装备使用效能评估模型及扩展

针对装备使用过程中的可靠性、维修性及保障性难以统一量化的问题,提出了装备使用效能的概念。使用效能是装备可靠性、维修性及保障性在使用过程中的具体量化指标。利用ADC模型的基本结构,通过拓展装备从完成单阶段单任务到多阶段多任务以及可用度矩阵、可靠性矩阵、能力矩阵的构造,给出了不可修装备使用效能评估模型的综合表达式。此模型对不可修装备的可靠性、保障性的综合权衡和优化等提供了依据。     

舰船装备多状态可修复系统可靠性通用生成函数解算方法

远洋舰船装备结构复杂、系统庞大,可靠性要求高。开展舰船装备复杂系统可靠性研究,对于科学控制装备成本、实施维修决策,具有重要意义。针对舰船装备复杂系统,以可修复双锅汽轮发电系统为例,开展多状态系统可靠性建模。在此基础上,通过引入通用生产算子和通用生产函数,完成多状态复杂系统可用度、期望性能、性能失效等可靠性指标解算,并给出稳态、瞬态数值分析结果。研究表明,解算方法通用性强、适用范围广、计算资源依赖程度低,远优于马尔可夫直接法;多状态模型建立合理,有效反映复杂装备系统可靠性变化规律,能为可靠性评估、装备采购及维修决策提供技术借鉴。     

周期性检查的二部件装备可用度研究

针对周期性检查的二部件可修系统的可用度建模问题,论文假设系统故障时间和修复时间服从任意分布形式,采用完全维修策略,以递归的方法构建了该类装备可用度的计算模型,并对串联、并联和备份3种典型结构形式的可用度进行了计算和验证,计算结果表明该模型符合系统的物理规律,可以实现对二部件周期性检查装备的可用度计算,为周期性检查的复杂装备可用度计算奠定了技术基础.最后以故障/维修时间服从威布尔/正态分布的周期性检查装备为例对系统检查周期、可用度的关系进行了分析,为合理确定装备检查周期、提高装备可用度提供了很强的指导意义.     

装备基本任务单元可用度Petri网仿真模型及应用

提出了装备基本任务单元可用度建模方法,建立了基于使能延迟机制的Petri网理论模型。基于ExSpect(executable specification tool)仿真语言的托肯时间戳延迟机制,通过模型转换建立了基本任务单元可用度分析仿真模型。应用模型研究了作战任务要求和维修力量配置对基本任务单元可用度的影响,分析了基本任务单元与单装可用度分析的差异,揭示了导致不同层次可用度综合差异的内在机理。结果表明,模型形象、直观,物理意义明确,具有通用性和可拓展性,是装备基本任务单元可用度分析的有力工具。     

导弹储存维修性统计分析

根据建立的导弹贮存维修模型,结合实际应用讨论了导弹系统维修性的优化。根据导弹在储存期间的实际数据和维修性模型对其进行了统计分析。通过应用极大似然估计方法,解决了产品寿命和维修时间分布中未知参数估计的问题。以导弹系统瞬时可用度和稳态平均可用度作为维修策略优化目标,进行了检测周期的优化。对常用的4种情况,给出了在满足可用度条件下的最优检测周期,并通过一些数值例子给予了说明。结果说明模型是满足导弹维修性实际应用的。     

分布式车间生产维修联合调度仿真优化方法

分布式车间生产调度是企业实现高效生产的一个核心问题,而预防性维修作为保证车间设备安全性和可靠性的重要手段,应纳入生产决策的范围.针对设备维修导致的生产延迟问题,提出了一种辅助校正的仿真优化方法,建立了联合生产和预防性维修调度问题的数学模型和仿真模型,将基于序列交换的遗传算法与仿真校正的优化方法相结合,形成了快速仿真优化...     

基于几何过程的单部件可修系统最优维修策略

在假定部件不能"修复如新"的条件下,基于几何过程模型研究单部件系统的最优维修策略.推导出系统经长期运行在单位时间内期望效益和期望可用度的表达式,在此基础上建立可用度和费用的维修策略权衡优化模型,为部件追求不同系统目标而进行维修活动提供决策依据.在建立维修策略优化模型时,考虑了部件的检测策略和基于系统状态的预防性维修.最后给出对模型进行求解的算例.     

基于PH分布的温储备可修系统可靠性模型

针对以往研究利用指数分布等典型分布导致系统可靠性建模约束条件过于严格的问题,以包含n个单元的温储备可修系统为研究对象,考虑系统具有单一维修台,采用可近似拟合任意分布的Phase-type(PH)分布构建了一种描述能力更强的系统可靠性模型,假设工作单元、备用单元寿命和维修时间分别服从不同的PH分布,得出了系统稳态可用度、系统平均连续工作时间、维修台故障单元到达率等一系列可靠性参数的解析表达式。最后,通过算例分析验证了该方法的正确性和适用性。     

考虑退化相关的装备多部件系统维修决策优化模型

针对装备多部件系统维修决策优化问题,考虑分析系统中多部件之间的退化相关性,将系统连续退化过程离散化为有限个状态空间,计算给出系统稳态概率分布.在此基础上,建立长期运行下系统可用度最大为目标的维修决策优化模型,采用改进入工蜂群算法进行求解,以获得各部件最优机会维修阈值、预防性维修阈值和系统最优检测间隔期.最后,通过算例验...     

一种基于可用度的装备贮存模型及其应用

考虑工程实际中对装备贮存可靠性指标的要求,在修如旧贮存模型的基础上,提出一种基于可用度的装备贮存模型,即对设备定期实施大修措施以保证该设备的可用度不低于临界水平α,并给出了对设备实施大修措施的固定时间间隔的计算方法,这样在该贮存模型中,设备可用度在整个贮存过程中始终不低于临界水平α,很好地满足了实际应用中的需求.在该模型下,针对贮存寿命服从威布尔分布的设备,利用Fiducial方法确定对设备实施大修措施的固定时间间隔,并给出了一个模拟算例.     

空间可修系统的维修性分析、评价与验证技术

随着当前在轨服务技术的快速发展,航天器在轨维修成为了可能。因此,本文系统地定义了空间可修系统(space maintainable system, SMS)的概念,通过梳理维修性分析、评价与验证方法的发展现状,结合SMS系统复杂、在轨维修数据量少等特点,探索性地提出了针对SMS的维修性分析、评价与验证技术。首先利用大量的航天器故障数据,采用基于维修障碍分析法的维修性分析手段。其次,构建了定性评价和基于神经网络的定量评价方案对维修性设计进行评判。最后,考虑SMS真实环境验证样本低等约束,提出了基于贝叶斯理论的小子样维修性验证方法,可以有效地降低试验样本量。     

基于虚拟维修仿真的维修性分析系统设计与实现

提出了基于虚拟维修仿真的堆修性分析系统的结构框架，并进行了系统的设计，系统主要由虚拟维修样机模块、维修仿真模块，维修性分析与评价模块以及系统管理模块等4个功能模块组成。在Jack软件平台下进行了系统开发。以某装备部件拆卸为例，对系统进行实例验证，达到设定目标。     

基于选择性维修的装备战场抢修决策建模

装备战场抢修决策是在战场条件下对损伤装备进行抢修决策的过程。针对传统战场抢修决策缺乏定量模型支持的问题,综合考虑抢修时限要求、抢修器材约束、复杂抢修过程等实际情况,基于选择性维修理论,建立了面向随机任务的战场抢修决策模型,为优化生成装备战场抢修方案提供决策模型支持。研究结果表明,选择性维修可有效解决多资源约束情况下面向任务的装备战场抢修决策问题;通过优化抢修任务分工,可缩短装备抢修时间,能有效提高资源利用率和装备任务可靠度。     

基于CTMC族的多部件装备群稳态可用度建模方法

针对复杂可修装备群稳态可用度解析计算困难的问题,提出一种通过构建多个相关连续时间马尔可夫链(continuous time Markov chain,CTMC)来求解稳态可用度的方法。通过分析装备群的使用与维修特点,采用可用装备数、备件库存数、备件短缺数来刻画部件的状态,分别建立各类部件库存状态的CTMC,进而建立用于分析装备群稳态可用度的CTMC族模型;并根据各类部件的状态转移关系及转移率矩阵,在求解各类部件CTMC模型稳态概率的基础上,给出各类部件的期望备件短缺数和装备群稳态可用度算法。最后通过构建数值案例,将提出的CTMC族模型结果分别与仿真分析和多级可修产品库存控制模型的结果进行对比,验证了提出模型和算法的有效性。     

战略导弹测发控系统维修性仿真方法研究

本文就导弹系统的设备级、单元级和系统级提出既通用又有特色的维修性仿真建模和仿真实现方法,分析了维修性仿真的误差,提出了以定量和定性维修性指标为基础进行维修设计的仿真决策。     

武器装备可靠性费用研究

为改善武器装备可靠性,节省装备的使用、维修费用,提高装备的效能和使用寿命,将武器装备可靠性费用定义为全寿命周期内用于获取、提高装备可靠性而产生的费用,并将其进一步划分为可靠性工作费用和冗余费用两大部分。从效费分析的角度考虑了可靠性费用的建模与优化问题,提出了一种可靠性费用建模与优化的综合方法。     

威布尔分布下系统全寿命周期成本建模与决策

系统可靠性设计优化与经济性密切相连.针对部件寿命服从威布尔分布的同质部件组成的系统,引入经济的预防性成组维修策略,构建设计费用、制造费用和维修费用函数,从而建立可靠性约束下的系统全寿命周期成本的优化模型.通过与无预防性维修下系统全寿命周期成本模型的比较分析,效用曲线充分验证所建优化模型的经济性和有效性.接着,给出包括系统全寿命周期成本、部件可靠性设计水平和预防性成组维修频率在内的系统设计均衡区间的决策方法.最后,以某大型科学装置的开关系统为例,说明该方法在工程应用上的实效性,为系统工程师开展可靠性设计优化提供系统的思路和方法.     

基于GA_GSQP算法的设备维修计划优化模型

维修工作是提高设备可靠性、保证设备正常运行的有效措施,本文建立了维修费用约束下可靠性最大的预维修计划优化模型.该模型以平均可靠性为优化目标,考虑了维修费用、维修间隔、设备运行总时间等约束.本文建立的模型为一般非线性优化问题,设计了基于全局序列二次规划方法(global sequential quadratic programming,GSQP)的改进遗传算法(GA_GSQP)进行求解.最后,在算例中以GSQP算法、遗传算法和禁忌搜索算法的优化结果作比较,分析了所设计的GA_GSQP遗传算法的优化效果.     

多级维修供应下不完全串件系统可用度评估

串件拼修能够在同等条件下最大限度提高装备可用度,但在装备组成结构中,并不是所有的项目都能够进行串件。为此,针对不完全串件系统,在多级维修供应模式下,根据串件拼修特点,结合可修复备件多级库存控制理论（multi-echelon theory for recoverable item control, METRIC）理论,建立了系统可用度评估模型,并研究了串件对策下最优备件方案确定流程。通过实验设计,对不同串件对策下装备的可用度进行评估,计算表明串件拼修能够进一步提高装备可用度。利用多级多层次备件库存优化工具（vary METRIC, VMETRIC)平台对模型进行验证,结果表明,本文模型结果与VMETRIC仿真结果非常吻合,证明了本文模型的正确性。     

基于系统可用度的匹配问题的分析

随着可靠性、维修性和保障性工程的发展,可用度模型得到了广泛研究,但对瞬时可用度的波动情况研究较少.根据工程上的需要,通过分析瞬时可用度在有限时间段内的波动(变化)情况,研究了新装备系统由于子系统间的相互作用而产生的匹配问题.基于研究的需要,提出一些概念,并指出了下一步的研究内容和框架.