雷达装备管理概论
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2.1.1 战备完好率

战备完好率,是指当要求投入作战时,装备准备好能够执行规定任务的概率。战备完好率模型的建立不仅要考虑装备的固有特性(如可靠性、维修性和保障性等),而且要考虑装备的使用和维修保障条件。因此,既可以根据装备的可靠性、维修性要求和使用保障要求导出战备完好率指标,又可以根据战备完好率指标要求去规划、修正装备的可靠性、维修性要求和使用保障要求。

2.1.1.1 战备完好率基本模型

假定装备的战备完好状态是:在上次执行任务中,若装备没有发生故障,则处于完好状态,可以按要求执行下次任务;若装备发生了故障,但维修时间不超过再次执行任务前的间隙时间,则不影响执行下次任务。因此战备完好率不仅要考虑装备的可靠工作时间和修理时间,而且要考虑待命闲置时间。战备完好率可用式(2-1)表示:

img

(2-1)

式中,img——战备完好率;

img——上次任务无故障概率;

img——任务持续时间;

img——上次任务发生故障,但其维修时间img小于再次使用前间歇时间img的概率。

从该装备执行上次任务后处于待修状态的瞬间开始计算,至下次任务到达前该系统将充分恢复其规定状态的概率为

img

(2-2)

式中,img——维修时间概率密度函数;

img——两次任务时间间隔的概率频度函数。

式(2-2)中右边括号内的积分是在经过变量时间img以后,第二次任务开始的概率。

2.1.1.2 战备完好率模型分析

1.imgimg都按指数分布时的战备完好率

img为故障平均修复时间,img为第二次任务前的平均间隔闲置时间,则

img

(2-3)

代入式(2-1)得

img

(2-4)

式中,imgimg为平均无故障工作时间。

2.img按指数分布,img为常数时的战备完好率

式(2-2)的战备完好率模型为

img

(2-5)

代入式(2-1)得

img

(2-6)

式中,img

3.每次执行任务的持续时间不一定相同时的战备完好率

假设每次任务持续时间img的概率密度函数为img,可得

img

(2-7)

img

(2-8)

式中,img——每次任务持续时间;

img——装备在执行上次任务中无故障的概率,img

img——装备在执行上次任务中,发生一个或多个故障的概率,imgimg

img——装备发生了故障,在下次任务到来之前修复的概率。

4.根据战备完好率要求确定装备的可靠性和维修性

考虑机内自检设备的检测性时的战备完好率为

img

(2-9)

式中,img——规定的再次出动准备时间或允许的最大维修停机时间;

img——在完成上次任务或开始接到报警之后再次出动准备时间img内装备可用的概率;

img——任务可靠度;

img——被检测出的故障在img内修复的概率;

img——如果系统发生故障,机内自检设备的正确检测率。

根据式(2-9),若已知任务可靠度、任务持续时间、再次出动准备时间、故障检测概率和战备完好率,则可以得出可靠性和维修性参数指标。

1)计算维修性参数指标

根据式(2-9)得

img

(2-10)

若装备维修度服从指数分布,则由img得平均修复时间(MTTR)为

img

(2-11)

例2-1:已知装备任务持续时间为8h,再次使用间隔时间为30min,任务可靠度为0.8,装备再次出动时可用的概率为0.95,装备的自检正确概率为90%,求装备平均故障维修时间?若已知最大修复概率为0.95,求为修理被检测出的故障所需的最大维修时间?

解:已知img=8h,imgimgimgimgimg,可得检测出的故障在img内修复的概率为

img

img=img

img

2)计算可靠性参数指标

根据式(2-9)得可靠性参数为

img

(2-12)

由例2-1有,img=8h,imgimgimgimg(MTTR=17min),代入式(2-12)可得

img

若可靠度用指数分布表示,则有

img

故平均无故障工作时间为

img

可见,任务持续时间、再次出动准备时间和战备完好率等是作战需求指标,而可靠性、维修性、检测性等则是需要根据各种因素进行综合权衡后确定的指标。