单位文秘网 2022-02-15 08:16:05 点击: 次
摘 要 军用越野汽车的通用质量特性是影响军车作战效能的重要因素。本文在分析军车研制过程各阶段工作任务和要求的基础上,阐述了通用质量特性的定义、工作任务、工作方法和指标要求,为整个研制过程的通用质量特性研究提供了理论基础和工作方法。
关键词 军用越野汽车 通用质量特性 研制过程 设计定型
中图分类号:U461. 5 文献标识码:A
随着军用越野汽车(以下简称“军车”)科技含量的增加和部队需求的提高,军车的通用质量特性即可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性(以下简称“六性”)的重要性日益凸显。在军车的研制过程中应用“六性”技术,可保障军车在服役期内满足实际使用要求,确保稳定的工作状态和技术性能。
军车通用质量的形成、保持、发挥、恢复与提高是一个复杂的系统工程,在立项论证之初就要提出科学合理的质量特性要求,在整个研制过程中通过设计和试验保证军车的通用质量特性要求。
1军用越野汽车研制过程
根据军用越野汽车的不同技术状态,军车研制过程分为不同的研制阶段,并在各阶段确定相应的工作任务和要求。研制过程分为方案论证阶段、初样车研制阶段、正样车研制阶段,通过部队试验和测试对发现和暴露的设计缺陷和故障隐患及时予以消除,最终达到设计定型的要求。
1.1研制方案论证
依据军用越野汽车《主要作战使用性能》的要求,围绕军车的技术先进性、质量可靠性、维修保障性等问题,承制单位通过充分的研究分析,明确研制任务和清单、完成整车造型设计、系统及总成方案优化、国军标“六性”大纲制定、研制工作网络计划制定及研制风险分析;开展详细的工程设计,对整车及各系统的研制方案进行工程设计确认;编制各系统设计文件;运用CAE分析手段进行仿真计算和校核。
经过研制方案论证、重点问题设计验证和工程设计评审,确定设计、计算、工艺、质量的合理性,以指导下一步的初样车研制工作。
1.2初样车研制
承制单位将方案论证结果体现到设计方案和图纸中,依据《初样车制造与验收规范》,采用科学的研发流程,按照正向设计开发理念进行初样车试制。
通过确定初样车状态和用途,编排试制计划、试制场地保障、人员保障、零部件库房管理;编制工艺文件,组织工艺评审;整车装配调试;试制问题记录与落实关闭措施等关键质量点的监督控制,有效保证初样车试制工作的质量与进度,确保初样车试制工作符合国军标的相关要求。
随后开展初样车基本性能及可靠性试验、专项性能试验和环境适应性试验。针对试验中暴露出来的问题,承制单位对相关零部件和系统进行结构改进、性能优化、试验验证、初样车评审,并及时分析和总结,有效验证并关闭问题,保证主要性能参数基本符合《主要作战使用性能》要求,攻克军车“六性”及人机工效、军民通用性和改装适应性等难题,直到具备转入正样车验证阶段的条件。
1.3正样车研制
承制单位在初样车设计、试制、试验的基础上,对系统、分系统和零部件进行较全面的性能计算分析及优化,完成零部件首件鉴定工作,完成正样车工程设计,完善各系统设计验证和潜在失效模式及后果的分析,对整车及各系统进一步校核确认,提升各项性能,完成“六性”及其它专项性能分析验证,在正样车试制阶段严格执行试制规范,有效验证正样车工程设计优化结果。
通过开展正样车鉴定试验和鉴定评审会,完成正样车研制,转入设计定型试验。
1.4设计定型和部队试验
根据《研制总要求》和《设计定型基地试验大纲》,总装备部汽车试验场组织实施军车设计定型基地试验。承制单位对试验进行跟踪并提供培训、维修、保养、咨询等技术服务工作。总装车船军代局派员参加基本性能及可靠性试验、专项性能试验和环境适应性试验,负责全程试验监督。
根据陆装军工产品定型委员会批准的部队试验大纲,设计定型部队试验由边防部队承试,针对试验中出现的故障问题,承制单位通过有效改进措施,完成设计定型试验的技术、管理双归零。
经试验验证,军车的主要结构、技术特性参数及各项性能指标应符合研制总要求规定的主要战术技术指标和使用要求,符合相关国家标准、国家军用标准、行业标准的规定。
2军用越野汽车通用质量特性
军用越野汽车通用质量特性即可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性,在军车研制过程中要重点关注各质量特性的工作任务、工作方法和指标要求。
2.1可靠性
可靠性是装备在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力。
军用越野汽车产品研制过程中,需从可靠性设计分析及可靠性试验两方面开展工作。可靠性设计分析包括利用可靠性计算分析专业软件建立军车可靠性分析模型;将军车可靠性指标分配至各系统,保证其明确可靠性设计目标;对各系统和总成进行设计故障模式、影响及危害性(FMECA)分析,识别I、II类潜在故障模式并重点进行控制。可靠性试验包括可靠性研制试验、重要故障分析改进及验证、可靠性试验及数据评估。
其中,可靠性分配是采用相似产品法将整车可靠性指标自上而下分配至各系统,整理获取相似产品的可靠性指标及各系统的失效率统计值,使系统设计人员明确可靠性指标要求,及时协调工作资源开展可靠性设计分析工作,确保整车能顺利达到预定的可靠性目标。
在军车研制过程中,应采用新的设计、优化结构、试验验证和选择优秀的零部件供应商等方法,有效降低发生的风险,提高实际产品可靠性水平。在设计中大量采用虚拟验证手段,对关键零部件进行静强度、安全系数以及疲劳寿命等模拟计算分析,降低开发风险,缩短开发周期。
军车可靠性的定量指标要求是指单侧区间估计置信度为90%时,军车基地试验平均故障间隔里程的最低可接受值符合研制总要求的规定。
2.2维修性
维修性是装备在规定的条件下和规定的时间内,按规定功能的程序和方法进行维修时,保持和恢复到规定状态的能力。
在维修性设计过程中,依据故障率分配法,将整车的维修性定量指标分配给各系统包含的在线可更换单元(LRU),依照维修经验对分配结果进行维修性指标分配、维修性建模、维修性预计和维修性定性分析等设计工作,并依据时间累积法,采用维修性模型的输入,预估执行各项基本维修作业所需时间作为预计整车平均修复时间的数据输入。
由产品设计师及相关专家对产品维修设计经验进行归纳和整理,结合维修性设计准则,形成适合于军车产品的维修性设计准则。利用形成的准则和已确定的LRU对型号产品进行定性和定量分析校验,确保其满足维修性的定性和定量要求。
维修性试验贯穿基地试验全过程。按照使用、维修和保养说明书的规定准备维修条件,维修工具主要为随车工具和基层级维修工具。按照试验大纲完成试验,并且对维修数据进行收集、整理、分类,利用规定的数据处理方法保证军车基层级平均修复性维修时间限值在要求范围内。
2.3保障性
保障性是装备设计特性和计划的保障资源能满足平时战备和战时使用要求的能力。
在研制过程中,保障性工作主要分为保障性分析和保障性设计两方面,并需充分考虑军车各型号间的通用性。
保障性分析工作包含确定分析对象、故障模式及影响分析(FMEA)、确定修复性维修工作项目、以可靠性为中心的维修分析(RCMA)、使用与维修工作任务分析(O&MTA)。通过保障性分析工作的开展,确定整车需要维修和保养的对象,分析可能存在的故障模式,确定需要进行的维修工作项目和保养工作项目,对维修和保养工作过程进行详细的分析。
通过保障性分析,对军车进行保障性设计。车辆使用的燃油及辅油的品种、规格与我军装备主要油品一致;具有完备的使用、维修和保养技术文件;显控屏可显示CAN总线采集的故障信息,同时具有帮助功能,在各功能界面提供帮助信息,指导用户操作;提供维修手册、故障判断说明、维修备件目录、整车技术条件等技术资料;配有丰富的使用维护培训资料,全面提供保障性支持;配备随车器材和维修保养工具满足驾驶员检查和保养要求,并在车上定位存放。
2.4测试性
测试性是装备能及时并准确的确定其状态,并隔离其内部故障的能力。
在研制过程中,根据产品特点及项目规划明确测试性工作目标、组织结构和职责、测试性工作项目以及测试性工作流程等内容。根据研制总要求的规定,军车设计应具有总线测试能力,可通过ODB口读取故障码,对故障进行判定和定位。
研制过程中需对军车进行测试性分析和设计。测试性设计分为三部分,信息采集、信息传递、信息处理和呈现。通过各类传感器对军车的运行状况、故障信息、报警信息等进行采集,引入车身电气控制模块、安全气囊模块、ABS等自动化配置,采用可靠性高、抗干扰性能优的CAN总线信息传输模式。整车的信息处理和呈现主要有三种方式,为综合显控信息平台、组合仪表和故障诊断仪。
整车的测试性诊断归为两类,机内测试系统 (BIT)和外部测试设备(ETE)。BIT设计使整车内部具备自我诊断、故障呈现的功能;ETE设计使整车具备检测功能,并以故障码的型式存储,通过外部诊断仪读取,进行故障的识别和定位。
测试性试验结合可靠性行驶试验进行,模拟被试品发生故障时,按照测试设备规定的方法,使用BIT和ETE进行故障的检测和隔离,测试设备能检测出预设故障、读取故障码、有效隔离故障。
2.5安全性
安全性是装备在生产、运输、储存和使用过程中不导致人员伤亡,不危害健康及环境,不给设备或财产造成破坏或损伤的能力。
根据研制总要求的安全性要求,结合汽车行业的产品特点,确定安全性工作需要进行初步危险分析、系统危险分析、使用和保障危险分析、安全性设计等工作。
通过实施初步危险分析工作,明确整车潜在的危险源,通过对危险源的产生原因以及可能导致的危险后果进行分析,获取作为系统危险分析工作的输入;结合初步危险分析结果和各系统功能特点进行分析,明确各系统可能存在的危险事件,对其进行系统性分析及评价,针对不可接受的危险事件给出相应的控制措施,以保证其风险等级减低至可接受水平;在完成整车的使用维修任务分析工作后,基于其分析结果实施使用和保障危险分析,确定在使用和维修产品的过程中可导致危险事件发生的各类潜在危险源,并对其进行评价;对于不可接受的危险事件采取适当的控制措施,以保证风险等级降低至可接受的水平。
通过安全分析识别出整车及使用和保障过程中存在的危险,进行通用安全性设计、电子产品安全性设计、机械产品安全性设计、安全防护装置设计以保障军车安全性的要求达标。
基地安全性试验主要从安全性检查、静侧翻稳定性试验、操纵稳定性试验、制动性能试验及驾驶员前视野参数测量等方面进行考察,军车安全性应满足研制总要求、国军标、国标及相关要求。
2.6环境适应性
环境适应性是指装备在其寿命期预计可能遇到的各种环境的作用下能实现其所有预定功能和性能和(或)不被破坏的能力。
依据研制总要求的环境适应性要求,结合军车产品特点,对型号产品进行寿命周期环境剖面分析、环境适应性设计、环境适应性试验等工作。
寿命期环境剖面从三维的角度来考虑:一维是寿命期状态,一维是平台环境,一维是工作载荷。将自然环境和诱发环境中各种环境因素(应力)类型和数据按事件的时序集合(或综合)便构成了产品寿命期环境剖面,结合研制总要求最终确定产品的环境适应性要求。
基于寿命周期环境剖面分析,确定型号产品在全寿命周期剖面内所经历的各种环境条件。为保证其能够满足环境适应性要求,从耐高低温、抗振动、抗冲击、耐低气压、防淋雨、耐盐雾腐蚀、涉水等方面进行设计保证。
军车环境适应性试验主要从严寒(冰雪)地区适应性试验、热区(干热、沙漠地区)适应性试验、高原地区适应性试验、室内环境试验四个方面进行考察,军车环境适应性的各项指标应满足研制总要求、国军标、国标及相关要求。
3结论
我国军用越野汽车的新技术含量不断提高,系统高度综合,软件比重大,新车不断批量交付部队,质量管理日益艰难,质量问题日益凸显。其中,军车通用质量特性是发挥综合效能的重要保证,是降低研制风险、确保研制与试验成功,以及安全完成任务的重要保证。因此,军车的通用质量特性研究已成为军车研制过程中需重点考虑的内容。
新阶段我军对军车研制提出了更高的要求。在军车研制过程中,应充分借鉴其它型号及相关单位产品的经验,借助国内外先进、成熟技术,贯彻通用化、系列化、模块化的设计思想,在工程设计、试验、试制过程中保证军车符合“六性”设计要求,加强“六性”的计划、设计、验证、改进的闭环管理,完善开发流程和规范,提高设计水平和研制质量。
在产品各系统及其组件、零部件设计过程中,充分利用军车设计结构,同步开发考虑民用型的共用,提高后续维修方便性及降低维修成本,使得军车产品性能在满足研制总要求的同时达到合理的成本消耗,并且兼顾未来发展需要。
参考文献
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[6] GJB 900A-2012,装备安全性工作通用要求[S].
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