CN106250993A - 一种基于舰船维修剖面的测量设备计量周期调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于舰船维修剖面的测量设备计量周期调整方法，包括以下步骤：根据舰船的结构确定其各个组成系统或设备参数重要性；根据各组成系统或设备参数的参数重要性以及测量模型，确定测量设备的重要性；根据测量设备重要性和参考计量周期性拟定其初始计量周期；根据舰船实际维修剖面，计算不同维修级别的维修间隔时间；基于测量设备重要性，对舰船测量设备的初始计量周期和维修间隔时间进行拟合，对各个测量设备的计量周期进行调整。本发明有效的解决了测量设备的计量周期调整方案均不适用于舰船测量设备的问题。

Description

一种基于舰船维修剖面的测量设备计量周期调整方法

技术领域

本发明涉及计量保障技术领域，具体涉及一种基于舰船维修剖面的测量设备计量周期调整方法。

背景技术

通常，测量设备或测量系统的测量特性会随着时间发生变化，由于设备系统的老化、错误操作以及机械或温度变化等原因导致其不可靠测量风险增大，周期性计量(检定或校准)一直以来都被视为用于解决测量设备或测量系统不可靠测量的一个极为有效的手段。测量设备或测量系统两次连续计量之间的时间间隔称为计量周期，而计量周期的制定是一个均衡计量成本和测量风险的过程，如果计量周期过短，或者频率过高，虽然能提高测量系统或测量设备在允差情况下的测量可信度，但会导致较高的计量成本和较低的使用效率；反之，若计量周期过长或者频率较低，又会增大测量系统或测量设备在超差情况下使用的可能性。

测量设备的计量周期由实验室管理，一般测量设备检定规程或校准规范所规定其计量周期，而这些依据文件制定时对测量设备计量周期的认识有限，或者缺少计量数据分析手段，其规定的计量周期大多并不是该类测量设备计量成本与测量风险的最佳均衡，因此在特定环境中使用测量设备时，应根据其特殊情况对其计量周期进行调整。

目前，本领域主要的测量系统或测量设备(仪表)的计量周期调整方案主要有以下四种：

(1)运用随机模型来调整计量周期，通过统计漂移建立维纳过程，这种方案需要大量的计量数据；

(2)意大利人Carbone利用计算机仿真对计量周期进行了深入的分析，给出了直接反应法SRM(Simple Response Method)参数调整与可靠性指标之间的关系；SRM法基于计量结果，简便实用，但其固有的迭代特性对计量结果的积累有较高的要求；

(3)南京理工大学博士朱立锋采用田口(Taguchi)质量损失模型对测量设备的最佳计量周期进行调整，该方案从质量经济性出发,使用马氏距离度量多元测量质量特性，应用田口二次质量损失函数，以数字信号源为例推导出最佳计量周期的计算公式，可见该方案着重于经济目标,缺乏对测量设备测量可靠性目标的考虑；

(4)中国台湾学者LinKuo—huang等人基于我国学者邓聚龙教授在20世纪80年代中期提出的灰色系统理论(邓聚龙著.灰色控制系统[M].第二版.武汉:华中科技大学出版社,1993.85-96)，通过灰色系统建模预测测量系统或测量设备的计量周期，研究使用计量的历史数据对测量系统或测量设备的参数建立GM(1,1)模型，并将模型用于灾变预测，所预测出的灾变日期即为计量时机(计量周期)，该方案需要使用参数的大量历史数据。

相比一般性测量设备的计量管理，舰船测量设备的计量管理具有以下其特殊性：

(1)舰船测量设备的标识系统是以其在舰船的位置为唯一性标识，而舰船测量设备的计量机构是基于实验室标识系统对其进行计量，即以测量设备的编号为唯一性标识；两种不同的标识系统造成测量设备的计量结果和数据缺乏可参考性，同时，舰船测量设备和实验室计量的管理模式不同，造成针对舰船测量设备位置的测量设备计量数据和结果的样本积累工作存在巨大困难，因此，现有基于计量数据和结果的计量周期的调整方案无法应用于舰船测量设备；

(2)舰船有其特殊的任务和使命，测量设备计量工作是为其服务的，因此舰船测量设备的计量工作不能影响舰船的正常使用，舰船测量设备计 量周期必须符合舰船的工作规律，而现有的测量设备计量周期调整方案都是针对实验室管理模式下的测量设备，没有考虑舰船的工作规律。

综上所述，因测量设备计量数据积累、舰船工作规律等原因，现有测量设备的计量周期调整方案均不适用于舰船测量设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有测量设备的计量周期调整方案均不适用于舰船测量设备的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种基于舰船维修剖面的测量设备计量周期调整方法，包括以下步骤：

步骤S10、根据舰船的结构确定其各个组成系统或设备参数重要性；

步骤S20、根据各组成系统或设备参数的参数重要性以及测量模型，确定测量设备的重要性；

步骤S30、根据测量设备重要性和参考计量周期性拟定其初始计量周期；

步骤S40、根据舰船实际维修剖面，计算不同维修级别的维修间隔时间；

步骤S50、基于测量设备重要性，对舰船测量设备的初始计量周期和维修间隔时间进行拟合，对各个测量设备的计量周期进行调整。

在上述方法中，步骤S10包括以下步骤：

步骤S11、基于舰船的系统结构对其各个组成系统或设备进行分层，分别为一级系统或总体直属设备级、子系统或设备级和参数级三层；

步骤S12、依次对舰船一级系统或总体直属设备级、子系统或设备级和参数级各层进行重要性分类；

步骤S13、对一级系统或总体直属设备级、子系统或设备级和参数级的重要性等级进行排列组合，获得舰船各个参数的重要性分类途径，确定各个组成系统或设备参数的重要性。

在上述方法中，

一级系统或总体直属设备级的重要性分类原则：根据该系统或设备的功能及其失效后果的严重性来判定该系统或设备的重要性等级，具体分为失效后果为灾难性的关键级、失效后果为严重的重要级以及失效后果为其他的轻度级；

子系统或设备级的重要性分类原则：由系统设计和研制人员，根据子系统或设备失效后果对一级系统或总体直属设备系统的关键性能技术指标的影响程度进行重要性分类，将其分为核心子系统或设备、主要子系统或设备和辅助子系统或设备等三个等级；

参数的重要性分类原则：根据子系统或设备的各参数的用途分为重要参数和非重要参数。

在上述方法中，

在一级系统或总体直属设备级的重要性分类原则中，对于失效后果为灾难性的判断依据为失效后将导致人员死亡或舰船失事的安全性事故；对于失效后果为严重的判断依据为失效后将导致舰船关键技术指标达不到规定要求、二项及二项以上主要技术指标达不到规定要求或导致人员受伤和舰船损坏的安全性事故；失效后产生除了上述后果的其他后果都可定义为轻度的失效后果；

根据子系统或设备失效后果对一级系统或总体直属设备系统的关键性能技术指标的影响程度进行重要性分类具体为：失效后导致一级系统或总体直属设备报废或其关键技术指标达不到规定要求，为核心子系统或设备；失效后导致一级系统或总体直属设备损坏的安全性事故或二项以上主要技术指标达不到规定要求，为主要子系统或设备；失效后导致除上述后果意外的系统或设备为辅助子系统或设备；

根据子系统或设备的各参数的用途对参数重要性进行分类为具体：用于系统或设备操纵、控制、精密计算等方面的参数为重要参数；用于观察、监视等方面的参数为非重要参数。

在上述方法中，基于舰船产品树结构的分层和重要性分类原则，经过排列组合可将舰船参数分成18类，将非重要参数均归为重要性最低一类。

在上述方法中，测量设备的重要性由其测量参数的重要性和其测量方式决定的，依据舰船参数重要性及其测量模型，结合具体情况，最终可将舰船测量设备的重要性分为关键、重要、一般和其他四类，其中，测量方式一般分为直接测量和间接测量两种。

在上述方法中，所述直接测量分为无备份直接测量和有备份直接测量两种情况；

无备份的测量设备，其重要性与参数的重要性相同；

有备份的测量设备，测量同一参数的测量设备根据其测量值的准确度要求分为依据级和参考级；

对于依据级测量设备，其重要性应与其测量参数重要性一致；

对于参考级测量设备，其重要性要低于其所测量的参数的重要性；

所述间接测量，测量设备的重要性与其测量模型有着密切的关系，测量模型主要有串联模型、并联模型和混联模型，参数与其测量设备的重要性关系可用各自的测量可靠度表征，关系如下式：

R_i(t)＝H×R_S(t) (1)

其中，RS(t)表示系统或设备参数的测量可靠度，表示测量该参数的各测量设备的测量可靠度，H表示该参数与其测量设备的测量模型函数。

在上述方法中，

串联模型的系统或设备参数的测量可靠度为：

$R_S\left(t\right)=R_1\left(t\right)\&CenterDot;R_2\left(t\right)\&CenterDot;\mathrm{\&Lambda;}\&CenterDot;R_n\left(t\right)=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Pi;}}{R}_i\left(t\right),0<R_i\left(t\right)<1---\left(2\right)$

并联模型的参数测量可靠性公式如下：

$R_S\left(t\right)=1-\underset{i=1}{\overset{n}{\&Pi;}}\&lsqb;1-R_i\left(t\right)\&rsqb;,0<R_i\left(t\right)<1---\left(3\right)$

混联模型将各个测量设备分割成不同的子模型，根据各子模型之间的串、并结构关系，得到参数的测量可靠度。

在上述方法中，在步骤S50中，基于测量设备重要性，对舰船测量设备的初始计量周期和维修间隔时间进行拟合原则为：

关键测量设备的计量周期为各维修点之间的间隔；

重要测量设备的初始计量周期小于各维修点之间的间隔时，则其计量周期为各维修点之间的间隔；若初始计量周期大于各维修点之间的间隔，则其计量周期为定期修理之间的间隔；

一般测量设备的初始计量周期小于定期修理之间的间隔时，则其计量周期为定期修理之间的间隔；否则为小修、中修、大修间的间隔；

其他测量设备若具备拆装条件，则其计量周期为中修、大修之间的间隔；否则为两次大修之间的间隔。

在上述方法中，还包括：

步骤S60、对调整后的计量周期进行风险分析及评价和采取风险控制措施；

对于工程优化的风险分析及评价：

根据计量周期调整的风险点，分别对各个风险点的风险严重性和风险可能性进行评价；风险严重性主要从测量设备的重要性类别、可靠性设计情况方面进行评价；风险可能性主要从测量设备的数量、型号规格、准确度要求等方面进行评价；

风险点有两个：一个是低判测量设备类别；另外，部分型号维修间隔比相关技术文件中规定或建议的计量周期长；

对于周期调整后的风险控制措施：

首先针对计量周期调整的两个风险点，对舰船测量设备的计量周期的调整可接受性进行判断；

对于风险指数R≥15的最大风险和高风险，应重新选择合适的计量时机，直到其风险指数R＜15；对于风险指数R＜4的最小风险可以完全接受；对于中等风险和低风险的计量周期，则需要制定相应的控制措施。

本发明与现有方法相比，具有显著的优点：

(1)结合舰船维修点的时间间隔和工程能力优化舰船测量设备的计量周期，解决了舰船测量设备现有计量周期与舰船实际使用不匹配的问题，具有较强的应用价值；

(2)以舰船重要参数为焦点的测量设备重要性确定原则，更符合舰船测量设备的使用管理需求；其分层确定的分类方法，符合舰船的产品结构，提升了其原则的可实现性；

(3)基于周期拟合的风险分析和控制措施的制定，使舰船测量设备的测量风险和计量成本之间的平衡达到了最佳化；

(4)该方法对样本(测量设备计量数据和结果)数量没有要求，从根本上解决了舰船测量设备管理模式和计量模式不一致所导致的样本无法累积的问题。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于舰船维修剖面的测量设备计量周期调整方法的流程图；

图2为本发明中船舰系统各个组成系统或设备的分层示意图；

图3为本发明中为舰船参数的重要性分类途径示意图；

图4为本发明中串联模型的测量可靠性框图；

图5为本发明中并联模型的测量可靠性框图；

图6为本发明中一种混合模型测量可靠性框图。

具体实施方式

本发明创新性的提出一种基于舰船维修剖面的测量设备计量周期调整方法，从根本上解决了制约舰船测量设备计量工作多年的瓶颈问题，即测量设备计量周期不可操作，从而保证舰船的量值准确性。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明做出详细的说明。

如图1所示，本发明提供的一种基于舰船维修剖面的测量设备计量周期调整方法包括以下步骤：

步骤S10、根据舰船的结构确定其各个组成系统或设备参数重要性；

步骤S20、根据各组成系统或设备参数的参数重要性以及测量模型，确定测量设备的重要性；

步骤S30、根据测量设备重要性和参考计量周期性拟定其初始计量周期；

步骤S40、根据舰船实际维修剖面，计算不同维修级别的维修间隔时间；

步骤S50、基于测量设备重要性，对舰船测量设备的初始计量周期和维修间隔时间进行拟合，对各个测量设备的计量周期进行调整。

在本发明中，步骤S10包括以下步骤：

步骤S11、基于舰船的系统结构对其各个组成系统或设备进行分层。

如图2所示，一般情况下，舰船包括一个或多个一级系统或总体直属设备，每个一级系统或总体直属设备都由一个或多个子系统或设备构成，每个子系统或设备包括一个或多个参数，按舰船的上述结构特点将其分为一级系统或总体直属设备级、子系统或设备级和参数级三层，需要说明的是，在实际应用中，可根据具体情况对舰船结构树增加或减少层次。

步骤S12、依次对舰船一级系统或总体直属设备级、子系统或设备级和参数级各层进行重要性分类。

一级系统或总体直属设备级的重要性分类原则：根据该系统或设备的功能及其失效后果的严重性来判定该系统或设备的重要性等级，具体根据失效后果的严重性由重到轻可分为三级，分别是失效后果为灾难性的关键 级(等级代号为A)、失效后果为严重的重要级(等级代号为B)以及失效后果为其他的轻度级(等级代号为C)，具体分类原则见表1。

表1：一级系统和总体直属设备的重要性分类原则。

对于失效后果为灾难性的判断依据为失效后将导致人员死亡或舰船失事的安全性事故；对于失效后果为严重的判断依据为失效后将导致舰船关键技术指标达不到规定要求、二项及二项以上主要技术指标达不到规定要求或导致人员受伤和舰船损坏的安全性事故；失效后产生除了上述后果的其他后果都可定义为轻度的失效后果。

例如，严重影响舰船动力装置运行安全、舰船操纵安全、人员安全和武器系统机动性等一级系统和总体直属设备的重要性属于最高级别——A类，即关键级。

子系统或设备级的重要性分类原则：由系统设计和研制人员，根据子系统或设备失效后果对一级系统或总体直属设备系统的关键性能技术指标的影响程度进行重要性分类，将其分为核心子系统或设备、主要子系统或设备和辅助子系统或设备等三个等级，分类原则见表2。

表2：子系统或设备的重要性分类原则。

根据子系统或设备失效后果对一级系统或总体直属设备系统的关键性能技术指标的影响程度进行重要性分类具体为：失效后导致一级系统或总体直属设备报废或其关键技术指标达不到规定要求，为核心子系统或设备；失效后导致一级系统或总体直属设备损坏的安全性事故或二项以上主要技术指标达不到规定要求，为主要子系统或设备；失效后导致除上述后果意外的系统或设备为辅助子系统或设备。

例如在舰船某武器系统中，发射装置是其完成既定任务的主要系统，则发射装置应定为K类子系统，即核心子系统或设备。

参数的重要性分类原则：对于每个子系统或设备，其各参数的用途和测量目的不同，因此，可根据子系统或设备的各参数的用途分为重要参数和非重要参数，分类原则如表3。

表3：参数的重要性分类原则。

序号	等级代号	等级名称	参数的用途说明
				1	V	重要	用于系统或设备操纵、控制、精密计算等方面。
2	N	非重要	用于观察、监视等方面。

根据子系统或设备的各参数的用途对参数重要性进行分类为具体：用于系统或设备操纵、控制、精密计算等方面的参数为重要参数；用于观察、监视等方面的参数为非重要参数。

例如，对于某武器发射系统的均压系统，其发射压力参数是该武器发射操纵的关键和依据，而其他参数是作为系统的辅助参数，因此该系统的发射压力参数应为V类参数，即子系统或设备的重要参数。

步骤S13、对一级系统或总体直属设备级、子系统或设备级和参数级的重要性等级进行排列组合，获得舰船各个参数的重要性分类途径，确定各个组成系统或设备参数的重要性。

基于舰船产品树结构的参数重要性分层方法和重要性分类原则，经过排列组合可将舰船参数分成18类，图3为舰船参数的重要性分类途径示意图，由于非重要参数是仅需观察或监视的，一般无准确度要求，均可归为一类，可视为重要性最低，具体各个组成系统或设备参数的重要性分类见表4。

表4：各个组成系统或设备参数的重要性分类对应表。

在本发明中，舰船测量设备通过传递、换算、测量、显示等方式体现舰船参数量值，因此，测量设备的重要性由其测量参数的重要性和其测量方式决定的，而测量方式一般分为直接测量和间接测量两种,依据舰船参数重要性及其测量模型，结合具体情况，经总体权衡后，最终可将舰船测量设备的重要性分为关键、重要、一般、其他等4类。

对于直接测量：

在舰船系统或设备中，为提高系统或设备的测量可靠性，会增加测量系统或设备的备份，即冗余测量设备，因此，直接测量可分为无备份直接测量和有备份直接测量两种情况。

对于无备份的测量设备，原则上其重要性与参数的重要性相同；对于有备份的测量设备，测量同一参数的不同测量设备，测量值的用途不同则测量设备的重要性也不同，因此，测量同一参数的测量设备根据其测量值的准确度要求可分为依据级和参考级，这些测量设备的重要性分类原则见表5。

表5：测量同一参数的测量设备的重要性分类原则。

对于依据级测量设备(G)，其重要性应与其测量参数重要性一致，即f0＝f；对于参考级测量设备(R)，其重要性要低于其所测量的参数的重要 性，即f0＝f+1。例如，在某发射系统中，测量海压压力的两个压力变送器，其中，一路的测量值是用于作为集控台的控制参数；一路的测量值是用于监视读数，在系统报错时用于排查故障时使用，显然，作为控制参数的压力变送器的重要性要高于用于故障排查的压力变送器。

对于间接测量：

在间接测量中各测量设备的重要性与其测量模型有着密切的关系，测量模型主要有串联模型、并联模型、串与并混联模型、旁联结构和网络结构等。其中，最典型的测量模型为串联模型和并联模型，其它模型均可转化为这两种模型的组合，统称为混合模型，而参数与其测量设备的重要性关系可用各自的测量可靠度表征，关系如下式：

R_i(t)＝H×R_S(t) (1)

其中，RS(t)表示系统或设备参数的测量可靠度，表示测量该参数的各测量设备的测量可靠度，H表示该参数与其测量设备的测量模型函数。

(1)串联模型。

在串联模型中，模型中各测量设备均为该参数的测量可靠性做出了贡献，假设系统或设备包含n个单元，如果其中任一个测量设备出现超差，那么该参数的测量值将会超差，图4为串联模型的测量可靠性框图。

一般情况下，模型中各测量设备是相互独立的，则系统或设备参数的测量可靠度为：

$R_S\left(t\right)=R_1\left(t\right)\&CenterDot;R_2\left(t\right)\&CenterDot;\mathrm{\&Lambda;}\&CenterDot;R_n\left(t\right)=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Pi;}}{R}_i\left(t\right),0<R_i\left(t\right)<1---\left(2\right)$

由公式(2)可知：为使参数的测量可靠性达到预定的测量可靠性目标值，串联模型中的各测量设备的重要性均应与参数的重要性一致，甚至要高于被测参数的重要性，即f0＝f或f0＝f-1。

(2)并联模型。

并联模型为两个以上测量设备并联，也可称为冗余结构，这种结构只有在所有测量设备都出现超差时，其测量的参数测量值才会超差，图5为并联模型的测量可靠性框图，n个独立测量设备并联的参数测量可靠性等于1减去n个测量设备均超差时的概率，即至少一个测量设备在允差内工作的概率，具体公式如下：

$R_S\left(t\right)=1-\underset{i=1}{\overset{n}{\&Pi;}}\&lsqb;1-R_i\left(t\right)\&rsqb;,0<R_i\left(t\right)<1---\left(3\right)$

由公式(3)可知，并联模型中的各测量设备只需要有一个的测量可靠性满足参数预定的测量可靠性目标值，因此，并联模型中至少一个测量设备的重要性与参数的重要性一致，其余的可低于被测参数的重要性，即f0＝f+1。

(3)混联模型。

系统或设备同时包含有串联和并联关系组合的测量设备。根据各测量设备之间的结构关系，可以得到参数的测量可靠度。

图6为一种混合模型测量可靠性框图，参数的测量可靠度可通过将该模型分割成不同的子模型，再基于串、并联模型的测量可靠度计算公式得到，具体如下：

先将该模型分为A、B、C三个子模型，系统可视为子模型B和C并联后与测量设备R6串联。首先基于公式(2)、(3)，计算各子系统的测量可靠度。

R_A＝1-(1-R₁)(1-R₂)，R_B＝R_AR₃＝[1-(1-R₁)(1-R₂)]R₃，R_C＝R₄R₅

由子模型B和C的测量可靠度，得到参数与各测量设备的测量可靠度关系：

R_S＝R_DR₆＝[1-(1-R_B)(1-R_C)]R₆

由上述实施例可知，基于混联模型的各测量设备的重要性在串联模型和并联模型的测量设备重要性判定原则的基础上还需要考虑其迭代程度。对于图6中所示模型，可先确定参数D和测量设备R6的重要性，再根据参数D确定参数B和参数C的重要性，然后分别根据参数B、参数C确定参数A和测量设备R3、测量设备R4和测量设备R5的重要性，最后根据参数A确定测量设备R1和测量设备R2的重要性。

在步骤S30中，根据已确定的测量设备重要性和参考计量周期(即相关技术文件中规定或建议的计量周期，后统称参考计量周期)，确定舰船测量设备的初始计量周期，舰船测量设备重要性与初始计量周期对应关系见表6。

表6：舰船测量设备重要性与初始计量周期对应关系表。

序号	测量设备重要性	重要性等级f	初始计量周期
				1	关键	f＝1	T0
2	重要	f＝2	T0
				3	一般	f＝3	(4-5)×T0
4	其他	f≥4	——

注：T0表示仪表参考计量周期

在步骤S40中，可用于舰船计量工作的维修点有任务间隔期修理(后简称间修)、坞修(又称坞检)、小修、中修和大修(核潜艇无大修)。其中间修为不定期修理，又称非计划性修理，坞修、小修、中修和大修为定期修理，也称计划性修理。

所有舰船一般在其维修通用要求中都会对其计划性修理的频次和时间进行规定，舰船研制完成后应依据标准要求制定舰船的定期维修点(坞修、小修、中修和大修)，使用单位则参照制定的定期维修点编制具体维修计划。

间修虽然是不定期修理，但是根据舰船各型号的使用规律，其间修一般都有比较确定的时间间隔和时长，如某艇的使用规律为“训练-任务-间修-训练-任务-间修”，如此反复。其中，一般训练期为60-70天、任务期为60-70天，不超过90天，间修为35天左右，不少于1个月，因此，其间修间隔约为140天，不超过160天，时长约为35天，不少于30天。

根据具体的维修计划和推算的间修间隔和时长，可绘制出舰船具体的实际维修剖面，根据维修剖面，计算出各维修点的间隔时间，具体见表7。

表7：各维修点间隔时间表。

在步骤S50中基于测量设备重要性，对舰船测量设备的初始计量周期和维修间隔时间进行拟合原则为：关键测量设备的计量周期为各维修点之间的间隔⊿1；重要测量设备的初始计量周期T0若小于各维修点之间的间隔⊿1，则其计量周期为各维修点之间的间隔⊿1，若初始计量周期T0大于各维修点之间的间隔⊿1，则其计量周期为定期修理之间的间隔⊿2；一般测量设备的初始计量周期小于定期修理之间的间隔⊿2，则其计量周期为定期修理之间的间隔⊿2，否则为小修、中修、大修间的间隔⊿3；其他测量设备若具备拆装条件，则其计量周期为中修、大修之间的间隔⊿4.否则为两次大修之间的间隔⊿5，详见表8。

表8：基于测量设备重要性，对舰船测量设备的初始计量周期和维修间隔时间进行的拟合原则。

由于不同测量设备的参考计量周期有所不同，舰船测量设备的初始计量周期和实际维修剖面的拟合可根据具体情况进行适当调整，舰船测量设备的计量时机表可见表9。

表9：测量设备的计量时机表。

测量设备的参考计量周期一般有3个月、6个月、12个月、24个月、36个月等。其中，3个月多为化学类，6个月多为压力类，24个月和36个月为特殊个别情况，大部分测量设备的参考计量周期均为12个月。

由于不同测量设备的法定计量周期有所不同，舰船测量设备的初始计量周期和实际维修剖面的拟合必须基于舰船具体的测量设备组成。以某舰船为例，其拟合情况见表10。

表10：某舰船测量设备的初始计量周期和实际维修剖面的拟合情况。

在本发明中，基于舰船维修剖面的测量设备计量周期调整根据测量设备的重要性类别，在相关技术文件中规定或建议的计量周期的基础上，对非关键测量设备的计量周期进行了延长，从而增大了非关键测量设备的测 量风险，为进一步提高测量的可靠性，本发明还包括步骤S60，即在对计量周期进行调整的同时必须对测量设备计量周期工程调整后的风险评价和控制。

对于工程优化的风险分析及评价：

计量周期的工程优化的风险点主要有两个：一个是低判测量设备类别，即将重要性类别高的测量设备判定为低类别，从而导致错误的延长计量周期；另外，部分型号维修间隔(测量设备实际的计量周期)比相关技术文件中规定或建议的计量周期长。

分别对以上两个风险点的风险严重性和风险可能性进行评价。风险严重性主要从测量设备的重要性类别、可靠性设计情况等方面进行评价；风险可能性主要从测量设备的数量(百分比)、型号规格、准确度要求等方面进行评价。评价标准和接受准则分别见表11、表12。

表11：风险评价指数(R)矩阵。

表12：风险接受准则。

对于周期调整后的风险控制措施。

针对计量周期工程优化的两个风险点，基于表11、表12的风险评价标准和接受准则，对舰船测量设备的计量周期的调整可接受性进行判断。对于风险指数R≥15的最大风险和高风险，应重新选择合适的计量时机，直到其风险指数R＜15；对于风险指数R＜4的最小风险可以完全接受；对于中等风险和低风险的计量周期工程优化，则需要制定相应的控制措施。具体措施如表13。

表13：风险及相应控制措施表。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于舰船维修剖面的测量设备计量周期调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10、根据舰船的结构确定其各个组成系统或设备参数重要性；

步骤S20、根据各组成系统或设备参数的参数重要性以及测量模型，确定测量设备的重要性；

步骤S30、根据测量设备重要性和参考计量周期性拟定其初始计量周期；

步骤S40、根据舰船实际维修剖面，计算不同维修级别的维修间隔时间；

步骤S50、基于测量设备重要性，对舰船测量设备的初始计量周期和维修间隔时间进行拟合，对各个测量设备的计量周期进行调整。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S10包括以下步骤：

步骤S11、基于舰船的系统结构对其各个组成系统或设备进行分层，分别为一级系统或总体直属设备级、子系统或设备级和参数级三层；

步骤S12、依次对舰船一级系统或总体直属设备级、子系统或设备级和参数级各层进行重要性分类；

步骤S13、对一级系统或总体直属设备级、子系统或设备级和参数级的重要性等级进行排列组合，获得舰船各个参数的重要性分类途径，确定各个组成系统或设备参数的重要性。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

一级系统或总体直属设备级的重要性分类原则：根据该系统或设备的功能及其失效后果的严重性来判定该系统或设备的重要性等级，具体分为失效后果为灾难性的关键级、失效后果为严重的重要级以及失效后果为其他的轻度级；

子系统或设备级的重要性分类原则：由系统设计和研制人员，根据子系统或设备失效后果对一级系统或总体直属设备系统的关键性能技术指标的影响程度进行重要性分类，将其分为核心子系统或设备、主要子系统或设备和辅助子系统或设备等三个等级；

参数的重要性分类原则：根据子系统或设备的各参数的用途分为重要参数和非重要参数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

在一级系统或总体直属设备级的重要性分类原则中，对于失效后果为灾难性的判断依据为失效后将导致人员死亡或舰船失事的安全性事故；对于失效后果为严重的判断依据为失效后将导致舰船关键技术指标达不到规定要求、二项及二项以上主要技术指标达不到规定要求或导致人员受伤和舰船损坏的安全性事故；失效后产生除了上述后果的其他后果都可定义为轻度的失效后果；

根据子系统或设备失效后果对一级系统或总体直属设备系统的关键性能技术指标的影响程度进行重要性分类具体为：失效后导致一级系统或总体直属设备报废或其关键技术指标达不到规定要求，为核心子系统或设备；失效后导致一级系统或总体直属设备损坏的安全性事故或二项以上主要技术指标达不到规定要求，为主要子系统或设备；失效后导致除上述后果意外的系统或设备为辅助子系统或设备；

根据子系统或设备的各参数的用途对参数重要性进行分类为具体：用于系统或设备操纵、控制、精密计算等方面的参数为重要参数；用于观察、监视等方面的参数为非重要参数。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基于舰船产品树结构的分层和重要性分类原则，经过排列组合可将舰船参数分成18类，将非重要参数均归为重要性最低一类。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，测量设备的重要性由其测量参数的重要性和其测量方式决定的，依据舰船参数重要性及其测量模型，结合具体情况，最终可将舰船测量设备的重要性分为关键、重要、一般和其他四类，其中，测量方式一般分为直接测量和间接测量两种。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述直接测量分为无备份直接测量和有备份直接测量两种情况；

无备份的测量设备，其重要性与参数的重要性相同；

有备份的测量设备，测量同一参数的测量设备根据其测量值的准确度要求分为依据级和参考级；

对于依据级测量设备，其重要性应与其测量参数重要性一致；

对于参考级测量设备，其重要性要低于其所测量的参数的重要性；

所述间接测量，测量设备的重要性与其测量模型有着密切的关系，测量模型主要有串联模型、并联模型和混联模型，参数与其测量设备的重要性关系可用各自的测量可靠度表征，关系如下式：

R_i(t)＝H×R_S(t) (1)

其中，RS(t)表示系统或设备参数的测量可靠度，表示测量该参数的各测量设备的测量可靠度，H表示该参数与其测量设备的测量模型函数。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

串联模型的系统或设备参数的测量可靠度为：

$R_S\left(t\right)=R_1\left(t\right)\&CenterDot;R_2\left(t\right)\&CenterDot;\mathrm{\&Lambda;}\&CenterDot;R_n\left(t\right)=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Pi;}}{R}_i\left(t\right),0<R_i\left(t\right)<1---\left(2\right)$

并联模型的参数测量可靠性公式如下：

$R_S\left(t\right)=1-\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Pi;}}}\&lsqb;1-R_i\left(t\right)\&rsqb;,0<R_i\left(t\right)<1---\left(3\right)$

混联模型将各个测量设备分割成不同的子模型，根据各子模型之间的串、并结构关系，得到参数的测量可靠度。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤S50中，基于测量设备重要性，对舰船测量设备的初始计量周期和维修间隔时间进行拟合原则为：

关键测量设备的计量周期为各维修点之间的间隔；

重要测量设备的初始计量周期小于各维修点之间的间隔时，则其计量周期为各维修点之间的间隔；若初始计量周期大于各维修点之间的间隔，则其计量周期为定期修理之间的间隔；

一般测量设备的初始计量周期小于定期修理之间的间隔时，则其计量周期为定期修理之间的间隔；否则为小修、中修、大修间的间隔；

其他测量设备若具备拆装条件，则其计量周期为中修、大修之间的间隔；否则为两次大修之间的间隔。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

步骤S60、对调整后的计量周期进行风险分析及评价和采取风险控制措施；

对于工程优化的风险分析及评价：

根据计量周期调整的风险点，分别对各个风险点的风险严重性和风险可能性进行评价；风险严重性主要从测量设备的重要性类别、可靠性设计情况方面进行评价；风险可能性主要从测量设备的数量、型号规格、准确度要求等方面进行评价；

风险点有两个：一个是低判测量设备类别；另外，部分型号维修间隔比相关技术文件中规定或建议的计量周期长；

对于周期调整后的风险控制措施：

首先针对计量周期调整的两个风险点，对舰船测量设备的计量周期的调整可接受性进行判断；

对于风险指数R≥15的最大风险和高风险，应重新选择合适的计量时机，直到其风险指数R＜15；对于风险指数R＜4的最小风险可以完全接受；对于中等风险和低风险的计量周期，则需要制定相应的控制措施。