舰船电子装备技术状态评估方法研究

王 刚

中国船舶重工集团有限公司第七一 O研究所，湖北 宜昌 443003

摘要：结合ADC方法及模糊综合评价法，提出了一种基于ADC效能模型的舰船电子装备技术状态评估方法，方法具有广泛的适用性及实用性。并以具体舰船雷达装备为例，详细论述了该方法的评估思路以及具体应用步骤，最后给出了评估系统的实现思路。

关键词：舰船；电子装备；技术状态；评估方法

1 引言

舰船电子装备技术状态是指电子装备在指定时刻的总体技术特性，是装备各种技术特性的综合。随着舰船电子装备的现代化，各类装备技术状态的高低成为决定部队战斗力的重要因素，及时、准确和动态掌握装备的技术状态，已成为舰船电子装备管理的一个重要目标。通过评估舰船电子装备的技术状态，可以考核现有装备是否能够满足作战任务要求及其满足程度，为优化和改善装备的配置和相应的保障工作提供重要决策依据，同时，利用舰船电子装备技术状态评估过程中提供的相关数据，还可以为相关设备的研制、改进、以及其他类型的舰船装备的技术状态评估提供数据支撑和参考。

目前，已有部分文献对舰船装备技术状态的评估问题进行了一定的研究^[1-4]，常见的设备综合评判方法有层次分析法、模糊综合评价法、神经网络法等。本文借鉴ADC方法的思路，提出了一种基于ADC效能模型的舰船电子装备技术状态评估方法，方法结合了ADC方法及模糊综合评价法的优点，具有广泛的适用性及实用性。下面以舰船某型雷达装备为例，说明利用该方法评价舰船电子装备技术状态的具体步骤。

2 建立评估指标体系

指标，是指计划中规定达到的目标。舰船电子装备技术状态评估指标是指一组能够全面反映装备技术状态能力的、定性或定量描述的评估参数，评估指标体系是指反映舰船电子装备技术状态评估对象各个要素指标所构成的有机整体。建立一套科学完整、行之有效的评估指标体系，是进行舰船电子装备技术状态评估的基础和先决条件。

评估指标体系的建立需要遵循系统性、实用性、可行性等原则。评估指标的建立可以充分考虑舰船电子装备实际使用的设计功能、性能指标、使命任务等参数。下面以某型雷达装备为例建立如表1所示的评估指标体系。

表1 某型雷达装备的评估指标体系

3 评估方法

舰船电子装备技术状态评估方法研究的是在建立的评估指标体系的基础上，解决各个独立指标的数值量化及权重问题，并建立评估数学模型，得出详细的技术状态信息。因此，研究技术状态评估的重点是相关评估指标的权重选择和评估数学模型的建立。文章借鉴ADC方法，提出一种电子装备技术状态评估方法，其评估模型为结合模糊综合评价法的ADC模型。ADC模型中的三要素分别为装备可用性（A）、装备可靠性（D）和装备任务完成能力（C）^［5］。

以某型雷达装备为例，对装备进行分解，确定与技术状态有关的变量，并且依据变量间的相互关系及影响，隶属关系，进行组合，形成一个电子装备技术状态评估模型，具体结构如图1所示。

图1 舰船电子装备技术状态评估结构模型

3.1 确定评估因素（指标）

评估因素由建立的评估指标体系决定，通常包括装备的主要功能、技术指标等。具体将装备的哪些功能及指标参数作为评估因素，需要在实际应用中根据装备的实际使命任务，参考专家意见进行选取。对于某型雷达装备，可以根据表1所示确定相应的评估因素，如图1中最底层所示。

3.2 评估装备可用性、可靠性及完成任务能力

3.2.1 装备可用性评估

装备的可用性评估采用模糊综合评价方法。通过对电子装备功能完整性的统计分析，得到装备可用性指标。

1．选取能表征该电子装备技术状态的主要功能作为评价因素，具体参与评价的功能项目通常可以由专家选取。如表2所示，表中给出了表征雷达装备可用性的七个评价因素。

表2 某型雷达装备的可用性评价因素

2．分别判断每种功能的状态，功能状态指的是装备使用中统计数据记录的实际功能与装备的设计功能比较后的状态描述，反映了装备功能的正常程度。可以将功能状态分为：功能正常、功能基本正常、功能故障（丧失）三种，同时为每一种功能状态赋值，如功能正常为0.9，功能基本正常为0.7，功能故障为0.5，得到装备功能等级矩阵M：

在实际应用时，可以由装备使用人员按装备的实际状态填写下表；

表3 功能状态打分表

最终，可以根据表3得到某型雷达装备的功能状态矩阵U：

3．根据这些功能相对评价雷达可用性的重要程度，采用专家打分法，确定每一功能的相对权重，得到权重矩阵B；

可知，

4．采用加权法可求得某型雷达装备可用性矩阵A：

其中， 指装备分别处于功能正常、功能基本正常、功能故障状态的概率。

3.2.2 装备可靠性评估

装备的可靠性是指装备正常工作的概率。通过对装备各种故障发生的频率、故障修复的时间等数据进行统计分析，可以得到装备可靠性矩阵D：

其中， 指装备从一种状态（功能正常、基本正常或故障状态）转变到另一种状态的概率，且

具体应用中，由平时记录的装备平均故障间隔时间（MTBF）和平均修复时间（MTTR）或其对应的故障率（λ）和修复率（μ）来求得装备可靠性矩阵D。

3.2.3 装备任务完成能力评估

装备的任务完成能力是指装备能完成的使命任务占设计的使命任务的比例。利用装备的性能指标及设计时的任务使命，结合装备所要完成的任务，在建立的数学模型的基础上可以计算装备的任务实现能力，具体的步骤如下：

1．结合装备具体任务，选取装备完成该任务能力的主要评价因素，通常为装备与实现该任务有关的主要指标参数。如表4所示，表中给出了当雷达装备完成对海警戒任务时，其任务完成能力的七个评价因素：

表4 某型雷达装备的任务完成能力评价因素

2．根据实际性能指标与正常性能指标间的差值确定装备任务完成能力的隶属度，将评价因素量化，差值越小，性能越高，差值越大，性能越差。

3．根据差值大小判断每个性能指标的状态：性能正常、性能基本正常（可降级使用）、性能故障（丧失）。分别为每一个指标赋值，如性能正常为0.9，性能基本正常为0.7，性能故障为0.5，得到装备性能等级矩阵M：

实际应用时，由装备使用人员按装备的实际状态填写下表：

表5 装备性能指标状态打分表

由填写的指标等级，可以得到性能指标状态矩阵V：

4．根据这些性能指标相对评价雷达完成对海警戒任务能力的重要程度，采用专家打分法，确定每一个性能指标的相对权重，得到权重矩阵B：

可知，

5．最后可以利用加权法求得装备任务完成能力矩阵C：

其中， 指装备处于某一种状态（功能正常、基本正常或故障状态）时完成指定任务的概率。

3.3 评估舰船电子装备的技术状态

在以上步骤基础上，由装备的可用性A、可靠性D和任务完成能力C可以评估出装备完成某一指定任务时的技术状态，评估模型如下式所示：

由计算得出的状态值E可以评估出单装雷达的技术状态，分为三种状态：良好、勘用、故障。这三种状态的E值范围，应根据实际情况来确定。例如可以划分如下：良好（E≥0.8）、勘用（0.8＞E≥0.6）、故障（E＜0.6）。可以看出，针对不同的任务，装备的技术状态可能是不同的，因此，评价时应密切结合装备任务来进行。

4 系统实现

为了使舰船电子装备技术状态评估标准在实际工程中得到应用，需要设计开发相应的软件系统，系统的功能结构框架如图2所示。

图2 评估软件系统功能结构

5 结论

文章结合ADC方法及模糊综合评价法，给出了一种实用的舰船电子装备技术状态评估方法，该方法可以推广应用到舰船机械、机电设备上。利用本文提出的思路和方法，可以快速、准确、实时地掌握舰船装备系统的运行状态，进而根据得到的具体数据进行相应的科学决策，使装备尽快形成战斗力并能持续发挥其最佳效能。

参考文献

[1] 吴晓平,汪玉.舰船装备系统综合评估的理论和方法[M].北京：科学出版社，2007

[2] 金家善,严华,谭猛泉等.舰用设备技术状态综合评估的结构完整性模型[J].船舶工程,2003,25(6):64-67

[3] 陈玲,蔡琦,蔡章生.船用核动力装置技术状态综合评估模型研究[J].船海工程,2006,(2):22-24

[4] 金家善,谭猛泉,孙丰瑞. 基于贴近度的机械设备技术状态综合评估方法[J].海军工程大学学报,2003,15(2):1-5

[5] 沈浩等.海军装备作战效能评估研究［M］.海潮出版社,2004

Research on Ship Electronic Equipment Technical Condition

Evaluation Method

Abstract: According to ADC method and fuzzy integrated evaluation method, a ship electronic equipment technical condition evaluation method based on ADC efficiency model is put forward. This method has wide applicability and practicability. By analyzing concrete ship radar equipment, the evaluation process and detail steps of this method are discussed. The realization method of the evaluation system is presented.

Key Words: Ship Electronic Equipment; Technical Condition; Evaluation Method

6