系统工程(SE)中的Logistics有多种定义, 使用的定义将确定哪些活动被视为Logistics的一部分。 SEBoK 将Logistics定义为规划和实施获取和使用维护系统运行所需资源的科学。
概述
图 1. 经济实惠的系统运营效率(DAU Guidebook 2010)。 由国防采办大学 (DAU)/美国国防部 (DoD) 发布。
维护计划
保障规划的重点 是影响系统的内在保障能力,并规划将用于保障系统运行的保障能力和流程。
影响固有的可支持性(运营适用性)
维护影响需要了解 作战概念(ConOps)、系统任务、任务概况和系统能力,以了解功能和性能优先级背后的基本原理。了解基本原理为在系统性能、可用性和生命周期成本 (LCC)之间进行必要权衡的决策铺平了道路,这对 系统运营、 维护和Logistics支持 的成本效益产生了影响。 没有单一的维护考虑清单或将它们分组的具体方式,因为它们是高度相互关联的。 它们包括:兼容性、 互操作性 、可运输性、 可靠性 、 可维护性 、 人力 、 人为因素 、 安全性 、自然环境影响(包括职业健康、宜居性;见 环境工程 ); 诊断和预测(包括实时维护数据收集)以及腐蚀防护和缓解。 以下是关键的设计注意事项:
- 架构注意事项——对开放性、模块化、可扩展性和可升级性的关注对于实施增量采购战略至关重要。 此外,扩展系统 灵活性和可负担性的架构属性可以在以后通过协调一致的技术更新策略解决过时和报废问题时获得回报。 相对于每个属性的使用程度,通常需要权衡取舍。
- 可靠性考虑: - 可靠性至关重要,因为它有助于系统的有效性以及在Logistics负担和修复 故障成本方面的适用性. 对于每个系统,必须达到一定程度的基本可靠性才能使系统被认为是有用的。 可靠性也是确定Logistics基础设施和足迹的最关键因素之一。 因此,系统可靠性应该是设计期间的主要关注点(以及系统技术性能、功能和能力)。 主要目标是在规定的可用性、成本、进度、重量、功率和体积限制范围内实现必要的运营成功概率,并将失败的风险降至最低。 在执行此类分析时,应进行权衡,并应探讨系统可维护性的依赖关系,并与解决支持事件频率(即可靠性)、事件持续时间和事件成本的可支持性分析相结合。
- 可维护性注意事项- 可维护性的设计重点是通过减少维护系统的时间、人员、工具、测试设备、培训、设施和成本来减少维护负担和供应链。 可维护性工程包括用于设计最低系统维护要求(设计出不必要和低效的过程)的活动、方法和实践,以及预防性和纠正性维护以及维修或校准活动的相关成本。 可维护性应该是一种设计能力,而不是附加选项,因为良好的维护程序无法克服糟糕的系统和设备可维护性设计。 主要目标是减少经过适当培训的维护人员检测和隔离故障(覆盖率和效率)并影响修复所需的时间。
- 模块化- 组件的包装,以便它们可以通过移除和更换操作与车载维修进行维修。 应注意不要过度模块化,并应权衡评估更换、运输和维修成本,以确定最具成本效益的方法。
- 互操作性 ——组件与标准接口协议的兼容性,以通过使用通用接口的黑盒技术促进快速修复和增强/升级。 物理接口的设计应使组件之间的配合只能正确发生。
- 物理可访问性 - 设计的结构保证可以轻松访问需要更频繁监控、检查和维护的组件。 这在低可观测平台中尤其重要。 维护点应该是直接可见的,并且维护人员可以访问,包括进行腐蚀检查和缓解的访问。
- 需要最少预防性维护的设计,包括防腐蚀和缓解。 重点应该是平衡整个生命周期的维护需求和最小的用户工作量。
- 从总拥有成本(TOC) 和材料可用性的角度来看, 嵌入式培训和测试 被确定为最佳解决方案。
- 人机系统集成(HSI) 通过设计系统和结合以下技术来优化整体系统性能并最大限度地降低生命周期成本:(a) 需要最少的人力,(b) 提供有效的培训,(c) 可由用户操作和维护,( d) 适合(可居住且安全,环境和职业健康危害最小),并且 (e) 可生存(对用户和设备而言)。
- 支持注意事项 - 支持功能无法轻松添加设计确定后。 因此,可支持性应该是项目规划早期的高度优先事项,并且是系统设计和开发过程的组成部分。 支持功能跨越可靠性、可维护性和供应链,以促进系统异常的检测、隔离和及时修复/更换。 这些包括服务功能和操作和支持所需的其他活动,包括有助于系统整体支持的资源。 典型的可支持性功能包括诊断、预测(参见 CBM+ 指南)、校准要求、许多 HSI 问题(例如培训、安全、HFE、职业健康等)、技能水平、文档、维护数据收集、兼容性、互操作性、可运输性、处理(例如,提升/硬/系紧点等。
规划维护流程
过程效率反映了系统的生产、操作、服务(包括加油)和维护的好坏。 它反映了Logistics流程(包括供应链)、基础设施和足迹的平衡程度,以提供敏捷、可部署和运营有效的系统。
实现流程效率需要尽早并持续强调各种Logistics支持流程以及设计考虑因素。 持续强调很重要,因为即使在设计窗口已经通过精益六西格玛、供应链优化或其他持续过程改进 (CPI) 技术之后,流程也提供了提高运营效率的机会。
维护分析(产品支持包)
产品支持包记录了可支持性分析的输出,并包括与以下十二个要素相关的详细信息(以下链接摘自(NATO RTO 2001):
- 产品/信息技术 (IT) 系统/医疗系统支持管理(综合生命周期维护计划)
- 产品/IT系统/医疗系统支持策略
- 生命周期维护计划
- 需求管理
- 总拥有成本 (TOC)/ 生命周期成本(LCC) 规划和管理
- 产品支持活动的整合和管理
- 配置管理
- 生产和分销
- 能源、环境、安全和健康 (EESH) 管理
- 政策与指导
- 风险管理
- 设计界面
- 可靠性
- 可维护性
- 可支持性
- 负担能力
- 配置管理
- 安全要求
- 环境和有害物质 (HAZMAT) 要求
- 人类系统集成(HSI)
- 校准
- 防篡改
- 宜居性
- 处理
- 法律要求
- 维护工程
- 故障报告、分析和纠正措施系统 (FRACAS)
- 价值工程
- 减少制造来源和材料短缺 (DMSMS)
- 供应支持(物资计划)
- 维护计划
- 以可靠性为中心的维护 (RCM)
- 维护概念
- 维护级别(维修分析级别)
- 基于状态的维护
- 预测与健康管理
- 支持设备
- 技术数据
- 人力与人事
- 培训和培训支持
- 设施和基础设施
- 包装、处理、储存和运输
- 计算机资源
维护实施
一旦系统投入运行,就需要实施保障计划工作的结果。 SE 支持维护计划的十二个集成产品支持要素的执行,该计划旨在确保系统在其整个剩余生命周期内以最具成本效益的方式满足运营性能要求,如图 2 所示。
图 2. 保障实施说明(DAU 指南 2012)。 由国防采办大学 (DAU)/美国国防部 (DoD) 发布。
一旦系统投入使用,SE 通常需要纠正降低持续使用的问题,和/或添加新功能以提高当前或新环境中的产品性能。 在集成产品支持的背景下,这些 SE 活动对应于集成产品支持 (IPS) 元素持续工程。为纠正问题或提高性能而对已部署的系统进行的更改应包括对 IPS 要素的任何必要调整,并应考虑要素的相互关系和集成,以保持系统支持战略的有效性。
产品支持元素所需的更改程度随问题的严重性而变化。 小问题可能需要对维护程序进行简单调整、更换供应商、修改培训课程或更改技术手册。 相比之下,需要系统或组件重新设计的问题可能需要工程变更建议和批准、IPS 元素贸易研究、业务案例分析以及产品支持策略的更新。 重点是纠正影响持续使用的问题,无论严重程度如何。
进化系统提供了获取成熟技术的策略; 该系统以增量方式提供功能,规划未来的能力增强。 这些系统需要系统的系统(SoS) 视角来同步主系统和维护系统。
有关更多信息,请参阅:系统设计的有效运营系统的企业框架(Bobinis 和 Herald 2012.)。 |