

这种方法在具体工程实践中存在一定弊端，具体表现为以下两点：一是没有涵盖维修器材使用的全部范围；二是没有与装备任务执行状态直接关联。

为解决上述两个问题，本文提出一种基于任务驱动的复杂装备维修器材初始供应规划方法，在原理、方法、内容上既考虑了维修任务在初始供应期内对维修器材的需求，又将作战使用要求纳入了维修器材规划的范畴。

1 基于任务驱动的维修器材初始供应规划方法总体思路基于任务驱动的维修器材初始供应规划方法区别于以往方法的关键之处在于，首先根据复杂装备的作战使用和技术特点，将维修器材的使用模式划分为常态化任务消耗和维修备换消耗两类，以此为依据相应地将维修器材进行划分，并按照各类维修器材的特点相应地制定初始供应期内品种和数量的估计与测算方法，从而形成系列消耗定额标准和供应技术文件，供各级机关、部队和器材承研承制单位进行维修器材初始供应期内的订购、筹措使用。

基于任务驱动的维修器材初始供应规划体系框架如图1所示。

2 基于任务驱动的维修器材初始供应规划具体工作步骤基于任务驱动的复杂装备维修器材初始供应规划主要工作步骤内容如下：（1）任务分解。

按照复杂装备承担使命和技术特点，确定常规任务和维修任务的具体内容框架。

复杂装备维修器材初始供应规划应从两个部分开展分析，一方面是从复杂装备常态化任务入手，目的是满足装备执行常态战备值班、日常训练、状态恢复等任务所需的各类消耗性器材供应需求；另一方面是从复杂装备维修任务分工入手，目的是满足装备在日常开展日常修理、维护、保养活动中所需的各类器材和备件。

复杂装备服役阶段可分为接装验收阶段、贮存定检阶段、战备弹转进阶段、装艇及出航准备阶段、战备巡航阶段、发射阶段、恢复阶段等七个阶段，各阶段主要工作为：接装验收阶段：主要包括部队在技术阵地进行的装备的检测验收及入库贮存等工作。

贮存定检阶段：主要包括贮存管理、维护保养以及定期检测等工作。

装备转进阶段：主要包括装备不同等级转进等工作。

作战准备阶段：主要包括装备作战前的定期维护和检测，确保武器系统处于良好状态。

使用阶段：主要包括装备的发射准备、发射预备和发射。

恢复阶段：主要包括发射后状态恢复或未发射的装备退回技术阵地所开展的相关技术工作等。

图1 基于任务驱动的维修器材初始供应规划体系框架（2）维修器材类型划分。

依据常规任务和维修任务的具体内容框架将维修器材按照战备转级消耗器材、人员训练消耗器材、维修消耗器材、维修更换备件四类进行划分。

①战备转进消耗器材。

指在复杂装备在技术阵地完成战备等级转进（含状态恢复）过程中必然消耗的器材，其品种由复杂装备技术准备操作规程和作战使用流程确定，数量由复杂装备年动用率和承研承制单位给出的装备使用技术文件决定。

②人员训练消耗器材。

指在人员在技术阵地开展相关训练科目过程中必然消耗的器材，其品种不超出复杂装备战备转进消耗器材范围，数量由开展训练的科目、训练次数和复杂装备使用技术文件决定。

③维修消耗器材。

指在复杂装备、训练装备、技术保障装备在基层级修理、维护、保养过程中消耗的器材，其品种由使用技术文件和维修保障方案决定，数量由各类装备的可靠性、维修性等技术指标决定。

④维修更换备件。

指在复杂装备、训练装备、技术保障装备在基层级修理使用的备换单机或设备，其品种由维修保障方案决定，数量由各类装备的可靠性、维修性等技术指标决定。

（3）确定复杂装备作战使用流程。

依据复杂装备相关作战使用技术文件，确定复杂装备作战使用流程。

（下转第280页）由于电动汽车的效率（在实际中也包含发电厂的发电效率）是发动机汽车的1.5倍左右，并且在排气规定严格的市内十分有优势。

此外，电动车没有空载的情况，等待信号灯的时间内可以不消耗能量，从而达到节省能量的目的。

并且由于不存在发动机转动而更加安全。

另外与发动机汽车相比，转矩控制响应速度提高了10倍以上，具有譬如较快的加减速、防滑控制以及缓慢刹车控制等相应平顺性和安全性等优势。

异步电动机是在电动汽车专用的电动机由直流电动机过渡到交流电动机不久使用的电动机，在中小型汽车中，PM 电动机是主流，但在大型汽车中，异步电动机依然经常采用。

PM电动机中，永久磁铁的价格和高速时的效率问题仍然是悬而未决的课题。

而异步电动机高速情况下效率优良，目前实际应用的例子很多，人们还在不断地对其进行深入的研究，同时对其最多效率的控制，以及无传感器控制的适用性的研究也在进行着。

此外，对于异步电动机本体的研究也很盛行，为了得到高效率，转子绕组采用了铜铸件，有转速逼近20000r/min的高速化倾向。

但在日本、欧洲，PM电动机作为电动汽车专用的电动机，正在建立起巩固的地位。

随着高性能永久磁铁的批量生产和价格的降低，进一步促进了其发展。

而如何将Ld/Lq设计得大一些是最关键的点，此外，对磁回路磁场强度等的解析也是必要的。

虽然Ld/Lq的理论值可以达到10左右，但是目前实际中只能达到3～5。

通过这个值，人们期望即使在高速领域内，PM电动机也可以得到优于异步电动机的特性。

怎样才能有效利用磁阻转矩，怎样才能减小齿槽转矩和转矩脉动等，与此相关的结构设计被认为是关键点，人们也期待今后PM电动机的持续的发展。

相对于这些，同步磁阻电动机模型明确，控制规则也很容易得到，控制器的设计也很简单。

但是，由于是作为电动汽车专用的电动机，一般情况下为了改善功率因数，有必要增大凸极比，也有必要在转子的结构上下工夫。

对于硅钢和非导磁材料相互交替沿轴向叠压而成的轴向叠片式的转子，在有此结构的电动机中，功率因数和异步电动机一样甚至更高，有望作为电动汽车专用的电动机。

但是，如果结构复杂，加工以及强度上都会有问题。

另一方面，提高生产率的磁阻式（通过冲压硅钢板，从而形成大多数的槽）的转子也被提出。

总之，这些形式的电动机中，能达到电动汽车所要求的功率数量级的都还未达到试制阶段。

电动汽车与汽油汽车相比，具有一次充电续驶里程短的缺点，但是由于它的电气控制性能高，因此可以具有普通发动机所没有的各种高性能。

这是由于这里所用的电力变流器，在早期较之控制性能更注重其小型轻量化，高效率化，无公害化等一系列的硬件问题，这些问题由于各种技术的发展已经的以解决。

而近年来先进控制技术也得到了发展，柔性控制方法同样得到了重视。

作为电动汽车特有的技术，尤其使从小型轻量化的角度出发，对冷却方式、集成封装技术、高效电力变流器、低噪声化等技术开发提出要求。

并且，一直以来这些技术都归结于控制技术，譬如，高效率控制、高效率电力回收控制、高速转矩控制、无速度（位置）传感器化等方法得到了积极采用。

3 结论展望未来的几十年，在新技术的支持下，电力牵引传动和控制系统将继续发展。

中短期内的创新潜力是用永磁同步电机的直接传动、用巾频变压器或用高温超导变压器取代重量和损耗大的车载变压器；燃料电池为车辆独立自主供电开创了新的可能；用储能器有更充分利用能量的潜力。

从1975年起，用磁场定向调节取代了起初使用的电流一转差率特性曲线控制。

从1987年起又采用直接自调节以及如今用高动态性的不用电动机转速传感器的调节方法所取代。

近30年电力电子技术不断更新电气化的传动技术，而使用IGBT技术义使电力电子技术得到发展，这里更大的创新只有寄希望于碳化硅技术的突破。

此外，电力电子技术的发展与其开环和闭环控制技术的发展是密不可分的。

微电子技术的迅速发展，促使开环和闭环控制技术有类似于电力电子技术的动态发展。

尤其是三相交流传动技术需要综合方法和很高的计算能力，这只有在用微计算机以及进一步发展成信号处理器的情况下才能经济使用。

参考文献[1]刘友梅.论电力牵引轨道交通的技术发展[J].中国工程科学，2000，2（6）：51-55.[2]D.Horstmann.电气化铁路传动技术100年的发展（一）[J].变流技术与电力牵引，2004（1）：1-6.[3]黄济荣.现代控制理论与交流电机调速（III）——智能控制（2）[J].机车电传动，2005（3）：1-6.[4]龙谷宗.我国电力牵引变压器技术现状及展望[J].电力机车与城轨车辆，2006，29（2）：5-6.[5]杨旭丽.机车牵引电机一致性问题与匹配[J].电机技术，2006（4）：79-80.[6]Jean-pierre CHARLANNE.2006年的世界高速铁路[J].机车电传动，2007（1）：1-4.[7]W.D.Weigel.先进的交流电传动现状和展望[J].变流技术与电力牵引，2004（3）：1-7.[8]邓小军.国产化CRH2型200km/h动车组及技术创新[J].机车电传动，2008（1）：1-6.[9]陈清泉.现代电动车、电机驱动及电力电子技术陈清泉院士论文选集[M].北京：机械工业出版社，2005.作者简介：王辰光（1986年3月，男），籍贯河北省衡水市，单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，诊断工程师，本科，电气。

（上接第262页）（4）确定复杂装备维修保障方案。

按照FMECA—RCMA —MTA—LORA的保障性分析法步骤，在借鉴相近型号装备的使用情况的基础上，确定该复杂装备的维修保障方案。

（5）估计和测算各类型维修器材数量。

首先依据复杂装备作战使用流程和维修保障方案，按照GJB4355《备件供应规划要求》中的相关要求规定估计复杂装备初始供应期内基层级所需的战备转级消耗器材、人员训练消耗器材、维修消耗器材、维修更换备件的品种。

根据初步确定的战备转级消耗器材、人员训练消耗器材、维修消耗器材、维修更换备件的品种的物理属性（如：指数寿命型、威布尔寿命型、正态寿命型），确定初始供应期内维修器材估算方法与程序。