考虑定期维修的k/N系统维修资源配置方法

针对故障件批量送修的大型k/N系统维修资源配置问题,提出了一种定期维修策略下的维修资源优化配置方法。首先分析了系统的备件运行流程以及故障件维修流程,在此基础上建立了系统的平均备件短缺概率模型;然后对系统的供应可用度进行了求解,并且以维修资源费用最小为优化目标,以系统供应可用度为约束条件,建立了系统的维修资源优化配置模型,并设计了一种基于数值迭代法的模型求解算法;最后通过算例仿真与分析对模型进行了验证。结果表明,该模型可以对系统的维修备件、维修人员等资源进行优化配置,为解决大型k/N系统维修资源的批量配置问题提供了思路。     

战时任务条件下舰艇装备多级备件优化

战时舰艇装备通常为三级备件维修保障体制和四级备件供应保障模式,各级备件库存是影响舰艇编队任务持续能力的重要因素.在分析编队作战任务过程和备件保障流程基础上,对动态帕尓姆定理进行了扩展,使其适用于车间可更换单元（SRU）在修件数概率分布计算.综合考虑战时动态任务、装备的自然故障和战损故障、备件的报废和采购等因素,建立了战时备件维修和供应保障模式下的舰艇编队任务成功性评估模型.以备件保障费用为目标函数,舰艇编队任务成功性为约束条件,建立了基于舰艇编队任务成功性的备件库存优化模型,并运用边际效应方法对该优化模型进行求解.实例运算表明,该模型可以为战时各舰艇装备保障单位制定保障方案提供一定的决策支持.     

基于重要度的民机备件单级初始库存优化配置

为了研究重要度对民机备件库存配置的影响,基于波音、空客模型理论建立了单级初始库存优化配置模型,结合边际分析法提出了分解协调边际分析法,实现了消耗件、周转件和可修件的库存优化配置.首先,阐述了考虑重要度情况的备件单级初始库存优化配置流程;其次,构建以机队可用度为优化目标,备件费用和保障概率为约束的备件单级初始库存优化配置模型;再次,运用分解协调边际分析法完成备件单级初始库存优化配置模型的求解;最后,将民机舱门系统作为研究对象,对其备件进行了初始库存优化配置.通过分析得到了满足约束条件的各个备件的初始库存优化配置数量,费用为170 684. 61美元,机队可用度为0. 9999;通过与传统的备件库存优化配置比较,验证了所提出方法的可行性和有效性.     

基于随机Petri网的冗余备份系统可信赖性研究

可信赖性的度量能客观反映冗余备份系统的可信性,是评价冗余系统服务能力的主要准则.随机Petri网(SPN)对系统的并发性、异步性和不确定性具有很强的动态分析能力,特别适合系统建模和可信赖性分析.讨论了冗余备份系统的概念及其随机Petri网描述,采用SPN对冗余备份系统进行建模和分析,在模型分析的基础上给出冗余备份系统的可靠性、可用性、可生存性、平均故障间隔时间等各种可信赖性重要指标.实例研究表明备份部件所处不同的状态会导致冗余备份系统具有不同的可用性.     

基于任务的舰载机可修复备件多级库存模型

针对舰载机可修复备件配置问题,提出了基于使命任务的备件多级配置优化模型。首先,对舰载机的任务进行了概要分析;其次,以任务需求为牵引,将作战任务转换为舰载机使用任务,进而转换为装备系统的综合保障要求、保障系统级要求和保障资源要求,确定备件配置要求;然后,以备件配置要求为约束,基于Vari-Metric多等级、多层级库存优化理论和边际优化方法,给出了舰载机备件配置优化模型;最后,结合舰载机保障实际,进行了应用实例分析。     

基于Arena的通信装备备件保障流程建模与仿真

通信装备备件保障系统的复杂性决定了运用建模仿真技术对其性能研究的适用性及有效性。针对两级备件保障体制下备件配置问题,在分析通信装备备件保障流程的基础上,以备件利用率及故障装备修复率为输出指标,利用Arena仿真软件建立了基于流程的通信装备备件保障系统仿真模型。通过仿真实例,分析了不同备件配置策略对备件利用率及故障装备修复率的影响规律,仿真结果验证了模型的有效性,同时也表明:相比传统建模方法,在描述备件保障过程中变量的随机特性及系统的动态行为方面,Arena软件有显著的有效性和优越性。     

多指标约束下备件可修复库存方案优化

针对在机场集团运行期间,设备备件可修复的多指标约束问题,提出了基于近似可用度评估的可修备件库存优化方法。首先分析了备件消耗的类型。通过忽略备件发生故障后维修时间或者订货供货时间,利用伽马分布的可加性建立备件的可用度评估模型。在此基础上,利用可修备件的可用度、可修备件的总费用为约束指标,构建以备件量最少为目标函数的多约束备件优化模型。在求解模型的过程中,利用拉格朗日乘子和边际优化启发式算法,对模型进行求解。算例中通过与仿真结果进行对比分析:当维修时间或者备件补充时间小于备件等效平均寿命三分之一时,平均误差小于5%,采用的近似度的方法是可行的。     

光伏控制系统中冗余技术的研究与应用

本文主要针对双机冗余的故障检测及自动判决等关键技术进行研究,提出了一种双DSP冗余结构的光伏控制器的设计方案。以TI公司的控制芯片TMS320F2812为核心,研究并实现了双DSP冗余结构的光伏控制系统,双DSP分担处理信号并且互为备份,通过检测各自的关键信号来判断故障状态,并能迅速通知备份DSP做出切换;解决了传统冷备份系统冗余切换速度慢、数据采样频率低的缺点,减少了系统的故障时间,提高了系统的可靠性与稳定性。实验结果表明该方案可行且有效。     

基于非泊松分布的不可修备件优化配置模型

 针对已有备件配置模型的局限性,研究需求服从非泊松分布的不可修备件优化配置模型.通过分析两级库存系统不可修备件的保障特点,将需求服从泊松分布的假设放宽,建立需求服从非泊松分布的不可修备件满足率通用模型,在此基础上构建以备件配置费用最小为优化目标,以系统备件配置满足率为约束条件的两级库存系统不可修备件配置优化模型,并通过遗传算法给出最优配置方案.结合案例的优化及验证结果显示,该优化配置模型适用于正态分布等需求服从非泊松过程的备件配置问题,其配置方案在保证系统备件配置总费用最低的前提下,使备件满足率达到95.02%,与Opus 10 软件的计算结果一致,表明优化配置模型的可行性和可靠性.     

k-out-of-n系统机会维护与库存控制多层级优化策略

面向服务型制造的复杂系统维护外包决策需求，针对k-out-of-n:G系统中冗余设备干涉、停机惩罚高昂和备件库存限制的挑战，提出了机会维护与库存控制多层级优化策略(OMICP).在设备层，构建各独立设备衰退模型，通过最小化维护成本率，贯序输出各设备预防维护周期；在系统层，以各设备维护时点为契机，综合考虑库存水平、关停数量和冗余干涉，制定动态组合机会维护策略；在联合层，基于机会维护决策反馈，建模分析备件订购利润结余，制定实时更新库存控制策略.通过服务商承担外包维护下的多层级交互决策，整合复杂系统维护与库存控制耦合关系，优化维护外包服务总成本.算例分析证明，所提OMICP具有复杂决策可行性和成本优化有效性.     

具有不耐烦顾客和N策略的M/Hk/1排队系统的优化控制

应用更新理论和概率母函数(PGF)方法, 解决了关于不耐烦顾客和N策略M/HK/1排队系统的优化控制问题, 得出了系统平稳状态下顾客队长的PGF和顾客平均等待时间等系统的稳态指标, 并分析了系统优化控制的最优参数解. 结果表明, 该系统模型有利于解决更复杂的管理优化问题.     

战时装备维修备件携运行量确定方法研究

为科学合理地确定战时装备维修备件携运行量,针对战时的特点,分析了战时典型的装备维修备件保障系统的结构和运行规律;通过数学推理,表明备件保障度与战时装备的战备件完好性直接相关,从而确定了系统的量化目标——备件保障度;以满足战时备件保障度为目标,基于战时备件更新过程理论,建立了单不修复部件和多不修复部件的备件携运行量模型,并给出了相应模型的计算机求解过程,为战时装备维修备件的科学决策提供了模型支持。     

多元退化系统维修与备件订购策略优化模型

针对具有多个相关退化过程系统的状态维修及备件订购决策问题,在连续监测条件下,建立系统维修与备件订购决策优化模型.首先,采用Gamma过程和Copula函数建立系统多元退化模型,然后提出基于控制限策略的系统维修与备件订购策略.在此基础上,考虑系统退化量对维修费用的影响,获得系统长期运行条件下的期望维修费用率解析表达式.同时为简化模型计算,提出系统期望维修费用率近似表达式.利用人工蜂群算法在费用准则下获得系统最优预防性更换阈值和备件订购阈值.案例分析结果说明了在维修决策中考虑退化相关的必要性.与已有策略相比,综合优化预防性更换和备件订购阈值能够有效降低系统维修费用.     

爱尔兰分布与指数分布并联系统的可靠度比较与经济分析

在构建复杂系统时,为了提高系统的运行可靠度,决策者往往采取冗余备份或者将元件并联.但在采取冗余备份时,需要增加系统检测设备与开关零件,这又显著地增加了经济费用;此外,开关的可靠度也会对系统的可靠度造成影响.本文将对服从指数分布的并联系统可靠度与爱尔兰分布式冗余备份系统进行比较,首先分析元件个数的增加或者并联个数的增加所带来的系统边际可靠度的提高,进而研究在经济费用约束的条件下是实行并联还是实行爱尔兰分布式的冗余备份,以及对开关经济成本等变量作最优可靠度灵敏度分析.     

建筑冷负荷对综合能源系统运行优化的影响

为解决现有综合能源系统运行优化研究对建筑冷负荷的影响考虑不充分（多以“典型日负荷”或“预测负荷”代替空调期冷负荷）的问题,首先应用EnergyPlus软件对北京某园区进行建模和负荷分析,再以经济性为优化目标,基于园区的电、冷负荷供需平衡和综合能源系统设备的典型模型建立运行约束模型,在空调期对多能源耦合的综合能源系统建立运行优化模型。对优化模型使用Yalmip建模和编程,使用Cplex求解器求解问题,得到不同负荷条件下的综合能源系统空调期的运行优化方案,并分析其统一性和差异性。结果表明：本文构建的以经济性为目标的优化模型,可以使多能耦合的综合能源系统在目标下运行更加优化;不同建筑冷负荷条件下运行优化方案具有较大差异性;不同负荷条件下运行优化方案具有一定规律性。可见综合能源系统的运行优化研究应该全面考虑冷负荷的影响,本文提出的规律性运行优化方案为综合能源系统提升运行经济性提供了依据。     

考虑不完美维护的视情维修和备件订购联合策略优化

针对现有研究多关注维修策略优化而忽略备件采购决策问题,本文对单部件系统提出不完美维护下基于剩余寿命预测的视情维修和备件订购联合策略.采用控制限维修策略判断是否执行最小维修、预防性维护或故障更换,当系统退化达到预防性维护阈值时进行不完美维护,同时预测系统剩余寿命并引入预防性更换阈值和订购阈值,以决定是否执行预防性更换或者订购备件.综合考虑系统退化状态和备件状态,分析可能的更新事件进而计算各事件发生概率,并利用更新报酬理论构建费用-时间率联合决策模型.最后,设计离散事件仿真算法通过算例分析对状态检测周期、预防性维护阈值进行优化,验证模型和算法的有效性.     

在常规错误下具有4个部件冗余系统的稳定性分析

考虑具有常规故障的4个部件冗余可修复系统模型. 先将系统转化为Banach空间中的抽象Cauchy问题, 再通过分析系统算子及对偶算子的谱分布,  证明了系统算子及其对偶算子谱点均位于复平面的左半平面, 且虚轴上除0点外无其他谱点, 从而得到了系统是渐近稳定的.     

(R,Q)库存策略下消耗件的协同订购方案优化

制定合理备件订购方案是降低消耗件库存费用,提高装备供应效能的有效途径. 针对目前军事装备典型的三级供应模式,根据协同供应链系统订购理论,以装备可用度为中心,建立了(R,Q)库存策略下的备件协同订购模型. 在随机订购延误时间情况下,通过引入拉格朗日因子对模型进行分解,采用启发式算法对模型进行优化求解. 通过算例给出了优化结果,对各项影响因素进行了分析. 优化结果符合实际,该方法能够为备件管理人员制定合理的备件方案提供决策依据.      

云存储系统中数据冗余策略优化问题

针对云存储系统现有冗余策略及其改进策略的不足, 提出一种将完全备份与改进的RS(Reed\|Solomon)纠删码结合的自适应数据冗余策略RIRS(Replication Improved RS)。该策略能根据具体应用环境调整参数以最大限度地优化系统性能。在参数调整使其退化成纯粹的完全备份方法条件下, 提出一个动态副本管理优化模型DRMO（Dynamic Replication Management Optimized）对其进行改进。实现副本数和副本位置的动态调整。分析表明, RIRS充分融合了完全备份和纠删码冗余的优势, 能节省存储空间, 降低访问时延并提高系统的可靠性和稳定性。在此基础上提出的DRMO能在满足数据有效性要求的同时, 进一步节省存储空间并实现负载均衡。     

多约束下轨道飞行器备件配置方案建模与优化

针对航空类装备携带备件方案的确定需要综合考虑多项约束指标因素的特点,以轨道飞行器飞入太空随行备件携带方案优化配置为研究背景,在费用、质量及体积3项指标约束条件下,以所有备件期望短缺数总和最小为目标函数,建立了备件配置方案的优化模型.通过设置初始因子初值求出备件初始配置方案,同时引入拉格朗日乘子将各项约束因子转化为保障资源约束因子,采用边际效应法求解并对模型进行优化.最后,对6种方案计算结果进行比较得出备件配置最优方案,并通过实例分析,证明了该方案的科学性和有效性.