退化系统状态维修决策与维修活动建模

研究退化系统的状态维修决策问题,考虑经济性、可用性后,给出两个通用维修决策优化模型,用gamma过程对系统退化进行建模,用监测数据估计退化模型参数。在退化过程基础上,基于历史维修信息和状态数据对决策模型中的变量进行确定;对维修活动中主要的影响--维修效果和维修时间进行分析,认为维修效果和维修时间是系统状态和维修次数的随机变量,分别给出了不考虑人为因素和考虑人为因素的维修效果几何分布模型,用插值方法建立维修时间分布函数。最后以某控制系统为例,对比理想状态和考虑维修效果与维修时间下的仿真结果,验证了模型的有效性和实用性。     

不完全维修条件下的视情维修优化模型

针对实际工作中系统无法通过维修手段恢复如新的情况,利用离散状态的马尔可夫过程,将一类基本的不完全维修模型与视情维修理论相结合,建立了劣化系统在不完全维修条件下的视情维修模型。根据马氏过程平稳状态下的统计平衡原理,提出了求解系统稳态可用度的一类解析算法,并在此基础上,以系统稳态可用度最大为优化目标,确立了不完全维修条件下劣化系统的最佳检测间隔时间和视情维修阀值。最后,通过具体算例验证了了模型与算法的可行性。     

多部件系统的预防性维修优化模型研究

针对多部件系统固定维修费用高的特点,提出采用机会维修策略,将预防性维修和故障维修有机结合起来,从而分摊系统的固定维修费用,实现节约维修费用的目的.分析了系统的故障率特性,确定了系统中各部件最小维修、故障更换、机会更换、预防性更换的概率.在此基础上,以最小化维修成本为目标建立了优化模型.最后通过算例,将优化结果与原有的维修策略的结果进行了比较,说明了模型的合理性.     

维修保障系统效能的分形评估算法研究

建模与仿真技术的应用为解决复杂大系统的效能评估提供了一种有效的技术手段。在介绍空军通信装备战时维修保障仿真系统总体结构的基础上,主要侧重于对系统仿真结果的评估,提出了以分形理论为基础的维修保障系统效能评估算法,并与层次分析法和突变评价法的结果进行比较,结论一致。其评估结果可为决策提供定量依据,为解决军事领域的类似效能评估问题提供一种新思路。     

考虑维修任务分配的装备选择性维修决策优化

在紧迫的战场环境下，如何利用有限的时间、人力和资源保持或恢复装备战斗力，使装备具有连续执行任务的能力，是装备保障指挥人员最关心的问题之一。本文以装备执行多个作战任务为背景，综合考虑维修保障时间、不完全维修效果、维修人员技能水平、装备性能状态等因素，以最小阶段任务可靠度最大化为决策目标，建立考虑维修任务分配的装备选择性维修决策模型，采用遗传算法进行优化求解。结合算例，分析了任务持续时间、维修人员技能水平对决策目标的影响，验证了所提模型及算法的有效性。     

云边端架构的装备精确维修平行仿真系统

针对装备精确维修需求，在前期装备平行仿真相关研究成果基础上，优化完善了装备剩余寿命预测平行仿真算法，提出并设计了“云–边–端”架构的装备精确维修平行仿真系统。该系统在装备现场采集装备状态数据，边缘设备进行预处理，进而在云端由与实装平行运行的仿真模型，动态预测装备剩余寿命，并将预测结果应用于装备维修方案的制定与推演，为装备精确维修提供支撑。     

考虑不完美维修的定期检测与备件策略联合优化

针对退化过程服从三阶段故障过程的单部件系统提出了定期检测与备件订购策略联合优化.该策略下,根据检测时系统的状态执行不同的维修活动:当系统处于正常状态,不执行任何维修活动;若识别轻缺陷进行不完美维修并采用比例役龄回退模型描述不完美维修效果;若识别严重缺陷则更换系统.当更换系统时需考虑备件状态:若处于存货状态则立即更换,若正处于途中则到货时更换,若未订货需立即订货并在到货时刻更换.考虑所有更新事件采用更新报酬理论建立以最小化单位时间内期望成本为目标的模型,同时优化检测周期和订货点.最后,设计枚举优化算法和离散仿真算法求解模型,并在算例分析中验证模型的有效性和适用性.     

企业生产装备系统维修决策分析

企业生产装备系统的维修管理在企业管理中的地位日益突出,企业为管理维修生产装备系统所耗费的成本也日益高昂。如何确定装备系统的维修周期、维修次数及最优经济寿命周期,成为企业最重要的决策活动之一。针对企业生产装备系统运作实际,提出了基于最低可接受可靠度的可变维修周期的装备费用维修决策策略,并提供了决策模型。通过模型可以科学合理地确定装备系统的维修周期及维修次数,并实现装备系统全寿命周期内系统维修费用最小。     

虚拟维修样机中的刚体部件物理属性建模方法与实现

为了建立逼真的带有物理属性的虚拟维修样机模型,采用对刚体部件物理属性的建模方法,对虚拟维修样机的刚体部件进行了建模.给出了建立刚体部件物理属性模型的框架,定义了时间、空间和质量三个物理学中最基本的物理概念,从模型几何数据的获取,物理属性模型的算法实现和仿真流程给出了建立虚拟维修样机物理属性模型的具体仿真过程,并把此方法应用于某大型设备虚拟维修样机模型中刚体部件模型的建立.通过虚拟维修训练仿真过程可以看出,对刚体部件物理属性模型虚拟维修训练具有更强的逼真度和沉浸感,具有通用性.     

有限维修渠道下两级维修供应系统性能评估模型

在有限维修渠道条件下,对两级维修供应系统的备件供应能力进行了评估.系统由多个基层保障点和一个基地保障点构成,故障件有多类,每个保障点有各自的库存和维修机构,库存施行(S-1,S)策略.各维修机构的维修渠道都有限,多类故障件共用同一套维修设备,使用M/M/c模型分析各级站点的维修队列.考虑了故障件在基层站点和基地站点之间的运输时间,用M/G/∞模型分析运输队列.以备件满足率和平均缺货量为指标,评估了系统的备件供应能力.最后举例说明本评估模型的使用,并在相同假设条件下使用仿真方法和MET砌C模型评估了系统,通过对比三种模型的结果验证了本文评估模型的有效性.     

伴随修理中的维修任务调度策略

伴随修理是一种重要的维修保障形式, 合理地调度维修任务将提高伴随修理的效率, 进而将提高作战单元的作战效能. 应用离散事件仿真方法对伴随修理中的维修任务调度策略进行了研究. 首先, 对伴随修理及维修任务调度策略进行了探讨. 其次, 建立了装备作战单元伴随修理的仿真模型. 最后, 应用仿真模型对几种维修任务调度策略进行了仿真评估, 并分别对 平均故障间隔时间(MTBF)、任务持续时间、抢占资源、优先级更新方式的影响进行了分析. 仿真结果表明, 应尽可能 允许重要维修任务抢占所需资源, 调度过程中优先考虑重要的维修任务, 在故障频繁的时候使用"改进的先到先服务(MFCFS)"策略, 故障不频 繁的时候使用"改进的最小处理时间(MSMPT)"策略, 比较可靠的策略是"改进的预测最早完成时间(MEETOC)"策略.     

虚拟维修仿真中人的行为表示

讨论了虚拟维修仿真中虚拟人和物的行为表示，归纳出虚拟人的8个基本作业行为及其参数表示，作为行为表示的标准可以用于描述仿真中的拆卸活动，建立了虚拟人作业失败的分类及描述，给出了操作物体的各种动作行为，对仿真中人的手形参数进行了分类，总结了虚拟维修仿真中常用的工具。     

基于熵的装备维修系统效能评估与仿真

装备维修系统是复杂的动态多尺度系统,对其进行效能评估面临着巨大挑战.从流的角度出发,按照流关系和系统拓扑将维修系统分成策略、信息和决策控制三个尺度,由此建立维修系统的流模型及其效能测度框架,并引入维修效能熵来考察维修系统效能.具体到维修策略尺度,根据维修活动触发机制,构建了包含预防性维修、修复性维修和基于状态的维修等多种策略的系统模型.仿真和计算表明,混合策略下复杂装备维修系统的特性可用二阶系统来逼近.由此得到的效能曲线显示,装备维修系统是开放系统,其运作过程是熵增过程,必须按照其效能变化而实时改变其管理和控制策略.     

考虑混合维修策略的复杂系统区间可用度

针对马尔可夫过程只能计算故障时间和维修时间服从指数分布、更新过程只能计算故障时间和维修时间服从独立同分布系统可用度的局限,以及现有可用度模型没有同时考虑不同维修策略和环境因子对系统可用性的影响的现状，构建了一种考虑混合维修策略和使用环境的复杂系统的区间可用度模型。该模型假设系统的故障和维修时间服从任意分布,不同的故障模式采取不同的维修策略。计算系统停机时间时，考虑了系统的预防性维修时间、修复性维修时间和保障延误时间。以某型无人机控制系统为例,对设计方法进行了验证。系统关键部件服从不同参数的威布尔分布，系统维修时间和延误时间均服从正态分布。结果表明,设计方法可行、正确,可为基于可用度的预防性维修周期优化、效能权衡和通用质量特性指标阈值设计提供技术支撑。     

基于维修仿真的人体疲劳分析

在维修工程领域,对产品的人机工程学分析逐渐引起人们的重视,人体的疲劳分析是其重要组成部分。该文提出了一种基于维修仿真的人体疲劳分析方法,该方法首先利用虚拟人创建维修仿真过程,然后通过动态提取虚拟人在该过程中的动作数据,计算人体执行不同动作所消耗的代谢能量,最后分析评判人体在维修过程中的疲劳程度。通过建立人体疲劳分析原型系统,并针对空间站维修仿真进行实例验证,试验结果表明了该方法的有效性。     

考虑故障率交互作用的双组件系统周期性预防维护策略

提出并构建了一个改善因子模型来描述设备维护的改善效果,该模型综合考虑了维护成本、设备年龄以及维护过程学习效应等影响因素.考虑两组件间故障率存在交互作用且随着交互作用次数递增,引入一个调节因子来描述组件间故障率的交互影响.此调节因子为其中一个组件的累计故障次数的非减函数,用该调节因子施加于另一组件的故障率函数.在维护的策略上,考虑在第N次预防维护时将系统整体置换,预防维护间隔期内若发生故障则以小修处理,由此构建一个考虑故障率交互作用的周期性预防维护策略模型.通过引进相关成本项目推导出长期单位时间成本,以确定最佳的预防维护周期和进行系统置换前的预防维护次数,使得长期单位时间平均成本为最小.最后给出了一个数值算例,研究结果表明:考虑组件故障率交互作用得到的最佳维护策略是有效的,该策略完善了预防维护管理的方法体系.     

虚拟维修仿真技术的研究与进展

近年来虚拟维修仿真技术广泛应用于维修性设计、保障性规划及人员培训三大应用领域并取得了巨大的经济和社会效益,成为了当前研究热点。对此分析归纳了该领域内众多国内外虚拟维修仿真案例。针对仿真对象的扩展及新技术的应用,提出了虚拟维修仿真技术的明确定义;总结出了虚拟维修仿真技术的实现流程,深入探讨了该技术研究所涉及的一系列关键技术问题;比较分析了仿真过程中所需的软件实现平台;最后对其未来的研究方向进行了展望。     

典型陆军部队装备维修作业能力评估系统仿真建模研究

针对陆军部队维修作业仿真评估需求,提出了一套仿真模型设计方案。分析了部队维修作业能力仿真评估原理,进而明确了评估模型需求;给出了维修任务生成、维修保障系统建模方案;结合备件调度和保障设备使用过程,设计了维修保障资源模型。为陆军部队装备维修作业能力评估提供建模基础,用于支撑部队维修作业能力仿真评估系统的设计和应用案例研究。