北約直升機90專案的後勤保障分析(LSA)

北約直升機(NH)90專案

法國、德國、義大利和荷蘭四個歐洲國家在1990年簽署了啟動NH90專案的設計和研製諒解備忘錄。先前在北約進行的研究表明通過研製一種通用的基本型直升機(H/C)並與專門的任務系統綜合可以最理想地滿足陸軍、空軍和海軍對中型直升機的使用要求。

1992年北約直升機管理局(NAHEMA)與北約直升機工業公司(NHI)簽定了以NH90的兩個基本型號為目標的設計和研製合同。陸軍和空軍將使用戰術運輸直升機(TTH),海軍將使用北約護衛艦直升機(NFH),總共需要大約650架直升機。根據目前正在談判的生產投資/首批生產合同,設想了對上述兩個基本型號的幾種不同型別。

同處法國Aixen省的NAHEMA和NHI是各國以及Agusta公司、德國歐洲直升機公司、歐洲直升機公司以及Fokker公司等參與此項工作的工業部門的管理機構。

所有預想的5種原型樣機都是用於作戰的。設計與開發正在進行中,因此今年可望簽署生產化與生產諒解備忘錄以及合同書,目標是在2003年交付第一架通用直升機。

綜合後勤保障(ILS)和後勤保障分析(LSA)

從專案的早期規劃階段,各國就強烈要求把通用直升機的保障性作為一個固有的設計目標加以考慮。為使壽命周期費用最低對性能、RAMT(可靠性、可用性、維修性和測試性)和費用同樣給予了強調。因此,ILS/RAMT是設計

與研製合同中不可缺少的部分,它們也特別是武器系統研製規範(WSDS)、工作說明(SOW)、合格審定、專案管理規範(PMS)、里程碑以及工作和費用分配計劃的組成部分。而且,合同還向NAHEMA和NHI的ILS經理分配了ILS和RAMT兩方面的責任,從專案一開始就確保他們參與了設計過程。通過共同的理解,各國和各工業部門都把LSA作為所有ILS活動的核心。最終得出的LSA資料庫被公認為是不可缺的存貯庫,用以收集所有必要的資訊以建立起一個ILS系統,用於H/C的服役期的作戰和保障。

合同是參照MIL-STD-1388來確定LSA過程的。根據設計和研製招標書(RFP),各國和各工業部門開始對該標準進行剪裁,他們最終一致同意大量減少1388中所列的LSA工作專案。為估計LSA的工作量對LSA資料元和候選專案的數目進行了粗略計算/估計。在按ILS工作說明提交ILS/RAMT計劃的過程中,NH90專案可行性研究以及在NH90定義前階段的結果都提供有價值的資訊。LSA計劃本身是在設計和研製階段早期制定的。

編寫LSA計劃

編寫LSA計劃並就LSA計劃達成一致是一個冗長和痛苦的過程。最終,各方都不得不作出妥協,根據必要性和預算分配來限定要求和預期目標。

特別是,制定通用的後勤預案(即初始保障方案*)作為工業部門設計活動的指導原則,是ILS工作組(ILS WG)的一項重要工作。其目的是協調10個參與兵種(陸軍、空軍和海軍)間接為不同的國家特色和作戰要求。也是為了使各兵種在後勤預案中都能找到適合自己的情況並期望能夠使用LSA的結果達到各國的目的。

為了確定在通用直升機設計中所應遵從的保障性因素(資源、人力、戰備完好性以及作戰需求)並形成文件,ILS工作組到將部署NH90的典型使用地點進行了現場調研。在合同簽定後的一個月內,就交付了使用研究的第一份結果和通用後勤預案作為LSA計劃的輸入。

為選擇LSA資料元進行了冗長的討論。其他也進行了LSA的武器裝備專案為此提供了各種經驗,從NH90的觀點看,這些專案在LSA資料元的剪裁方面或者做得過分,或者太不充分,特別是,對於作為RAMT與其他ILS要素(器材保障、宇航地面設備、技術資料、訓練)的介面資料元的選擇考慮不夠充分。站在國家的立場上,後勤人員認為應當採用交叉學科過程(如CALS過程)來解決這一問題。所幸的是,工業部門在這樣一種方法能夠提供雙贏的形勢變得明朗時就考慮了這一問題。最後選擇了126個資料元。應當注意到,NH90的LSA計劃是一個活(動態的)文件,它允許隨著將來合同要求的變化而更新,並且這些更新應當經過各方之間的相互認同。

分析工作專案

儘管LSA活動應當由工業部門來完成,但是與NAHEMA和各國之間的緊密合作一直在繼續,以便評價過程的定量和定性結果。LSA是作為一個疊代過程來執行的,該過程由一步接一步的評審過程組成。只有在通過了全部四個評審步驟以後,任何LSA候選專案的資料才算是有效的。

下述各點僅討論值得注意和參照的LSA過程的要素。

選擇LSA候選專案(CI)

選擇的目的是確定那些在所有維修級別上能產生後勤保障需求的專案和普通的活動。

在選擇過程中,為了識別那些在失效時能在物理上進行更換、修理或者報廢的產品,建立了後勤保障分析控制號(LCN)的結構。LCN結構是根據工程圖紙並在硬體分解結構的基礎上確定的。它用於LSA候選專案的選擇。

LSA候選專案(CI)分為“完全的”和“部分的”兩類。“完全的”CI是指在所有維修級別上完全外場可更換的單元和完全可修的產品。“部分的”CI主要是指那些不得不拆除以便得以接近“完全”候選件的專案,或導致頂起或封裝等一般的維修活動的專案。總共選擇了將近1200個候選專案(850個完全的和350個部分的)。這一選擇也被視為“活的”,以適應萬一發生的設計更改。

LORA(修理級別分析)

LORA是疊代的LSA過程的第二個步驟。LORA是針對選定的重要候選專案(120個)執行的,其目的是給出個大方向的維修級別,在該級別上可以經濟地執行所要求的維修工作。實際上,基於專案的早期階段對設計知之有限,LORA的結果代表了一個初始維修方案。如果各國家都不反對,可以將LORA視為為每個CI制定明確的維修方案的指南。

維修方案

制定維修方案是LSA過程的第三個步驟。它將確認每個維修級別上為滿足系統和設備的要求所必需的維修工作任務。

用故障模式、影響及危害性分析(FMECA)的結果來確認維修工作任務並形成文件。通過應用維修系統指南(MSG)-3中的邏輯決斷,將維修工作任務確定為修復性維修或預防性維修。根據具體的MSG-3報告可以對這一步驟的結果進行評價。

維修工作分析(MTA)

MTA是LSA過程中最後一個也是最重要的一個步驟。通過它可以確認後勤資源(如人力資源、訓練、保障設備、技術資料、備件和設施)。這些資源是為了實施所確定的維修活動所必需的。在實施MTA時,設計結果應當已經凍結。MTA是對保障性特性和後勤資源要求的全面估量,這將列入維修計劃中。對其他ILS要素的重要輸入,尤其是技術資料中的維修工作任務描述,是MTA 的副產品。隨著所有專案的維修計劃被批准,LSA也將結束。對每一候選專案的維修計劃進行匯總,就得到了通用直升機的整個維修計劃。對LSA最終結果的確認是整個設計與鑒定過程的一個部分。

維修演示驗證

工業部門和國家都同意進行維修演示驗證,主要目的是以附加的可視性和可信性來增強基本上屬於“紙面工作”的LSA過程。這項工作分兩個階段進行,第一個階段是使用三維數位化“實體模型”,這是由NH90工業部門的電腦輔助設計(CAD)工具來支援的,通過它,所選擇的產品的維修性和維修特徵都可以顯現出來並可得以評價。第二個階段是在真實的硬體上對數位化實體模型所得結果進行驗證。通過進行演示驗證,各國都對LSA的方法和實施過程產生了信心。

軟體保障分析

至此,對LSA過程的描述還是面向硬體的。由於NH90的複雜性特別是任務系統的複雜性使ILS圈內人士確信對軟體也應當應用類似的過程。因此用一個單獨的軟體保障分析計劃來描述軟體保障分析(SSA)過程。這個計劃在原則上沿用了與LSA計劃相同的原理。

LSA基準資料庫

從LSA過程一開始,分析結果就都記錄在LSA基準資料庫中。這個資料庫設在NHI,它可以為NHI和NAHEMA的專門工作站訪問。這樣,用戶和承包商都能夠根據LSA的結果獨立地工作。這可以被看作是邁向“共用資料環境”第一小步。在任何情況下,它都保證了兩方面的資訊狀態的同一性,且使溝通變得更容易。目前該資料庫擁有的LSA資料已經超過了150MB。

LSA資料交換

為了與各國進行交流,目前資料庫已經通過CD ROM傳送給各國。但是,評論過程則是通過國際互聯網進行的。

LSA評審過程

如前所述,LSA過程分四個步驟進行。評審過程也定義為四個評審類型,以A到D命名。評審A的主題是LSA候選專案清單。評審B針對的是LORA和維修方案指南。接下來,評審C包含維修方案的陳述,包括MSG-3報告。最後,評審D提供了包括維修計劃在內的維修工作任務分析。

應當注意,必須根據嚴格確定的進度預告評審。對於預知要進行評審的CI清單和支援性資料也要事先提出。這樣雙方就都有充分的時間完成評論過程並可進行充足的準備工作。此外,評審會議可以限於那些需要進一步討論或者證實的專案。

對於每一類型的評審,都要就應予評審的內容分別提交並準備一份經一致同意的LSA資料元清單。工業部門還要為每種類型的評審另外編寫了一份“特別”報告,以使評審過程更易進行。

評審過程的主要目的是評審和確認LSA資料元,並應當在各個評審會上提出。LSA結果與整個ILS工作目標的一致性的驗證也是評審的主要目的之一。

提交報告

NAHEMA、NHI、各國以及NH90專案的工業部門都配備了可相容的LSA軟體工具,以便閱覽每一版LSA資料庫。因為工業部門為每種類型的評審都提供了附加的特別報告模板,實際上不需要提交MIL-STD-1388所規定的標準報告。LSA過程的每一個參與者都根據自己的具體需要生成了報表。這是LSA的另一種簡化。

總結

預期NH90專案的LSA到2001年中期能夠完成。LSA資料將允許各國/各軍種在成熟的資訊的基礎上準備進行服役期保障。目前歐洲還沒有別的武器裝備專案以這樣一種成功的方式(即以有限的預算在預期的時間內生成完全的資訊)進行LSA。LSA過程的順利進行是因為對LSA是所有進一步的ILS活動的核心有共同的看法和理解。

參與者認為LSA過程完全成功。因此已經決定在分析和確定航空地面設備(AGE)要求時應用同樣的方法和評審過程。

經驗教訓

各參與國家開始NH90專案時共同的目標是與目前使用的通用直升機相比降低壽命周期費用(LCC)。他們一致同意將重點放在降低擁有費用(如使用和保障費用)方面。這是LCC中最大的因素,因此暗含著最大的利益。

因為ILS預算在所有承包商以及所有專案階段中的分配情況,ILS工作開始較早,它為工業部門和各國確定工作重點提供了強有力的指導。

使用研究是確定使用與保障要求的起點,這一點不易為工業部門所理解,需要反復討論。邀請工業部門訪問現場調研以保證一開始就更好地理解軍方的觀點和要求是明智之舉。

為建立LSA過程花費了大量的時間,付出了相當多的努力。只有當每一個參與者都信服了這一方法時,LSA過程才能成功地應用和完成。

開始時最重要、最緊張和最耗時的工作是根據合同雙方的所有參與者的具體要求對過程進行剪裁。但是只有在恰當而又徹底的剪裁的基礎上才能期待完美的結果。

不應將LSA看成是獨一無二的工具,LSA只不過是分析工具中的一種,儘管它是主要的和最重要的一個後勤工具。也應當為後勤目的對其他分析工具(如FMECA和安全性分析)進行評價。

必須將交叉功能過程作為終極目標看待(在並行工程的意義上講),後勤工程只是它的一個組成要素。

只要合同雙方的行為都是誠實和公平的,即使標準和要求的變化超出了合同協定的範圍也可以接受。但是這些變化必須也能導致雙贏的結果。

在使用階段應當對資訊尤其是來自通用直升機作戰過程的RAMT資料進行維護和更新。這將確保在NH90預期30年的使用期中,在設計更改或者升級的情況下也能實施所謂的“熱門LSA”。