基于任务可靠性的多阶段系统设备投入策略优化模型

为保证多阶段任务系统的高可靠性,在执行各阶段任务的过程中不仅会设置设备备份,同时也会设置复杂的任务执行方案备份.本文通过研究多阶段系统在各阶段的可执行任务状态空间、状态转移关系以及各阶段之间的状态影射关系,构建了该类系统的Markov可靠性模型.并以各阶段初的设备投入策略作为决策变量,系统的任务可靠性作为优化目标,设备投入工时作为约束条件构建了多阶段系统的设备投入策略优化模型.算例分析表明,本文模型利于对多阶段系统开展可靠性分析与系统的设备投入策略分析.     

多设备系统的生产批量、质量控制与预知维护联合优化

针对由多台设备通过串、并混联构成的多阶段生产系统,对其生产批量、质量控制以及预知维护进行了联合建模与优化.系统中的各台设备随时间逐渐发生劣化,可靠性及产品加工质量随之降低.在每个生产批量结束时,对各设备进行状态检测并评估其在下个生产期内的可靠性.预知维护同时以设备的可靠性、结构重要度以及产能比为决策依据,以合理分配维护资源.在每个阶段设置质检台以实时检测各设备加工产品的质量,并根据质量反馈信息,对次品率超过控制阈值的设备进行预防性更换以改善性能提高产品质量.以批量生产周期、质量控制阈值以及预知维护参数为三维联合决策变量,建立了有限时域内的平均费用率模型.基于蒙特卡罗仿真和响应曲面法设计了优化算法,实现了对模型的快速近似求解.最后通过一个实例演示了本模型,并对结果作了相关统计学分析.     

一种状态自维护机制的建模与分析

提出了一种用户广域网环境下的客户服务器系统的资源使用状态自维护机制，使客户在保存自身对资源的使用状况和有关状态的同时定时地将其通知服务器，从而达到应用系统的健壮性和状态参数的一致性。在此基础上，利用Perti网对具备该机制的客户服务器系统进行了建模，对正常和各种异常情况下系统的自维护特性进行了分析，最后介绍了该机制在一个实际的客户服务器系统中的应用情况。     

具有两个服务阶段的负顾客Mξ/(G1,G2)/1休假排队系统

研究一类批到达排队系统,单服务台提供两个不同阶段的服务,并且考虑空竭服务单重休假和有负顾客到达的情形.正顾客接受第一个阶段服务后立即接受第二个阶段服务,在正顾客接受两个阶段服务的过程中均可能有负顾客到达,负顾客不接受服务,只抵消正在接受服务的正顾客.运用补充变量法列出稳态下系统的状态偏微积分方程组,从而求得了系统主要排队指标及稳态队长的概率母函数的随机分解结果.     

基于路集的多阶段任务系统可靠性分析模型

提出了一种基于路集的多阶段任务系统可靠性分析模型,将模型推广到更为一般的任意结构系统。该模型考虑了部件的工作配置关系,把多阶段任务系统的可靠性分析转化为系统的状态转移概率。同时给出了系统状态转移概率求解算法,最后给出了一个应用实例。     

基于模糊层次分析法的设备状态系统量化评价新方法

设备因结构形式多样、耦合复杂、功能多元化、运行参数多等因素难以进行系统状态评价,论文在分析了设备系统功能层次结构特点基础上,运用模糊综合评价和层次分析法,提出了一种系统量化评价设备状态的方法.考虑到设备运行过程中各参数的影响,研究了设备状态及其评价层次模型,采用健康值来综合测度设备运行状态;运用层次分析法结合专家经验,研究了评价层级结构权重;采用模糊综合评价理论研究了正负指标的隶属函数构建方法,探讨了系统评价矩阵和模糊变换算子,并建立了基于模糊层次分析法的设备状态系统评价模型,计算出各子系统的健康值,以量化评价设备系统状态,从而全面掌握其系统状态.运用该方法在水泥行业中的回转窑设备进行评价分析,验证了其有效性.     

具有不可比状态信息的可修MS-PMS可靠性分析

针对复杂多阶段任务系统(PMS)中存在的元件状态多态性和不可比性问题,提出了系统与元件两层的分层模块构建方法,应用连续时间Markov模型(CTMC)描述可修元件之间状态的相依和变迁的动态行为,应用多态多值决策图(MVDD)构建系统的结构函数.为处理元件状态不可比情形,将其分为组内、组间及无约束状态三组,应用CTMC构建了不同变迁约束下部件处于不同阶段时的状态组的联合概率模型,发展了具有不可比元件状态的多状态多阶段任务系统(MSPMS)可靠性分析方法.最后,通过简约形式的飞行任务系统实例,结果表明CTMC下分层分组模块分析方法能有效计算MS-PMS的可靠度,验证了模型与分析方法的可行性.     

战斗平台火力运用马尔可夫链模型

针对定量分析战斗平台火力运用问题,根据该过程所具有的马尔可夫性特点,将其描述为状态离散、时间离散的马尔可夫链,由此研究了一对一格斗、仓促突破战斗、对密集目标群射击等情况下的马尔可夫链模型。在建立系统状态空间的基础上,将战斗平台火力运用行动转化为系统状态间的转移,解决了弹药消耗量预计、作战结果预测等问题。应用示例表明:该模型体现了战斗平台火力运用实际特点,且运算简便、实用。     

基于多分类GA-SVM的高速公路AID模型

智能检测系统已为高速公路交通事件检测提供了有效的途径.为了更加细致地了解高速公路交通运行状态,为突发事件的应急处理提供更加高效、可靠的决策支持, 将支持向量机两分类问题延伸到多分类上来.根据交通事件的发生过程,将其分为自由流状态,交通拥堵加剧状态,交通拥堵消散状态.采集VISSIM对交通事件各阶段进行仿真的原始数据集,运用主成分分析方法对交通输入特性进行降维处理,构建支持向量机多分类事件检测模型,最后用遗传算法选择支持向量机模型参数,获得了满意的检测效果.     

全状态数字化建模及其在水电机组维护中的应用

为了减少停机时间和维修费用,水电厂正在逐步从计划检修向状态检修过渡。为了满足状态检修的需要,在三维动态建模技术和分布式物理图网建模技术的基础上提出了水电机组全状态数字化建模的概念并分析了其建模基础、建模步骤、关键技术及建模目标。以水轮机调速系统摇摆式主接力器为例详细描述了全状态数字化建模的实现方法及其在水电机组维护域中的应用情况。全状态数字化模型的实现和应用将促进水电设备运行-维护-管理自动化水平的发展和提高。     

基于状态空间划分的可修系统视情维修决策

本文在构建考虑非完美维修的多部件系统联合劣化状态空间划分模型的基础上,研究了可修多部件系统视情机会维修决策问题.首先,综合考虑非完美维修效果和经济依赖,制定了基于周期检测的可修多部件系统视情机会维修策略,其次,构建了相应的联合劣化状态空间划分模型,并通过分析系统的维修需求组合及系统的状态转移,推导了维修需求的概率计算通式和联合稳态概率密度函数.然后,通过数值实验,以系统长期平均费用率最小为目标,以系统检测周期、机会及预防维修预测阈值为决策变量,建立了解析优化模型.最后,以风电机组主轴承为应用案例验证了模型的正确性和有效性,并分析了参数的灵敏度.     

考虑多维修台异步单重休假的温贮备冗余系统可靠性模型

本文针对多维修台保障多个系统时维修力量调度规律对系统稳态可靠性的影响,引入多维修台异步单重休假策略,以包含c个维修台的温贮备冗余系统为研究对象,根据维修台所处的维修、休假、空闲3种状态将系统整体工作情况进行状态划分,建立系统状态转移矩阵。引入Phase type分布描述系统工作部件、贮备部件寿命以及维修台维修时间、休假时间、空闲时间等随机变量,构建考虑多维修台异步单重休假的温贮备冗余系统可靠性模型,得出系统稳态可用度和稳态忙期维修台数量等指标的解析表达式。最后利用算例对模型的适用性以及准确性进行分析,并探讨了维修台工作速率和系统可靠性之间的关系。     

改进的基于三阶段故障过程状态检测模型

基于维修实践中设备两阶段故障过程,利用延迟时间的概念和当前时刻的状态检测历史信息,建立了改进的基于三阶段故障过程的状态检测模型。该模型更接近于设备的真实运行过程。设备运行有4种可能状态出现:正常状态、非严重缺陷状态、严重缺陷状态和故障状态。当检测到系统处于非严重缺陷状态时,采用延迟预防维修策略建立模型。以单位时间设备运行平均费用最小为决策目标,优化检测间隔和阈值时间,通过参考阈值时间来决定是否实施延迟预防维修决策。最后将提出的模型应用于实际案例中,验证了改进的基于三阶段故障过程的状态检测模型的有效性。     

(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.     

装备视情维修与备件库存联合优化决策

研究周期检测条件下装备视情维修与备件库存的联合优化问题。针对相同多部件系统,根据系统的退化状态和备件库存状态确定维修需求,建立了以系统检测周期、预防维修阈值和备件安全库存阈值为决策变量,以平均费用率最低为目标的联合维修决策模型。在模型求解过程中,利用退化状态空间划分法分析各决策点的维修需求,在系统的联合概率密度求解的基础上,确定维修组合概率和备件库存状态概率。最后,通过末制导雷达某部件系统的实例计算,验证了优化方法的有效性,另外还通过灵敏度分析,探讨了相关参数对模型的影响。     

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。     

面向作战单元任务的可用性建模与分析

作战单元任务期间的可用性是衡量部队战斗能力与保障能力的重要指标。把作战单元的状态分为工作状态、备件包等待状态和维修状态,考虑作战单元工作时间、备件包等待时间和维修时间均服从指数分布的基础上,给出了作战单元的瞬时可用度和稳态可用度模型。另外,考虑各个状态逗留时间为一般分布的情形下,运用更新理论建立了作战单元可用性模型,并得到了作战单元的平均稳态可用度。     

部分可观测信息条件下系统最佳检修策略分析

针对部分可观测信息条件下的退化系统,提出利用部分可观测马尔可夫决策过程模型解决系统视情维修问题。采用隐马尔可夫模型对系统进行状态评估,得到系统的转移概率和观测概率矩阵;利用比例故障率模型对系统进行可靠性分析,得到系统的故障率和可靠度函数,不仅考虑系统的工作时间,也考虑系统的退化状态。最后,以系统长期运行的最小平均费用率为目标,得到最佳的检测周期和最优的更换策略。实例研究表明,该方法可为保障人员提供科学的维修决策依据。     

基于强化学习的多成品率衰变设备预防维修策略

在生产制造过程中, 设备状态的衰变会影响产品质量, 导致成品率水平的逐渐下降. 本文研究此类具有多成品率水平的衰变设备预防维修问题. 建立隐马氏决策过程模型, 在成品率水平不可直接获知的情况下, 用产品质检信息作为系统观测状态进行维修决策. 模型考虑两类质检误差及收益和成本参数, 通过强化学习算法, 学习各观测状态下的最优维修行动. 针对不同的设备衰变模式和质检误差水平, 进行算例分析, 结果显示基于强化学习的预防维修策略与传统的固定周期的维修策略相比, 能够很大程度上提高系统的平均收益.     

基于状态空间分割的两部件系统机会维修优化

针对"硬失效"故障的两部件串联系统,制定了周期性视情预防更换、机会更换和故障更换相结合的维修策略,提出了劣化状态空间分割方法以分析机会维修模型中系统的各种维修组合的维修概率,并给出了系统稳态联合概率密度的数值近似求解方法.应用该方法建立了基于半更新过程理论的系统长期平均费用率模型,求解最优维修策略对应的检测周期、机会和预防维修阈值.数值实验表明了劣化状态空间分割法和费用率模型的正确性和有效性,分析了优化结果对各种费用参数的灵敏程度.