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综合保障技术
综合保障技术
国家军用标准GJB9001A《质量管理体系要求》明确提出了运用综合保障专业工程技术的要求。
综合保障技术是在可靠性、维修性工程基础上产生和发展起来的，涉及的范围广、内容多。
如何结合标准介绍有关内容？
图2—1说明了第二部分的总体结构，即我们试图在综合保障技术的题目下回答七个问题。
另外，这一部分主要讨论的是武器装备或系统（简称装备）的综合保障问题，所以用“装备”（产品的一个类别）一词较多，而用广泛的“产品”一词较少。
这一点与本讲义的其它部分有所区别。
图2—1综合保障技术讲解内容
1GJB9001A标准的要求
GJB9001A《质量管理体系要求》在以下条款明确提出了运用综合保障专业工程技术的要求：
7.3.1设计和开发策划提出：
组织在策划设计和开发活动时，应“运用优化设计和可靠性、维修性、综合保障等专业工程技术进行产品设计和开发”；“按规定的要求确定并提出产品交付时需要配置的保障资源”。
7.3.3设计和开发输出提出：
设计和开发输出应“规定产品使用所必需的保障方案和保障资源要求”。
7.5.7交付提出：
交付的产品需“按规定要求提供有效技术文件、配套备附件、测量设备和其他保障资源”。
7.5.8交付后的活动提出：
产品交付后，组织应保证“对技术培训、技术咨询、安装或维修、备品及配件供应等售后服务有充分的技术和资源，并按规定实施”。
2综合保障的由来
大家都知道，保障问题几乎是所有产品经常遇到的普遍性问题，即使是简单的产品也需要保障，这是因为产品从研制到使用，要保证它正常地发挥功能或者通过维修保持、恢复其功能，必然或多或少地涉及：
消耗能源、材料、备件；使用辅助设备、工具；产品正确使用和维修的必要说明；对产品使用者以及产品使用环境、包装、运输、贮存的要求等。
这些都是保障工作的内容。
通常我们说，产品生产过程的质量控制离不开人、机、料、法、环（操作者、设备、材料、操作方法、环境）等因素。
与此类似，为了便于理解，我们也可以把产品的保障问题归纳为人、机、料、法、环：
人——对人员和能力的要求；
机——提供使用和维修所需要的设施、设备、仪器、工具等；
料——提供能源，备件、易损件等；
法——提供技术资料、文件；
环——使用和维修环境以及产品包装、运输、贮存等技术接口要求。
如果一个产品本身不好保障（包括可靠性、维修性、测试性差）或得不到必要的保障，它的功能再好也很难发挥出来。
因此，从产品研制开始就要考虑它使用和维修过程中的保障问题，把产品设计得能够方便地保障，同时规划好它在使用和维修过程中的保障资源。
和一般产品相比，武器装备的保障问题就更为复杂，因为现代的装备本身就越来越复杂。
随着大量高技术、新技术的运用，电子化、信息化程度的提高，装备特别是大型武器系统常常是由主战装备、电子信息系统和保障系统构成的一个体系。
现代战争事实上已成为体系与体系的对抗。
因此，装备质量管理强调主战装备和保障系统要同步建设，在保证主战装备质量的同时，必须保证保障系统的质量，才能实现整个系统的互连、互通、互用，使装备在使用中充分发挥效能。
试想，一个武器系统不发生或很少有故障，一旦发生故障又可以很快恢复，既能方便地保障（好保障），又有适宜的保障资源（保障好），这个系统就处于随时可用的状态，要它什么时候工作就可以什么时候工作，具有很高的战备完好性。
这样的装备才真正具有战斗力。
“好保障”、“保障好”六个字是综合保障问题的简单概括。
保障性的含义就是：
装备的设计特性和计划的保障资源能满足平时和战时的战备完好性要求的能力。
综合保障的概念最早来源于美国国防部的“综合后勤保障”（ILS）,考虑到“后勤”一词在我国已有它特定的含义，就简化为“综合保障”一词。
综合保障的含义是：
为满足战备完好性要求和降低寿命周期费用，在装备设计中综合考虑保障问题，确定协调的保障性要求，规划并研制保障资源，及时提供装备所需保障并对保障性进行评价等一系列管理和技术活动。
可见，保障性是产品的一种质量特性，为达到产品保障性要求而开展的一系列活动就是综合保障工作的内容。
正如可靠性、维修性都是产品质量特性，通常把为达到可靠性、维修性要求而开展的一系列活动分别称之为可靠性工程、维修性工程一样，可以将综合保障工作称之为保障性工程。
应当说，保障性工程是在可靠性工程和维修性工程基础上发展起来的。
1964年6月，美国国防部首次颁布了DODI4100.35《系统和设备的综合后勤保障研制》，明确规定要在装备设计中应用综合后勤保障。
1968年，这个文件改为《系统和设备的综合后勤保障的采办和管理》，提出了综合后勤保障的11个组成要素。
1973年，美国国防部颁布了两个重要的军用标准，即MIL-STD-1388-1《后勤保障分析》、MIL-STD-1388-2《国防部对后勤保障分析记录的要求》，将后勤保障分析作为开展综合后勤保障工作的分析技术。
1983年，美国国防部颁布DODD5000.39《系统和设备的综合后勤保障的采办和管理》，突出了装备的战备完好性要求，明确规定：
“综合后勤保障的主要目标是以可承受的寿命周期费用，实现系统的战备完好性目标”；并明确了综合后勤保障的政策、程序、职责、要素等内容。
从1994年开始，美国国防部进行采办改革。
1996年，重新颁布DODD5000.1《防务采办》，进一步明确保障性的地位以及实现保障性的途径；规定在武器系统的整个采办过程中开展综合保障工作，以确保系统的设计和采办能够得到经济有效的保障，以满足平时和战时的战备完好性要求。
在我国，长期习惯的做法是装备研制出来以后才开始考虑它的保障问题。
于是，许多本来应当与装备研制同步进行的保障性设计及应当尽早安排的保障设备、设施等配套建设，要到装备交付使用部队后才考虑，为时已晚。
结果是由于装备自身设计得不好保障或缺少配套的保障资源，造成装备在使用中发生很多问题，不能很好地发挥作用，形不成战斗力；也造成装备使用和维修费用以至寿命周期费用大量增加。
由于种种原因，这些问题长期得不到解决，综合保障已成为制约装备现代化建设的一个突出问题。
对这些问题部队反映强烈，已经到了非解决不可的时候了。
八十年代，随着我国军事装备领域可靠性、维修性工程技术的普遍开展，逐步引入了综合保障的概念。
先后颁布了国家军用标准GJB1371《装备保障性分析》和GJB3837《装备保障性分析记录》；出版了装备综合保障方面的专著；通过可靠性、维修性、保障性标准的宣传贯彻活动逐步推动综合保障工作的开展。
1999年，总装备部正式发布了GJB3872《装备综合保障通用要求》。
2001年，总装备部发布GJB9001A《质量管理体系要求》，将综合保障的基本要求纳入标准。
这一标准的发布和实施对尚处于起步阶段的装备综合保障工作来说，无疑是一种促进和推动。
承担军品任务的组织应当按照GJB9001A的要求建立并运行质量管理体系，积极地开展产品综合保障方面的工作。
质量管理体系认证机构和审核员应当按照GJB9001A的要求对组织运用综合保障专业技术的情况进行认真的审核，以共同促进提高装备质量水平，满足国防建设需求。
3保障性要求
3.1保障性定性要求
3.1.1设计特性方面
在设计特性方面，保障性定性要求就是要把产品自身设计得易于保障的那些定性的要求，例如：
——尽可能采用成熟的技术和简化的设计；
——实行通用化、系列化、组合化；
——采用降额设计和热设计等尽可能减少故障的技术；
——有很好的可达性，采用快锁检测的窗口，采取防差错措施，尽量避免产品维修时容易使人疲劳的姿势；
——能方便、快捷地获得正常使用所需能源及其他配套装置，便于牵引、校验、充电、填料、加油、挂弹；
——能方便地获得正常使用所需检测、校准装置、工具和技术资料；
——能方便、快捷地获得维修所需要的仪器设备、工具、备件等；
——尽可能降低对产品使用和维修人员及技术等级的需求；
——充分考虑未来使用的环境，以及在包装、装卸、运输、安装、储存等过程可能遇到的技术接口问题。
不难看出，在设计特性方面的保障性定性要求包括了减少故障、方便维修和检测等可靠性、维修性、测试性方面的定性要求，同时也包括了便于使用、便于充、填、加、挂等方面的定性要求。
但是，并不是所有可靠性设计都可以使保障问题简单化，如冗余设计。
3.1.2保障资源方面
在保障资源方面的保障性定性要求就是从产品研制开始就要同步考虑和安排提供适宜的保障资源的那些定性要求，例如：
——产品研制工作早期，研制单位应当根据顾客提出的使用保障和维修保障初步要求或方案，制定产品保障计划；
——产品设计和开发的输出应当包括产品使用和维修所必需的保障资源的事项；
——产品使用和维修人员专业、数量、技术等级配置应当与实际任务需求相适应；
——交付的产品需按规定要求提供有效技术文件、配套备附件、测量设备和其他保障资源；
——产品交付后，应按规定对产品安装、使用或维修的技术培训、技术咨询、备品及配件供应等提供售后服务和资源；
——要尽可能扩大保障资源的互用范围，包括同类装备而不同型号产品之间的互用，不同类装备之间以及不同军兵种装备之间的互用；
——实施标准化、综合化，尽量减少备件和消耗品的品种规格；尽量减少辅助设备、工具的品种和数量；尽量采用综合测试设备以减少测试设备的品种和数量；
——配备易于携带、操作、运送的检测设备和工具；
——尽量采用现有的保障设备和设施；
——应当配备详尽的通俗易懂的产品使用和维护说明书等。
保障性定性要求看起来是简单的，但是要将它们真正贯彻于设计、研制工作，并不是简单的事。
因为，要改变如前所说装备研制出来以后才开始考虑保障问题的习惯作法，树立主产品和保障产品同步设计、同步提供的观念，需要一个过程；要将保障性要求落实于在第一线的产品设计人员的具体工作之中，需要设计者了解使用和维修，需要研制单位和使用单位的相互沟通和交流，这在有的地方还相当困难；保障性定性设计需要制定相关的标准或准则，这有赖于经验和有关信息的积累，在这方面的基础工作还很薄弱；尽可能采用成熟的技术、简化的设计、标准化方法等和现行的鼓励技术“创新”的某些政策不协调等。
3.2保障性定量要求
3.2.1综合的使用要求
装备的保障性是装备的设计特性和计划的保障资源能满足平时和战时的战备完好性要求的能力。
因此，通常保障性的定量要求是以与战备完好性相关的指标提出的，如使用可用度、能执行任务率等。
表2—1列出了几类装备常用的战备完好性参数。
表2—1几类装备的战备完好性参数
装备类别
战备完好性参数示例
飞机
能执行任务率（MCR）、出动架次率（SGR）、利用率（UR）、使用可用度（A0）、再次出动准备时间
装甲车辆
使用可用度（A0）、能执行任务率（MCR）、单车战斗准备时间
陆基导弹
能执行任务率（MCR）
舰船
使用可用度（A0）
地面通讯系统
能执行任务率（MCR）、能工作率（UTR）、利用率（UR）
其中：
能执行任务率（MCR）是指装备在规定的时间内，至少能执行一项规定任务的时间与其作战部队控制下的总时间之比。
出动架次率（SGR）是指飞机每天出动总架次与在编飞机总数之比。
利用率（UR）是指每台装备在规定的时间内所使用的平均寿命单位数。
使用可用度（A0）是与能工作时间和不能工作时间有关的一种参数。
其一种度量方法是，产品的能工作时间与能工作时间和不能工作时间的和之比。
再次出动准备时间是指在规定的使用及维修保障条件下，连续执行任务的装备从结束上次任务返回，到再次出动执行下一次任务所需要的准备时间。
3.2.2设计特性要求
战备完好性反映装备在平时和战时使用条件下能随时开始执行预定任务的能力。
它是从用户使用的角度提出的，通常称之为使用要求。
有些使用要求并不等同于产品的设计要求（设计输入），因为使用要求包含了一些不能由产品研制者决定和控制的因素。
所以，在规定了战备完好性参数使用要求之后，还必须将战备完好性参数分解或转化为装备设计研制的可靠性、维修性、测试性以及其他设计特性的要求，使产品的设计研制者明白自己应当做什么？
做到什么程度？
我们可以使用可用度作例子来说明这个问题。
使用可用度的一种度量方法是：
A0＝
（2—1）
其中能工作时间包括：
能工作而不工作时间、待命时间、反应时间和执行任务时间。
不能工作时间包括：
修复性维修时间、预防性维修时间、使用保障时间、改进时间、保障资源延误时间和管理延误时间。
为了说明和便于理解战备完好性参数的分解或转化问题，我们忽略某些时间，并利用以下公式表示使用可用度：
A0＝
（2—2）
其中：
MTBF是平均故障间隔时间，可视为产品设计的可靠性要求。
MTTR是平均修复时间，可视为产品设计的维修性要求。
MLDT是平均保障资源延误时间，与保障性的其他因素有关，其中就包含了一些不能由产品研制者决定和控制的因素。
从以上我们看到：
第一，和定性的要求一样，从战备完好性参数（使用要求）分解或转化为设计的可靠性、维修性参数（设计要求）意义上也可以说明，保障性要求包括了可靠性、维修性要求。
第二，保障性要求和可靠性、维修性要求之间不能完全划等号。
而且，并不是所有战备完好性参数都可以直接分解或转化为设计的可靠性、维修性要求。
比如飞机再次出动准备时间，涉及到可靠性、维修性、测试性等问题，也涉及到充、填、加、挂等因素。
其中加油时间就和设计有关，但它基本上不是可靠性、维修性、测试性问题，是保障性的另一种设计特性。
表2—2列出了保障性设计要求的示例。
表2—2保障性设计要求示例
参数类别
设计要求
可靠性
平均故障前时间（MTTF）
平均故障间隔时间（MTBF）
故障率（λ）
可靠度
维修性
平均修复时间（MTTR）
维修活动的平均直接维修工时（DMMH/MA）
重要部件更换时间
测试性
故障检测率
故障隔离率
虚警率
其它
受油速率
其中：
平均故障前时间（MTTF）是不修复产品可靠性的一种基本参数。
其度量方法为，在规定的条件下和规定的时间内，产品寿命单位总数与故障总数之比。
平均故障间隔时间（MTBF）是可复产品可靠性的一种基本参数。
其度量方法为，在规定的条件下和规定的时间内，产品寿命单位总数与故障总次数之比。
故障率（λ）是产品可靠性的一种基本参数。
其度量方法为，在规定的条件下和规定的时间内，产品的故障总数与寿命单位总数之比。
故障率有时也称失效率。
可靠度是以概率表示的产品可靠性。
平均修复时间（MTTR）是产品维修性的一种基本参数。
其度量方法为，在规定的条件下和规定的时间内，产品在任一规定的维修级别上，修复性维修总时间与该级别上被修复产品的故障总数之比。
维修活动的平均直接维修工时（DMMH/MA）是与维修人力有关的一种维修性参数。
其度量方法为，在规定的条件下和规定的时间内，产品的直接维修工时总数与该产品预防性维修和修复性维修活动总数之比。
重要部件更换时间是指在规定的条件下，为接近、拆卸和检查重要部件并使其达到可使用状态所需要的时间。
测试性是指产品能及时、准确地确定其状态（可工作、不可工作或性能下降），并隔离其内部故障的能力。
故障检测率是用规定的方法，正确检测到的故障数与故障总数之比。
故障隔离率是用规定的方法，将检测到的故障正确隔离到不大于规定模糊度的故障数与检测到的故障数之比。
虚警率是指在规定的时间内发生的虚警数与同一时间内故障指示总数之比。
3.2.3保障系统及保障资源要求
一般来说，给装备提供保障资源是非常复杂的事，既涉及资源本身，也涉及管理问题。
因此，我们可以将使用与维修装备所需的所有保障资源及其管理的有机组合称之为保障系统。
保障系统对装备的战备完好性有重大影响，提高保障系统的效能是提高战备完好性的重要手段。
表2—3列出了在保障系统及其保障资源方面保障性定量要求的示例。
表2—3保障系统及其资源要求示例
参数类别
参数示例
保障系统
平均保障资源延误时间（MLDT）
平均管理延误时间（MADT）
保障资源
保障设备利用率保障设备满足率
备件利用率备件满足率
人员培训率供油速率
其中：
平均保障资源延误时间（MLDT）是指在规定的任务条件和时间间隔内，由于得不到保障资源（如备件、专家、试验设备、信息及适当的环境条件等）而不能及时对产品进行保障所延误时间的平均值。
平均管理延误时间（MADT）是指在规定的任务条件和时间间隔内，由于管理方面的原因未能及时对产品进行保障所延误时间的平均值。
保障设备利用率是指在规定的时间内，某一维修级别实际使用的保障设备的数量与该级别拥有的保障设备的总数量之比。
保障设备满足率是指在规定的时间内，某一维修级别能提供的保障设备的数量与该级要求提供的保障设备数量之比。
备件利用率是指在规定的时间内，某一维修级别实际使用的某种备件数与该级别拥有的该种备件总数之比。
备件满足率是指在规定的时间内，某一维修级别拥有的某种备件数与该级别实际需要的该种备件数之比。
4保障性设计和保障资源规划
如前所述，综合保障工作是指为满足战备完好性要求和降低寿命周期费用，在装备设计中综合考虑保障问题，确定协调的保障性要求，规划并研制保障资源，及时提供装备所需保障并对保障性进行评价等一系列管理和技术活动。
图2－2表示了综合保障工作的内容。
从图中我们可以看到，一个组织为了达到顾客提出的保障性要求，需要做好两方面的工作。
一方面是产品保障特性的设计，包括可靠性、维修性、测试性等易于保障的特性的设计。
关于可靠性设计、维修性设计、测试性设计等技术应用问题已有许多专门的论著和资料，这里不再展开叙述。
另一方面是规划和提供保障资源。
事实上，从装备论证、设计开始就综合考虑保障问题，规划并研制保障资源是综合保障工作的核心内容。
以下就规划与研制保障资源，首先是规划保障资源问题作重点说明。
装备的保障分为使用保障和维修保障两类。
考虑到从规划使用保障和维修保障到最后形成保障资源需求的过程，是一个反复协调、综合和优化的过程，为了叙述方便，我们把规划保障及其资源的工作分为三个部分，即规划使用保障，规划维修保障，规划与研制保障资源。
4.1规划使用保障
4.1.1规划使用保障的含义
规划使用保障，顾名思义就是对使用保障问题进行规划。
为此，就要对装备是怎么使用的？
有哪些工作项目？
每一个工作项目需要什么保障？
详细地进行分析，然后形成能够系统地阐明使用保障工作和所需保障资源的方案和计划。
4.1.2规划使用保障的一般原则
规划使用保障及开展随后的保障资源的研制工作，应当遵循以下的原则：
a）所设计的装备要便于操作，降低对人员和人力的需求；
b）能迅速有效地供应能源。
油料和特种液应尽量通用化、系列化，以减少供应的品种和数量；燃油加注应迅速有效，充电、充气要及时方便；具有与能源匹配的捕给、运输、检测设备和贮存设施等；
c）要规划和编制完善和适用的使用保障技术文件；
d）要保证装备正常使用所需的检测设备及工具，且便于操作、携带和运送；
e）具有与装备使用要求相匹配的运输设备；
f）有良好的弹药加挂和补充能力，具有与装备使用要求相匹配的弹药贮存、运输和供弹设备；
g）装备能合理和方便地贮存，配备相应贮存设施及合适的封存器材和防护涂料，提供封存期的维护要求及必要的维修检测设备；
h）装备适用的场站、仓库和码头设施等。
4.1.3规划使用保障的主要工作
（1）提出装备的使用保障方案
这项工作应由装备使用方牵头来做，在装备论证和方案阶段就开始进行。
对此，有关法规和标准已有规定。
使用保障方案是一个文件，是完成使用任务所需保障的总体描述，包括：
装备的一般说明；与保障资源有关的约束条件；使用保障的基本原则，如集中保障或分散保障；保障一般要求；操作人员的分工及任务；使用前的检测方案；能源和其他补给的品种、规格及补给方式；供弹方案；运输方案；封存方案等。
图2－3表示了一般使用保障方案涉及的内容。
为了制定好使用保障方案，首先要开展使用研究。
即对新研制装备的使用进行分析，确定装备的任务，工作方式（如单位时间的任务次数、任务持续时间），运输方式，基地和场站状况，工作和储存环境等，并考虑这些因素对保障资源的初步需求。
其次，要开展比较分析。
即对比现有同类装备的使用保障方案，考虑到新装备的特点对使用保障新的需求，通过对比、分析，提出装备的初步使用保障方案和与保障资源有关的约束条件。
第三，在使用研究和比较分析的基础上，提出装备的使用保障方案，明确对装备各类保障资源的需求。
在提出装备的使用保障方案过程中，需要使用方和承制方的相互协作和交流。
本节开始所说提出装备的使用保障方案“这项工作应由装备使用方牵头来做”，或者说提出使用保障方案的责任主体是装备使用方，都不排除由装备承制方接受使用方委托来做使用保障方案的拟制工作。
不管怎么做，要使使用保障方案对后续制定具体的使用保障计划切实起到指导作用，并使研制保障资源的工作真正得到落实，方案的产生离不开承制方充分参与。
（2）制定装备使用保障计划
这项工作应由装备承制方来做，在方案和工程研制阶段进行。
装备使用保障计划是一个文件，是使用保障的详细说明，包括各项使用任务所需的保障工作的步骤、方法及保障资源等。
制定使用保障计划的主要依据是使用保障方案。
为此，
首先要进行装备的功能分析。
第二，针对功能列出使用工作项目。
第三，对使用工作项目进行系统分析，将每一项使用工作的操作程序、方法、所需要的资源的类别、数量等详细地列出来，形成为研制保障资源提供基本依据的文件。
我们以坦克为例。
首先要进行功能分析，顶层的使用功能是机动、火力和防护等。
对于完成机动功能的推进系统，又可分为起动、发动机产生动力、传递动力、变速、转向、制动、克服障碍等功能。
这样可继续分析下层次的功能。
然后，针对功能列出使用工作项目。
如为完成在严寒条件下的起动发动机功能，必须完成的工作项目有：
①检查并补充冷却液；②检查并补充燃料；③检查并补充润滑油；④检查蓄电池容量，并充电或更换；⑤检查加温锅电热塞，起动加温锅，并加温到规定要求；⑥人工转动发动机曲轴一周；⑦起动电机空转5秒；⑧起动发动机；⑨空载加温发动机至规定要求；⑩低速低负荷行驶加温发动机至规定要求，即可正常行驶。
确定这些项目的方法主要是参照现役同类装备，同时要特别注意新的功能涉及的工作项目。
针对功能列出工作项目之后，再对工作项目进行分析。
如对上述的工作项目①检查并补充冷却液，又分为以下工序：
a.打开加水口盖，驾驶员用小撬杠约30秒完成；b.配取冷却液，由车长在技术检查员的协助下需10～15分完成，用水和乙二醇在小铁桶内配制，并用比重计检查其是否符合要求；c.补充冷却液，驾驶员用带滤网的漏斗约30秒完成；d.拧紧加水口盖，驾驶员用小撬杠约30秒完成。
据此，就可确定所需的物质资源、人力及时间等。
这样一层一层地分析下去，对每个功能的每个工作项目进行分析、综合后，就可以将整个装备的使用和相关的保障资源系统地加以描述，列出它执行任务所需的详细的工作步骤、方法及需要的保障资源。
显然，装备越复杂，分析工作越庞杂。
4.1.4规划使用保障可参考的主要标准
规划使用保障可以依据和参考以下的标准：
GJB3872《装备综合保障通用要求》。
这一标准较系统地阐明了装备综合保障各项工作的目的、要求和应注意的事项，对装备使用部门和单位提出保障性要求，装备研制单位开展综合保障工作以及编制有关技术和合同文件有重要的指导作用。
GJB1371《装备保障性分析》。
该标准系统地阐明了装备保障性分析的基本概念、分析的目的和内容。
将分析的内容划分为五个方面共15个工作项目：
（1）保障性分析工作的规划与控制（100系列）；
（2）装备与保障性系统的分析（200系列）；（3）备选方案的制定与评价（300系列）；（4）确定保障资源要求（400系列）；（5）保
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