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摘 要:本文通过对消防车辆装备服役时间的分解,分析了消防车辆的固有可用度、可达可用度以及使用可用度的定义,并采用可用度分解模型及定义相关的比例因子得到固有可用度与使用可用度的关系模型。简化了二者的转化关系,对消防车辆装备进行的粗略评估,不仅能为消防车的固有可用度的设计要求提供参考,同时也能反映出当前消防车的工作状态,为制定相应的管理措施提供重要依据。
关键词:消防车辆装备;服役时间;可用度;比例因子
消防车是装载各种消防器材与器具的移动式消防装备,是灭火与抢险救援的主要载体。虽然在近些年来,我国的消防科学技术取得了突破性的进展,使得我国在消防车的设计、以及制造工艺流程上日趋成熟,接近世界先进水平,但与国外消防车辆相比,也存在着不小的差距与不足。而我国消防车市场的无序性恶性竞争,使我国很难在新产品上有所创新,使得一些新型先进的消防车需要进口或者仿造国外的。这样就使消防车的投入经费占了很大的比重。由于进口车辆或仿制品的结构较为复杂,而现今我国对消防车辆的管理还没有形成一套较为科学的体系,对其作战效能缺乏一定的了解,使得很多车辆在其全寿命周期内没能发挥其应有的作用,造成了消防投入资源的极大浪费。
因此,针对我国消防车发展的特殊国情,对消防车辆作战可用性的评估就显得尤为重要。可用性评估不仅能反应当前消防车的现状,同时也为消防车辆的维修,保养提供重要依据,使得消防车管理能够有的放矢。
一、相关概念
(一)消防车辆装备服役时间的分解
相对于灭火与应急抢险救援的作战,消防装备对于消防战士来说,也应该属于军事武器装备。而对于军事装备而言,可用性是指装备在其服役的各个时间段内是否处于可用或者不可用的状态,因此,对于可用性评估需要对当前消防车辆的服役总时间段进行分解。消防车辆装备全寿命周期的时间与故障概率分布(浴盆曲线)如图1所示。
图1 浴盆曲线
消防车辆的全寿命周期包括早期失效期,偶然失效期,以及损耗失效期报废也就是退役阶段。而作战可用性评估主要是指第二个阶段,在这一阶段故障概率趋于稳定,最能够反映出消防装备的运行状态。
因此对于消防装备的总工作(服役)时间进行分解,如图2所示。消防车辆的预期总工作时间由能工作时间与不能工作时间组成。其中能工作时间包括出警工作时间( T0)与待命值班时间( TS)组成。待命值班时间指消防车处于能工作,而没有工作的待命状态,也就是时刻等待出动警报的备战状态。由于火灾等灾害事故发生的随机性使得消防车的工作特点是"养兵千日,用兵一时",故通常情况下: T0 不能工作时间由总维修时间(TMT )与总延误时间(TACD )组成。其中,总维修时间包括修复性维修总时间(TCM )与预防性维修总时间(TPM )。修复性维修总时间指消防车辆由故障状态向可正常工作状态转变所需要的时间;预防性维修总时间指通过对消防车辆系统性的检查与测试,以防止故障发生所需要的时间。总延误时间包括管理延误时间(TAD )与保障延误时间(TLD )。管理延误时间主要特指消防车辆在非故障条件下,未能按时到达工作领域投入战斗所耽误的时间,主要取决于指挥中心调度水平,道路交通环境的拥堵程度,消防站布局的合理程度。相对于一些进口消防车而言,保障延误时间指的是因等待国外原厂的维修技术人员与车辆备件运输所耽误的时间。
图2 消防车辆服役时间分解
(二)可用度的分类
可用度是可用性的概率度量,是指产品在任意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。用 A表示,则:
消防车在 t时刻的可用度为A (t)=P{F(t)=0}。此为消防车辆的瞬时可用度,衡量的是消防车在某一时刻的可使用的工作状态,与之前是否出现过故障或维修无关,若在这一时刻消防车辆的可靠性能高,就不容易发生故障,或者发生故障也会在较短的时间内修复,具有较强的可维修性。因此,可靠性与维修性决定着可靠度的优劣,也能看出综合保障性能的高低。
由于事故发生的具有不确定性,导致消防车辆的出警时间具有不确定性,采用瞬时可用度无法全面衡量消防车的性能,这就要需要稳态的可用度来衡量。而实际应用中的稳态可用度包括固有可用度、可达可用度以及使用可用度。
1、固有可用度
固有可用度 仅与消防车辆的工作时间和修复性时间有关,度量起来较为容易,在一定的限定条件下易于验证,经常被作为合同性指标。其计算模型公式为:
2、可达可用度
可达可用度Aa 是在固有可用度的基础之上,增加了预防性维修时间的因素,不考虑管理及保障延误的影响,是消防车辆装备在理想条件下所达到的最高的可用度。其计算模型公式为:
三、结论
通过对使用可用度模型的分解来对消防车辆进行评估,得到了固有可用度与使用可用度的关系。根据类比相同型号消防车辆全寿命周期内的服役与维保记录,统计大量的数据,得到相应的参数值。通过限定使用可用度的要求,可以推算出固有可用度的要求,为消防车的设计要求提供了有力的依据,反之,通过对合同中固有可用度的要求,也可以反应出当前车辆作战的可用性是否满足需求,以便于采取相应的措施使其可用性能保持在最佳状态,使得消防车的管理能够具有针对性。
这种方法属于解析法,能够对消防车辆可用性进行粗略的评估,但也存在很多不完善的地方。评估的精确性取决于各种时间比例因子的统计分析水平,并且有些数据统计起来较为困难。可用度的评估模型仅仅从时间的角度来分析,维度单一,而现实中消防车辆的可用性还与其他因素有关,应该是一个多维度的评估。
参考文献:
[1]张波.基于层次分析法的消防车辆效能评估方法研究[J].武警学院学报,2013,(10).
[2]陈凯,韩仁辉.军用车辆装备体系效能评估[J].四川兵工学报,2010,(12).
[3]刘建军,朱元景.军事装备可用性指标评估模型[J].四川兵工学报,2012,(7).
[4]杨建元.使用可用度分解方法研究[J].系统工程理论与实践,2005,(2).
[5]杨继坤,徐廷学.导弹武器系统可用度动态建模与分析[J].现代防御技术,2014,(3).
作者简介:吴景泰(1964-),男,辽宁岫岩人,沈阳航空航天大学,教授,硕士生导师,从事安全经济学、公司理财等方面研究;张志宇(1987-),男,辽宁抚顺人,沈阳航空航天大学硕士研究生,研究方向:安全经济学。
关键词:消防车辆装备;服役时间;可用度;比例因子
消防车是装载各种消防器材与器具的移动式消防装备,是灭火与抢险救援的主要载体。虽然在近些年来,我国的消防科学技术取得了突破性的进展,使得我国在消防车的设计、以及制造工艺流程上日趋成熟,接近世界先进水平,但与国外消防车辆相比,也存在着不小的差距与不足。而我国消防车市场的无序性恶性竞争,使我国很难在新产品上有所创新,使得一些新型先进的消防车需要进口或者仿造国外的。这样就使消防车的投入经费占了很大的比重。由于进口车辆或仿制品的结构较为复杂,而现今我国对消防车辆的管理还没有形成一套较为科学的体系,对其作战效能缺乏一定的了解,使得很多车辆在其全寿命周期内没能发挥其应有的作用,造成了消防投入资源的极大浪费。
因此,针对我国消防车发展的特殊国情,对消防车辆作战可用性的评估就显得尤为重要。可用性评估不仅能反应当前消防车的现状,同时也为消防车辆的维修,保养提供重要依据,使得消防车管理能够有的放矢。
一、相关概念
(一)消防车辆装备服役时间的分解
相对于灭火与应急抢险救援的作战,消防装备对于消防战士来说,也应该属于军事武器装备。而对于军事装备而言,可用性是指装备在其服役的各个时间段内是否处于可用或者不可用的状态,因此,对于可用性评估需要对当前消防车辆的服役总时间段进行分解。消防车辆装备全寿命周期的时间与故障概率分布(浴盆曲线)如图1所示。
图1 浴盆曲线
消防车辆的全寿命周期包括早期失效期,偶然失效期,以及损耗失效期报废也就是退役阶段。而作战可用性评估主要是指第二个阶段,在这一阶段故障概率趋于稳定,最能够反映出消防装备的运行状态。
因此对于消防装备的总工作(服役)时间进行分解,如图2所示。消防车辆的预期总工作时间由能工作时间与不能工作时间组成。其中能工作时间包括出警工作时间( T0)与待命值班时间( TS)组成。待命值班时间指消防车处于能工作,而没有工作的待命状态,也就是时刻等待出动警报的备战状态。由于火灾等灾害事故发生的随机性使得消防车的工作特点是"养兵千日,用兵一时",故通常情况下: T0
图2 消防车辆服役时间分解
(二)可用度的分类
可用度是可用性的概率度量,是指产品在任意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。用 A表示,则:
消防车在 t时刻的可用度为A (t)=P{F(t)=0}。此为消防车辆的瞬时可用度,衡量的是消防车在某一时刻的可使用的工作状态,与之前是否出现过故障或维修无关,若在这一时刻消防车辆的可靠性能高,就不容易发生故障,或者发生故障也会在较短的时间内修复,具有较强的可维修性。因此,可靠性与维修性决定着可靠度的优劣,也能看出综合保障性能的高低。
由于事故发生的具有不确定性,导致消防车辆的出警时间具有不确定性,采用瞬时可用度无法全面衡量消防车的性能,这就要需要稳态的可用度来衡量。而实际应用中的稳态可用度包括固有可用度、可达可用度以及使用可用度。
1、固有可用度
固有可用度 仅与消防车辆的工作时间和修复性时间有关,度量起来较为容易,在一定的限定条件下易于验证,经常被作为合同性指标。其计算模型公式为:
2、可达可用度
可达可用度Aa 是在固有可用度的基础之上,增加了预防性维修时间的因素,不考虑管理及保障延误的影响,是消防车辆装备在理想条件下所达到的最高的可用度。其计算模型公式为:
三、结论
通过对使用可用度模型的分解来对消防车辆进行评估,得到了固有可用度与使用可用度的关系。根据类比相同型号消防车辆全寿命周期内的服役与维保记录,统计大量的数据,得到相应的参数值。通过限定使用可用度的要求,可以推算出固有可用度的要求,为消防车的设计要求提供了有力的依据,反之,通过对合同中固有可用度的要求,也可以反应出当前车辆作战的可用性是否满足需求,以便于采取相应的措施使其可用性能保持在最佳状态,使得消防车的管理能够具有针对性。
这种方法属于解析法,能够对消防车辆可用性进行粗略的评估,但也存在很多不完善的地方。评估的精确性取决于各种时间比例因子的统计分析水平,并且有些数据统计起来较为困难。可用度的评估模型仅仅从时间的角度来分析,维度单一,而现实中消防车辆的可用性还与其他因素有关,应该是一个多维度的评估。
参考文献:
[1]张波.基于层次分析法的消防车辆效能评估方法研究[J].武警学院学报,2013,(10).
[2]陈凯,韩仁辉.军用车辆装备体系效能评估[J].四川兵工学报,2010,(12).
[3]刘建军,朱元景.军事装备可用性指标评估模型[J].四川兵工学报,2012,(7).
[4]杨建元.使用可用度分解方法研究[J].系统工程理论与实践,2005,(2).
[5]杨继坤,徐廷学.导弹武器系统可用度动态建模与分析[J].现代防御技术,2014,(3).
作者简介:吴景泰(1964-),男,辽宁岫岩人,沈阳航空航天大学,教授,硕士生导师,从事安全经济学、公司理财等方面研究;张志宇(1987-),男,辽宁抚顺人,沈阳航空航天大学硕士研究生,研究方向:安全经济学。