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计量性设计

1839系列标准提出了计量性通用要求,但并没有提出如何解决实现快速高效系统保障的设计方法。首先装备在设计阶段必须提出基于性能保障的指标要求;其次给出开展计量性设计的原则和方法,以保障装备在使用阶段所有状态的测量数据都经过量化、优化和固化的迭代而处于控制状态,从而保证装备处于良好技术状态。

测量是量化的手段,是设计的有效输入。对装备而言,首先需要描述或定义测量需求,全面梳理装备系统、分系统和测量设备的性能及指标,用计量参数定义其性能指标和边界条件,用量值定义或描述的方法进行参量分解,按系统、分系统和测量设备构建参数流程图;其次,选用标准测量方法和设备对被测参量进行测量,进行设计试验的反复优化和迭代;再次,用准确数据量化其物理状态,获取使用过程无需再测量校准的状态参数数据,优化设计固化状态。

计量性设计还应保证计量保障资源最小化。充分考虑使用方计量保障资源协同设计,匹配系统及系统间测量和校准设备进行标准化协同,校准时间间隔协同,包括机内测试及机内测试设备的配置和自动测试设备的设计等。

计量性设计流程:系统功能需求分析;参数量值定义;测量方法选择;参数流程优化;设计参数固化;优化固化迭代;内、外部测量点和参量设置。装备定型阶段设计优化应收敛至测量需求最小化。

计量性设计原则:所有参数量化原则;测量链最短原则;充分试验状态固化原则;保障参数指标和时间间隔标准化原则(含接口);保障参数最小化最优化原则;保障快速便捷原则;系统级保障原则;保障间隔期与保障维修级别协调一致原则;计量保障资源最小化原则等。

研制过程各阶段都需进行测量需求的优化设计和反复迭代。测量从来不是目的,只是手段,为保证系统性能状态,通过准确测量优化设计达到测量最小化的控制要求,试验的意义在于固化所有状态参数,实现设计要求和性能指标。按照量化—优化—固化的流程将测量和校准参量迭代至最少,满足使用过程快速便捷的计量保障需求。

计量性设计应保证装备在使用过程中技术状态始终良好,系统模型分析至关重要,构建测量模型或半实物仿真模型,获得影响性能指标一致性和准确性的关键参量群,对系统相关试验数据进行研究,充分优化测量参量和校准参量,通过充分的试验将关键性能的状态参数固化为设计修正指标。这种“量化、优化、固化”迭代的设计方法就是获取装备处于良好技术状态的测量数据的常用方法,这就是计量性设计的方法。


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