串联系统备件满足率分配及配置优化

备件作为装备维修保障的重要物质资源,装备研制单位需要将使用方提出的备件满足率要求进行合理分配,为合理制定备件配置方案提供输入,已成为目前装备研制阶段急需解决的重要问题之一.针对备件满足率只有统计定义的问题,论文研究了单备件满足率和串联系统备件满足率的概率性质,给出了其概率模型,揭示了备件满足率的内涵和工程意义.在此基础之上,以串联系统备件满足率的概率模型为基础,研究了系统备件满足率的两种分配方法,即线性代数分配模型和以备件总重量最小为目标的备件配置优化模型,为合理制定串联系统备件保障方案提供了理论依据.     

定期保障策略下远航舰艇备件瞬时短缺数评估模型

定期保障条件下远航舰艇备件保障方案规划是海军装备保障工作的重大课题,目前尚未出现有效的解决方法。分析了远航舰艇定期备件保障系统和保障流程,提出了备件瞬时短缺数的定义和数学模型,根据远航舰艇定期保障中自我保障阶段、定期初始保障阶段和定期循环保障阶段的特点,建立了远海舰艇备件定期保障备件瞬时短缺数概率分布模型。最后,通过实例分析,输出结果表明模型能够反映远航舰艇定期保障备件瞬时短缺数的变化规律,可为装备保障指挥人员备件方案决策提供支持。     

任意结构系统的备件满足率模型及优化方法

装备备件配置方案是装备综合保障领域需要解决的关键问题之一,提高备件满足率能够相应地提高系统的可用度,从而提高装备的保障度。针对这一问题,文章从装备可用度为出发点,分析了装备可用度与系统备件满足率之间的关系,建立了任意结构系统的备件满足率模型。建立的模型通用性较强,适用于任何结构的复杂系统。综合权衡备件满足率与备件费用之间的关系,采用边际效应方法对备件配置方案进行优化,得到最优的备件配置方案。通过对实例运算结果的分析,证明了所建模型的正确性与合理性。     

多约束下随船备件配置优化方法

理想的随船备件库存配置方案应该通过多约束条件与优化目标之间的综合权衡得到,在传统的随船备件库存优化模型中常以使用可用度、平均等待时间、延期交货量、费效比等作为优化目标,但国内使用部门及型号研制单位在制定随船备件库存方案时常以备件保障概率作为优化目标确定装备备件库存方案.为解决上述问题,首先分析了目标函数及约束条件;然后构建了以备件保障概率为目标函数的随舰备件库存优化模型并应用拉格朗日乘子法及边际效应法原理给出了随船备件库存模型计算及优化流程;其次,运用罚函数原理对保障资源约束因子进行了确定及动态调整;最后,通过对案例结果进行分析,验证了该研究方法的可行性.     

基于遗传算法的备件两级优化建模与仿真研究

针对装备备件保障中存在的配置不合理问题,提出了一种基于仿真和遗传算法的备件配置优化算法。该算法采用仿真方法建立装备使用可用度模型,并利用遗传算法实现备件的优化,实现了在满足备件保障费用约束的前提下,使装备使用可用度达到最大。给出了应用该方法的具体步骤,并通过举例验证了算法的有效性。     

两级供应关系装备常用备件初始配置模型

以我军武器装备常用备件修理与供应现实背景为依托,根据两级供应关系的装备系统常用备件初始配置的特点,提出了在给定初始备件配置方案条件下的不修复备件、可修复备件的备件满足率计算模型,并在此基础上建立了基于两级供应关系的装备初始备件配置模型。该模型以初始备件配置费用为优化目标,通过优化备件配置结构,生成较好的初始备件配置方案,从而节约备件配置费用,避免造成资源浪费。     

威布尔型多不可修部件备件需求确定方法

针对Weibull型多不可修部件的备件需求确定问题, 提出一种基于Monte-Carlo模拟的方法, 能够较为方便地得到结果, 该方法同样也适用于其它几种分布类型备件量的确定. 在此基础上, 又研究了工程应用中利用指数方法确定Weibull型备件需求量的适应性问题. 从理论上证明了利用指数方法近似计算单部件的备件量具有保守性, 并通过实例计算表明指数方法确定多部件备件量也具有保守性. 简要分析了保守的程度与保障时间、 保障度、部件数量以及Weibull形状参数的关系. 最后给出指数方法的应用时机.     

定期保障模式下舰船编队携行备件配置优化

舰船编队海上任务期间,需要制定合理的携行备件方案以提高装备的战备完好性.针对海上定期保障模式下,将多层级复杂装备结构等效为单层级,提出一种备件需求分析与配置优化的近似方法,根据系统可靠性理论,建立了多阶段任务下的装备可用度评估模型,采用基于补给周期的分段求解方法.通过算例,采用边际优化算法得到携行备件优化方案,对模型结果进行了仿真验证,结果表明:模型计算结果与仿真结果吻合,两种取整方式下的方案费效比相当,采用定期保障模式能够提高备件供应效率,进一步增强备件方案的鲁棒性.     

编队防空系统任务可用度评估与保障方案优化

装备备件的配置方案是影响装备系统可用度的关键因素之一.以舰艇编队执行出航任务为应用背景, 根据海上装备任务保障的特点,以经典METRIC多级库存模型为理论基础,建立了具有两级备件供应保障机制下的海上编队防空系统装备在任务周期内的可用度评估模型.对给定的出航任务, 权衡装备系统可用度与保障费用之间的关系,采用边际效应分析方法对系统备件保障方案进行了优化.其优化结果符合具有两级供应保障条件下的备件配置规律,能够为部队装备保障人员制定合理的保障方案提供决策依据.     

(m,NG)维修策略下可修系统的使用可用度模型

k/N系统已被广泛应用在现代高科技装备中,对于该类系统,维修一般要等到失效部件达到一定数量之后才进行,(m,NG)维修策略就是实际中采用的一种维修策略,因此初始备件的数量、配备的维修分队数量以及参数m和NG的选取都影响该类系统的使用可用度.本文给出了(m,NG)维修策略下k/N系统的使用可用度模型,通过该模型可以分析系统在不同初始备件和维修能力条件下的最佳维修策略,为该类系统的维修保障提供决策支持.     

基于关键性的备件库存配置优化模型

针对可修复备份多级管理模型当备件关键性不同时无法再使用边际效应法的问题,以舰艇编队索马里护航备件携带为研究背景,提出了一种基于备件关键性的初始库存优化方法。首先,建立了备件关键性影响因素的评价指标体系,针对其具有模糊性的特点,采用模糊层次分析法(fuzzy analytic hierarchy process,FAHP)分析了备件重要度指标之间的相对权重的关系,给出了模糊判断矩阵及其一致性的求解方法;其次,给出了基于蒙特卡罗仿真方法的备件关键性求解模型和流程;再次,改进了边际效应法,建立了基于备件关键性的舰艇备件库存优化模型;最后研究表明,基于FAHP和蒙特卡罗方法求解备件关键性的模型可以降低人为主观性的影响,操作简单且易于实现;将修正了的边际效应法用于求解备件初始库存,有重点针对关键性较高备件的同时也能兼顾一般。     

基于粗糙集理论修正的后续备件指数平滑预测方法

针对后续备件需求预测误差大的问题,提出一种基于粗糙集理论修正的后续备件指数平滑预测方法。根据备件需求数据呈现的趋势,通过拟合确定指数平滑法的次数和平滑系数。从装备在使用过程中影响备件需求数据波动的因素出发,提出了不依赖于基本预测方法的改进预测思路。构建基于粗糙集理论的修正模型。结合算例,对比分析所提方法的优越性,结果表明修正方法可以显著提高预测精度,提出的改进方法不涉及基本预测方法内部特性且无需引入其他辅助方法,通用性较强。     

基于能执行任务率的导弹武器装备贮存寿命综合评估方法

总结分析了导弹武器装备在贮存使用过程中采取的定期更换、设置备件、整修等技术准备措施及其对贮存寿命的影响.针对工程上常用的两种贮存寿命评估观点存在的缺陷,基于弹上仪器设备的贮存可靠性和贮存使用过程中采取的技术准备措施,提出了一种以能执行任务率为判据的导弹贮存寿命综合评估方法,以及相应的整修时机、整修内容确定方法和备件设置方法,算例表明该方法是实用有效的.     

Satellite fault diagnosis method based on predictive filter and empirical mode decomposition

A novel satellite fault diagnosis scheme is presented based on the predictive filter and empirical mode composition(EMD).First,the predictive filter is utilized to obtain the fault estimation,which is corrupted by noise.Then the EMD method is introduced to decompose the fault estimation into a finite number of intrinsic mode functions and extract the trend of faults for fault diagnosis.The proposed scheme has the ability of diagnosing both abrupt and incipient faults of the actuator in a satellite attitude control subsystem.A mathematical simulation is given to illustrate the effectiveness of the proposed scheme.     

空间和费用约束条件下的随船备件配置优化方法

通过分析舰艇海上器材保障模式,依据装备的层次分解结构、舰艇的备件更换修理能力,在根据备件的故障率确定备件需求的基础上,以系统的备件不短缺概率为优化目标,考虑备件总经费和仓库空间的约束,建立了基于边际分析法的备件配置优化模型。实例优化结果显示,携带舰艇车间可更换单元,在相同的备件存储空间和体积约束下,可以显著提高舰艇装备的战备完好性。     

战储备件储备品种选择的属性分析法

考察品种是否应作为战储备件储备与其属性密不可分,分析了战储备件的特点及影响战储备件储备品种选择的因素,提出了战储备件储备品种选择的属性分析法,并讨论了其辅助决策.属性分析法根据某一属性将考察品种分为肯定储备、肯定不储备和不确定是否储备的品种三种类型,不确定的品种再分析另一属性,按重要性、可更换性、获得难度、消耗性和经济性的顺序,将应储备的品种和不储备的品种逐渐分开.辅助决策是在进行属性分析的同时,对考察品种应该储备的程度进行量化,对进行经济性分析后仍难以确定的品种,以各属性的量化值之乘积作为储备品种选择的依据.     

基于遗传算法的地空导弹装备备件优化模型

对影响战备可靠度的各种因素进行分析，指出备件优化是提高地空导弹武器装备战备可靠度的唯一有效途径；根据地空导弹武器系统的组成和工作特点，建立了战备可靠度和备件优化模型；依据遗传算法的特点，提出了将遗传算法用于求解备件优化问题的方法，并给出了求解过程，从而有效地解决了备件优化这一复杂而困难的问题，保证地空导弹武器系统具有高的战备可靠度。     

考虑关键性的多约束下辐射干扰对消装备随舰备件配置优化方法

可用度是评估备件对装备完好性影响的重要指标,针对备件关键性对装备可用性造成影响而又难以将其考虑在内建立可用度模型的问题,以舰载通信电台辐射干扰对消装备为对象,采用对备件关键性实行专家打分的方法,将备件关键性作为备件配置优化的约束之一,建立以备件费用、备件体积、备件关键性为约束的备件配置优化模型。在备件费用、体积及关键性归一化的基础上,采用权重因子方法将多约束转化为单一约束,并给出了权重因子更新方法。列举案例,分别计算了费用约束、体积约束、关键性约束和多约束下的备件方案,并对比了装备改进前后的备件配置方案,将装备使用过程中的备件保障延伸至装备可靠性设计阶段。案例分析结果表明:备件配置方法在考虑了体积、费用等限制约束下,能同时兼顾备件关键性对装备完好性的影响;装备可靠性设计时,提高装备可靠性低的现场可更换单元(line replaceable unit, LRU)等薄弱点,能有效减少装备维修保障资源。     

一种Weibull型备件需求量的改进算法

由于模型复杂、计算困难, Weibull型备件的需求量通常采用指数型备件的需求模型进行近似计算(称为指数算法). 虽然指数算法计算简单, 工程应用方便, 但结果保守, 容易造成备件资源的浪费. 文章根据"累积失效概率相等"原则, 利用Weibull型与指数型备件在保障时间内期望累积故障次数相等的关系, 提出一种改进的指数算法, 能够更加方便准确地确定备件需求量. 通过蒙特卡洛模拟和算法比较, 结果显示: 当保障时间小于平均寿命时, 改进算法的计算结果比原指数算法的保守度大大降低, 更加接近真实需求量, 从而能够有效减少备件的浪费.     

系统可靠度约束下的备件配置优化

备件的配置优化对于系统可靠性的保障和维护成本的降低具有重要的作用。为了保障系统的长期稳定经济运行,构建了系统可靠性模型和备件配置模型,以系统可靠度阈值和任务运行时长为约束条件,采用成本效益重要度对备件配置模型进行优化,寻求以备件配置成本最低为目标的备件配置方案。当系统可靠度下降到预设阈值时,计算系统各组件的成本效益重要度,选择成本效益重要度最大的组件进行备件,如此进行迭代,直到完成运行任务,形成最优的备件配置方案。最后,以数控机床主轴系统伺服驱动装置为例验证了该方法的可行性。