SCI论文（www.lunwensci.com）
摘要：分析了评分分配时需要考虑的要素，介绍了评分分配法的原理。按照评分分配法流程，依次进行建立可靠性框图、确定评分要素、专家评分和评分值处理，对发射箱后盖的各组成单元的可靠性进行了分配，由分配可靠性计算可得系统可靠性为0.99991，满足系统可靠性指标（0.9999），确认了分配结果的有效性，确定了后盖各组成单元的分配可靠性。可靠性分配结果表明，为实现后盖可靠性指标（0.9999），后盖的所有组成单元分配可靠性均应大于0.99997，其中盖体是后盖可靠性薄弱环节，在研制过程中需重点关注。
关键词：后盖；发射箱；评分分配法；可靠性分配
ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅＲｅａｒＣｏｖｅｒｏｆａＣａｎｉｓｔｅｒＢａｓｅｄｏｎＳｃｏｒｅＡｌｌｏｃａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ
ＫｅＸｉａｎｃｈａｏ
（ＳｈａｎｇｈａｉＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００４３７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｎｅｅｄｔｏｂｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｗｈｅｎａｌｌｏｃａｔｉｎｇｔｈｅｓｃｏｒｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｓｃｏｒｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｃｏｒｉｎｇａｌｌｏｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｓｃｏｒｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ，ｅｘｐｅｒｔｓｃｏｒｉｎｇｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄ，ａｎｄｓｃｏｒｉｎｇｖａｌｕｅｓｗｅｒｅｐｒｏｃｅｓｓｅｄｉｎｔｕｒｎ．Ｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｅａｃｈｃｏｍｐｏｎｅｎｔｕｎｉｔｏｆｔｈｅｒｅａｒｃｏｖｅｒｏｆｔｈｅｌａｕｎｃｈ
ｂｏｘｈａｄｂｅｅｎａｌｌｏｃａｔｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｗａｓ０．９９９９１，ｗｈｉｃｈｍｅｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｅｘ
（０．９９９９）．Ｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｈａｄｂｅｅｎｃｏｎｆｉｒｍｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｅａｃｈｃｏｍｐｏｎｅｎｔｕｎｉｔｏｆｔｈｅｒｅａｒｃｏｖｅｒｈａｄ
ｂｅｅｎｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｌｌｏｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｒｅａｒｃｏｖｅｒｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｉｎｄｅｘ（０．９９９９），ｔｈｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎ
ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆａｌｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅｒｅａｒｃｏｖｅｒｓｈｏｕｌｄｂｅｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ０．９９９９７．Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ，ｔｈｅｃｏｖｅｒｂｏｄｙｉｓｔｈｅｗｅａｋｌｉｎｋｉｎｔｈｅｒｅａｒｃｏｖｅｒ
ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈｎｅｅｄｓｔｏｂｅｆｏｃｕｓｅｄｏｎｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅａｒｃｏｖｅｒ；ｃａｎｉｓｔｅｒ；ｓｃｏｒｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
０引言
发射箱端盖是发射箱重要组成部分，平时与发射箱一起实现导弹系统密封，为导弹贮存提供适宜的环境，延长导弹的贮存寿命。战时或导弹发射时，前盖在燃气流或弹头作用下破裂，形成发射通道，不影响导弹出箱。后盖在发动机燃气流作用下被吹破，形成导流通道，从而降低发射箱和导弹承受的压力，保证导弹顺利出箱。因此，发射箱对前盖和后盖提出了较高的可靠性，端盖的可靠性研究具有重要意义。端盖的可靠性研究文献报道较少，２０２０年，刘龙涛等［１］基于性能参数对某发射箱前盖进行了可靠性评估。
发射箱系统会给端盖分配可靠性，并将分配结果以可靠性指标形式体现在任务书中。一般端盖有若干零件构成，在方案设计及技术研发阶段，若能将任务书中规定的可靠性指标分配至零件，将具有十分重要作用。因为通过可靠性分配可以暴露系统的薄弱环节，发现关键部件，明确重点关注对象，为改进措施提供依据，同时通过改进后可靠性再分配，可持续提高产品可靠性。目前，未发现发射箱端盖的可靠性分配研究文献。因此，本文开展端盖可靠性分配研究工作。
工程中可靠性分配常用的方法［２］有：评分分配法、比例分配法、重要度及复杂度分配法、拉格朗日乘数法、动态规划法、直接录查法。其中评分分配法应用很广泛，１９９５年，曾声奎等［２］研究了任务可靠性分配的比例组合法及评分分配法。２００３年，冯虎田等［３］将评分分配法应用于火箭炮可靠性分配。２００４年，刘强等［４］从复杂性、技术水平、工作时间、重要性和环境条件等５个因素对可靠性评分分配法的评分准则进行了探讨。２００９年，张琳等［５］将评分分配法应用于航空发动机可靠性分配。２０１７年，马礼兵等［６］将评分分配法应用于核电产品。２０１９年，赵嘉媛［７］将评分分配法应用于水下液压机械手的可靠性分配。２０２０年，浦恩山等［８］将评分分配法应于快堆钠泵的可靠性分配。张媛媛等［９］将评分分配法应用在风力发电机组可靠性分配。２０２１年，彭兆春等［１０］将评分分配法应用于机载相控阵雷达子系统可靠性分配。石闯等［１１］将评分分配法应用于新型船舶操作控制系统可靠性分配。结合端盖实际情况及可靠性分配方法特点，本文采用评分分配法对某型后盖可靠性分配进行研究。
本文基于评分分配法对发射箱后盖可靠性分配进行研究，通过建立可靠性框图、确定评分要素、专家评分和评分值处理等步骤，从复杂程度、重要度、技术成熟度、故障严酷度和环境条件等５个因素对后盖各组成单元进行专家评分。获得评分结果并对发射箱后盖进行了可靠性评估。
１评分分配法原理
评分分配法的基本思想是组织有经验的设计人员或专家根据可靠性待分配对象的特性以及其使用工况等选取可靠性影响因素，然后针对选取的因素进行评分，对评分值进行综合分析以获得各单元产品之间的可靠性相对比值—分配系数［１２］，进而给出各个分系统或零部件的可靠性分配指标。评分分配法应用时，一般假设产品和各单元寿命服从指数分布，适用于产品方案论证阶段和工程设计初期阶段应用［１３］。在进行评分分配时通常考虑的因素有复杂程度、技术水平、工作时间和环境条件，在实际工程应用中可以根据产品特点增加或减少评分因素［１４］。
可靠性分配一般遵循以下原则［６］：
（１）对于已知可靠性指标的货架产品或直接使用成熟的系统和产品，不进行可靠性分配，在可靠性分配时，将其从可靠性总指标中剔除，针对其余系统或零部件进行剔除已知可靠性指标之后的可靠性指标进行分配。
（２）对于高复杂度分系统或零部件，应给予低的可靠性分配指标，原因是对于复杂的产品，要达到高的可靠性指标会比较困难，而且成本高昂，并且可靠性指标越高，达到的困难程度和所付出的成本代价会更高。
（３）对于技术上不成熟的产品，应给予低的可靠性分配指标，因为对于不成熟的产品若给予高的可靠性指标将会大大拖延研制进度，增加研制费用。
（４）对于在恶劣工况下工作的产品，应给予低的可靠性分配指标，因为恶劣工况会增加产品故障率，降低其可靠性。
（５）对于长期工作的产品，应给予低的可靠性分配指标，因可靠性随工作时间延长而降低。
（６）对于重要度高的产品给予高的分配可靠性指标，因为重要度高的产品直接关系到任务能否顺利完成或者发生故障会造成不可接受的后果。
以上可靠性分配指标的高低是相对系统各部件或零件而言，所有分系统或零部件的分配可靠性指标不能过低，因过低的可靠性指标会带来系统可靠性下降。
评分分配法一般按以下流程进行。
（１）明确系统任务可靠性指标。
（２）建立系统可靠性框图。
（３）根据系统特点，集合专家观点，确定评分因素。
（４）专家按照评分因素进行评分，评分范围为１～１０，评分值越低表示对可靠性的影响越小。
（５）评分值处理（假设各组成单元相互独立，且系统为串联系统），给各组成单元分配可靠性。步骤如下：
①将一个组成单元的所有因素评分值的积记为该组成单元的评分ωｉ，计算公式为：
式中：ｒｉｊ为第ｉ个组成单元第ｊ个因素的评分值；ｊ＝１，２，３，…，ｍ，其中ｍ为评价因素数。②将所有组成单元的评分ωｉ相加，得到系统总评分ω，计算公式为：
式中：ｉ＝１，２，３，…，ｎ，其中ｎ为组成单元数。③将某一组成单元的评分除以系统评分，商即为评分指数，计算公式为：
式中：ωｉ为第ｉ个组成单元的评分值；ω为系统评分值。④将系统可靠性指标的某一组成单元评分指数次幂记为该组成单元的分配可靠性指标，按照以下公式计算各单元的分配可靠性指标：
Ｒｉ＝ＲＫｉ（４）
式中：Ｒｉ为第ｉ个组成单元的可靠度；Ｋｉ为第ｉ个组成单元的评分指数。
⑤将各组成单元分配可靠性指标相乘，计算系统可靠性，并与系统可靠性指标进行对比，复核可靠性分配结果，计算结果大于或等于系统可靠性指标则可靠性分配有效，同时评估各组成单元的分配可靠性指标是否满足可靠性分配原则：
２后盖可靠性分配
本文用评分分配法对某发射箱后盖进行可靠性分配，按前文第１节中的流程进行。发射箱系统对后盖的可靠性指标为0.9999，即Ｒ＝0.9999。
后盖由盖体、盖框、压板、格栅、螺钉、密封胶以及密封圈组成，为串联系统，因其中任意组成单元出现故障，均会导致后盖功能性受损甚至丧失，建立可靠性框图（图１）。其中盖框实现后盖与发射箱后端进行连接；盖体实现自身气密性、承受邻箱发射带来的燃气流、在一定压力范围内开盖，实现燃气流通道打开，降低发射箱内压力，实现碎块不脱落功能；压板、螺钉和密封胶实现盖体与盖框连接以及产品密封性；格栅实现导流作用，减轻燃气流对碎块根部的冲刷，提高碎块不脱落的可靠性，同时提高产品承受邻箱燃气流冲刷能力；密封圈实现产品和发射箱的密封作用。
根据后盖结构系统分析，可靠性的影响因素有复杂程度、重要度、技术水平、工作时间和环境条件等，集合专家观点，选取复杂程度、重要度、技术成熟度、故障严酷度和环境条件等５个因素作为各单元评价因素。由此可知，对于后盖，ｎ＝７，ｍ＝５（ｎ为组成单元数，ｍ为评价因素数），各因素评分标准说明如下。
（１）复杂程度：根据这些部件的成型和装配复杂程度进行判断，最简单的评为１分，最复杂的评为１０分。
（２）重要度：考虑分系统发生故障对可靠性影响的程度或故障发生的概率大小进行判断，故障影响最大的系统评为１分，故障影响最小的评为１０分。
（３）技术成熟度：考虑各个领域工程技术发展的现状，成熟技术评分１～３，改进技术评分４～６，新技术评分７～１０。
（４）故障严酷度：参照ＧＪＢ／Ｚ１３９１－２００６《故障模式、影响及危害性分析指南》列出后盖的严酷度等级，相应等级说明及评分参考值如表１所示。
（５）环境条件：在系统工作期间，预期会遇到的环境非常严酷的设备为１０分，预期所遇到的环境最不严酷的设备为１分。评分由专家根据实践知识和经验来确定，发射箱系统给后盖分配的可靠性为Ｒ＝0.9999，后盖评分和可靠性分配如表２所示。
由表２可知，由分配可靠性计算所得后盖可靠性为０．９９９９１，大于后盖可靠性指标０．９９９９，可靠性分配能满足后盖可靠性指标要求。同时从表２中可知，为保证后盖０．９９９９的可靠性，后盖的所有组成单元的可靠性均要大于０．９９９９７。在后盖组成单元中，盖体的分配可靠性相对最低，螺钉的可靠性分配最高，这与可靠性分配原则吻合，即对复杂性高的组成单元分配较低的可靠性，对简单的组成单元分配高的可靠性。盖体是复合材料结构，结构最复杂，发展历史较短，现实中可靠性也相对较低；螺钉是成熟货架产品，技术成熟，很容易将不合格品剔除，现实中可靠性很高；盖框、压板、格栅均为机加工产品，现实中可靠性很高；密封胶和密封圈也为成熟产品，发展历史很长，现实可靠性很高。
分析表２可知，后盖组成单元中，盖体是产品可靠性的短板，考虑到盖体出现故障，几乎没有更换或维修的价值（现实中，更换或维修盖体成本非常高，而且维修后可靠性也无法保证），因此提高盖体的可靠性是后盖研制的重点，在后盖研制和生产中需要重点关注。表２显示密封圈的可靠性为０．９９９９８，与除盖体外的组成单元可靠性相对，相对较低，考虑到密封圈技术成熟且方便更换，因此密封圈很容易满足分配可靠性，考虑实际攻关成本，无需对密封圈进行改进和重点关注。
３结束语
本文基于评分分配法对后盖可靠性分配进行了研究，依次进行建立可靠性框图、确定评分要素、专家评分和评分值处理，由专家从复杂程度、重要度、技术成熟度、故障严酷度和环境条件等５个因素对后盖各组成单元进行评分，通过数据处理，给出了各组成部分的分配可靠性，由分配可靠性计算可得系统可靠性为０．９９９９１，满足系统可靠性指标（０．９９９９），确认了分配结果的有效性，确定了后盖各组成单元的分配可靠性。可靠性分配结果表明所有组成单元可靠性均应大于０．９９９９７，盖体是后盖可靠性的短板，因此在后盖研制和生产中应重点关注盖体的质量，通过技术攻关、工艺优化等手段提高盖体的可靠性。
参考文献：
［１］刘龙涛，张保刚，张兴勇，等．基于性能参数的某发射箱前盖可靠性评估［Ｊ］．装备环境工程，２０２０，１７（６）：１２２－１２５．
［２］曾声奎．任务可靠性指标分配的比率组合法及评分分配法［Ｊ］．航空学报，１９９５，１６（增刊）：１５－１９．
［３］冯虎田，殷爱华，韩军，等．基于评分分配法的某型火箭炮可靠性分配［Ｊ］．火炮发射与控制学报，２００３（１）：４０－４３．
［４］刘强，毛社平．可靠性评分分配法研究［Ｊ］．水雷战与舰船防护，２００４（２）：３３－３７．
［５］张琳，黄敏，刘婷．航空发动机可靠性评分分配法［Ｊ］．质量与可靠性，２００９（２）：４９－５２．
［６］马礼兵．针对核电产品的可靠性评分分配法［Ｊ］．上海电气技术，２０１７，１０（２）：２４－２７．
［７］赵嘉媛．基于评分分配法的水下液压机械手可靠性分配研究［Ｊ］．机械制造，２０１９，５７（９）：８８－９０．
［８］浦恩山，谷继品．快堆钠泵可靠性分配研究［Ｊ］．科学技术创新，２０２０（２３）：７－８．
［９］张媛媛．风力发电机组可靠性的分配研究［Ｊ］．机电工程技术，２０２０，４９（５）：４６－４７．
［１０］彭兆春，李小萍．可靠性分配在机载相控阵雷达研制中的应用［Ｊ］．电子产品可靠性与环境试验，２０２１，３９（３）：５８－６３．
［１１］石闯，陈永冰．基于评分分配法的某新型船舶操作控制系统基本可靠性分配［Ｊ］．舰船电子工程，２０２１，４１（３）：１１５－１１８．
［１２］谢少锋，张增照，聂国健．可靠性设计［Ｍ］．北京：国防出版社，２０１５．
［１３］刘混举．机械可靠性设计［Ｍ］．北京：国防工业出版社，２０１９．
［１４］曾生奎．可靠性设计与分析［Ｍ］．北京：国防工业出版社，２０１０．
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！ 文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/ligonglunwen/61237.html
