船舶零部件通用化水平评价体系与指标

雷秉霖，张辉睿，张 平

应用研究

船舶零部件通用化水平评价体系与指标

雷秉霖，张辉睿，张 平

（武汉第二船舶设计研究所，武汉 430064）

零部件通用化对维修保障具有重要意义。提升船舶零部件（如大量使用的阀门、电动机等）通用化水平，可以减轻船舶维修保障工作负担。目前在船舶研制设计过程中，缺乏成熟的通用化评价体系与评价指标。本文从零部件型号数量统计出发，提出了船舶零部件通用化水平总体评价指标、分级维修通用化水平评价指标，构建了评价体系，说明了指标的指导意义，能够为船舶研制设计通用化工作提供指导。

零部件通用化 评价体系与指标 船舶 设计

0 引言

船舶设备维修工作层级一般可分为基层级、中继级、基地级。基层级维修在使用现场或设备所在基层维修单位实施，主要针对故障后影响系统设备功能、影响人员生活，备用配置不足，便于维修的设备，一般随船携带备用零部件；中继级维修是维修机构实施，主要是在港口码头更换故障零部件；基地级维修一般由修理工厂或制造厂实施，主要负责设备大修、改装以及中继级不能完成的项目。

零部件通用化对设备维修保障具有重要意义，其通用化水平对维修保障工作负担、复杂度有直接影响。由于船舶空间有限、备用零部件补充较为困难，基层级维修对零部件通用化水平提升的需求最为迫切：当通用化水平较高时，基层级维修需携带备用零部件数量精简、备用覆盖的设备数量增加，提高了船舶基层级维修保障水平。中继级维修对零部件通用化水平提升也存在实际需求：通用化水平较好时，中继级维修需筹措的备用零部件数量得到精简、备用零部件采购工作简便加快。

目前，在船舶零部件通用化改进、提升与设计工作中，没有成熟的通用化水平评价体系与指标，船舶零部件通用化水平缺乏重要的评价依据。迫切需要针对零部件选用情况分析归纳数学统计模型，提出科学、可行、直观且指导性强的通用化水平评价指标，建立评价体系，从而为通用化改进、提升与设计工作提供有力指导。

1 零部件型号数量统计分布

选型统计是船舶零部件通用化工作基础，应根据零部件大类分别开展，例如分别以电动机、阀门等为大类开展选型统计。后文分析均以某一类零部件为分析研究对象，所述零部件均为同类零部件。

依托该统计分布建立船舶零部件通用化水平评价体系与指标。

2 零部件通用化水平总体评价

以下三方面对零部件通用化水平评价有实际需求：在船舶通用化改进前后纵向比较时，判断零部件通用化水平提升效果；对单一船舶进行评价时，判断零部件通用化水平高低；在对多型船舶进行横向对比时，对比不同船舶零部件通用化水平高低。根据零部件型号数量统计分布，可得出几种典型的通用化评价指标。

1）型号数与个数

2）平均每型零部件个数

3）总体通用化率

考虑零部件通用化两种极端情况与一般情况：

图1 对数法通用化率曲线图

图2 线性法通用化率曲线图

3 分级维修零部件通用化水平评价

1）分级维修零部件型号数量统计分布模型

根据分级维修级别划分，定义不同层级零部件型号系列如下：

以上不同维修层级零部件型号系列，基本上可作为对应维修层级备用零部件型号清单。分级维修零部件通用化评价指标主要针对不同维修级别备用备件规模、通用化效果进行评估。

可以得到零部件型号数量统计分组：

零件总个数为m，零部件型号数量统计分布：

2）分级维修零部件通用化水平评价需求

通用化水平高时，同等规模的维修备用零部件可满足更多的设备备用需求；同等规模的设备备用需求可精简维修备用零部件规模。

3）零部件型号数量分布曲线

按照基层级、中继级、基地级排序，以零部件型号系列为横坐标，型号统计分布频率为主要纵坐标，频率向下累计作为次要纵坐标，可绘制零部件型号数量分布曲线。

以辅机主要零部件电动机为例，典型的三级维修电动机型号数量统计分布曲线见图3。

图3 典型的三级维修保障电动机型号数量统计分布

4）分级维修零部件通用化水平评价指标

对于某一维修层级，该层级维修零部件型号数越少，则该层级维修所需配置的备用零部件规模越小，负担越轻；该层级维修零部件数量越多，则该层级维修能够保障的零部件覆盖面越广，维修保障水平越高。综合考虑两方面因素，提出以下两项指标与一项简化指标：

分别累计基层级、中继级、基地级的频率分布，可得不同维修层级备用零部件对零部件的覆盖率：

分别计算基层级、中继级、基地级维修零部件型号数占零部件型号数百分比：

4 通用化评价体系以及指导意义

根据上文分析，提出船舶零部件通用化水平评价体系与指标：

表1 船舶零部件通用化水平评价体系与指标

5 小结

本文所提出的评价指标均为为归一化、无量纲评价指标。所提出的评价体系依托的数学方法、指标计算方法、指标与实际应用的联系，可推广移植应用于阀门、紧固件、电路板卡等多种大规模常用零部件通用化水平评价，对船舶通用化水平提升工作具有指导意义。

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Evaluation system and index for universal design of ship components and parts

Lei Binglin, Zhang Huirui, Zhang Pin

（Wuhan Second Ship Design and Research Institute, Wuhan 430064, China）

U662

A

1003-4862(2022)02-0027-04

2021-07-13

雷秉霖（1989-），男，硕士。研究方向：船舶电力系统。E-mai: lei­_binglin@qq.com