具备有限维修能力的舰船编队保障方案优化

以舰船编队维修保障资源优化为研究背景,在VARI-METRIC理论基础上,拓展了“无限维修总体”的假设条件,根据M/M/c排队论,建立了有限维修能力约束下的舰船装备可用度评估模型。以保障费用为优化目标,在装备可用度指标约束下,采用边际优化算法,对出航前舰船编队维修保障资源进行综合优化。通过任务想定,给出了优化结果,并对其进行了分析,结果较为合理。研究结论能够为装备保障管理人员制定保障方案提供决策支持。     

战时装备维修任务调度的两种新算法

针对基于最大保障时间的战时维修任务调度问题,建立了以维修效益最大为目标的调度模型,并给出了两种模型求解算法。算法1以最大保障时间和维修效益作为维修任务的优先级设计参数,充分考虑了维修任务的紧迫性与价值;算法2进一步考虑维修小组的可维修装备数量,使得各小组的维修负载更加均衡。利用该方法,在满足作战单元最大保障时间的前提下,可使得装备维修效益最大,有效地解决了战时维修任务的调度问题。     

有限任务间隔时间内的装备选择性维修决策研究

在序贯任务过程中,在有限任务间隔时间约束条件下,以提高装备的任务可靠度为目标,建立了复杂串并联系统任务可靠度模型,以最小维修、预防更换和事后更换为可选维修策略,建立了总维修时间约束条件下以任务可靠度最大化为目标的选择性维修决策模型。采用遗传算法建立了选择性维修决策优化求解算法,解决了求解空间爆炸问题。案例分析表明,装备选择性维修决策模型及基于遗传算法的优化求解方法是有效的。     

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。     

可修系统混合多任务成功概率评估模型

装备任务成功性是指装备在给定的维修保障方案下成功完成规定任务的能力,其概率度量为任务成功概率,是重要的装备保障性评估指标。可修系统是装备系统重要的组成部分,当系统执行多个子任务构成的复杂任务时,其任务成功概率不仅与系统自身的任务可靠度、固有能力有关,还与每个子任务的准备时间和执行时间、任务成功要求、维修保障能力和数量等因素有关。在充分分析多任务执行过程的特点与可修系统任务成功性影响因素的基础上,给出了一种给定维修保障方案情况下可修系统混合多任务成功概率评估模型。最后,通过一个算例来说明该模型的有效性与实用性。     

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。     

基于资源竞争的协同式维修操作过程建模

大型复杂装备的维修过程通常需要多个维修人员的协同配合操作,使得具有独占性的维修资源在分配和使用时存在一定的竞争性。对协同式维修操作过程特点及其协同模式进行分析的基础上,基于颜色Petri网对其相关的维修对象、维修人员和维修资源等要素进行行为分析和状态变换描述。在考虑维修操作时间开支的基础上,基于资源竞争机制建立了大型复杂装备的协同式维修操作过程模型。对避免资源竞争和并发冲突的相关策略进行了分析和论述,开发了大型复杂装备通用化CMOP仿真平台,为大型复杂装备协同式虚拟维修过程建模和仿真实现提供技术支撑。     

资源约束的拼件维修模型与粒子群求解算法

为了获得最优的装备作战单元的拼件维修方案与任务分配方案, 建立了一种同时优化拼件维修方案与任务分配方案的非线性规划模型, 模型中同时考虑了不同任务对武器系统的具体需求、武器系统的客观情况、维修资源约束, 可以最大化地协调任务、装备群与维修资源之间的矛盾, 所以更加贴合实际. 设计了基于粒子群算法的求解算法, 包括算法框架、粒子的表示、初始化、适应度函数、更新方法等. 最后, 应用该粒子群算法对具体实例进行了求解, 分析表明模型与算法可以有效地优化任务分配方案与拼件维修方案, 提高装备作战单元任务成功概率, 为决策者制定决策提供指导.     

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。     

航空装备单元维修保障仿真评估方法研究

针对航空装备维修保障的仿真评估问题,首先,以某装备单元完成典型训练任务为主线,构建装备单元维修保障业务模型、组织机构模型、装备任务模型、装备系统模型、保障系统模型和保障行为模型。其次,设计了维修保障仿真推演运行控制和计算推演框架。最后,对维修保障分析评估流程进行分析,并通过典型案例进行计算验证。通过研究,能够为深入推进装备单元保障性仿真评估奠定基础,为高效、准确地实施装备体系维修保障能力评价、控制、统筹和优化提供支撑。     

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.     

资源维修效能优化仿真研究

研究了评价战场机动维修分队效能的方法。维修分队对特定地域装备工作系统实施技术保障,为了通用起见,来特别指定所保障的装备。但被选用于参数分析的数值是以战术防空系统的维修分队技术保障为基础。机动维修分队的最终目标是保持武器装备系统有较高的战备完好状态。因此,维修分队效能是以工作武器装备单元的平均数和故障单元不工作的平均时间来度量。连续状态数学模型为解析模型,但它不是一种期望值模型。仿真输出结果是不工作武器装备单元数的概率分布和维修分队效能与使用的统计总结报告。     

面向任务性目标的装备状态维修决策方法

针对定期维修存在的缺点,提出以威布尔比例风险模型(Weibull proportional hazards model,WPHM)作为状态描述模型,对装备进行基于状态的维修决策。针对装备的独特任务属性,通过构造决策目标函数对状态维修行为和状态检测间隔期两类决策内容进行了研究。以转移概率的形式描述了状态协变量的劣化过程,以条件可用度最大化为目标提出了预防性维修和变步长检测的状态维修决策模型以及计算方法。最后,以某型发动机为例,对决策方法的适用性和合理性进行了验证。     

装备保障对象系统任务持续性模型研究

任务持续性是装备保障对象系统在规定的任务时间内和规定的保障条件下能够连续执行训练和作战任务的能力,评估保障对象系统的任务持续性对于评估装备保障系统的保障能力具有重要意义。选取任务可靠度作为装备保障对象系统的任务持续性评估参数,研究了装备保障对象分别为装备、基本作战单元和作战单元时任务可靠度的建模方法,建立了考虑维修保障和备件补充的不同层次装备保障对象系统的任务可靠度模型。算例分析表明了该模型的实用性和有效性。     

两级维修保障下k/N系统使用可用度模型

为满足一定的可靠性或精度要求,通常将装备系统设计成k/N结构的冗余系统,该类系统维修一般要等到失效部件达到一定数量时才进行.使用可用度是装备战备完好性的重要指标,能很好地反映装备系统的可靠性及维修保障系统的保障水平.因此以k/N系统为研究对象,结合装备两级维修保障模式,建立了m维修策略下两级维修保障的装备系统使用可用度模型.通过模型实例分析了两级备件储备对系统使用可用度的影响,验证了模型的有效性.     

可修系统任务分析与成功性评估模型

通过分析可修系统任务执行时间的特点、任务成功要求以及执行现场维修保障条件,在综合考虑影响任务成功性因素的基础上,给出了四种情况下的任务成功概率评估模型,前三种模型分别是任务执行现场不具备任何维修保障条件下、具备备件快速更换条件下、既具备备件快速更换又具备故障件修复的条件下,对于确定和随机任务执行时间,可修系统在规定最大任务时间内不发生故障的概率。最后一个模型是在任务执行现场既具备备件更换又具备故障件修复的条件下,对于确定和随机任务执行时间,可修系统在有无规定最大任务时间内可以发生故障但总停机时间小于规定最大停机时间的概率。最后,针对其中一个模型,给出了可修算例。     

基于灰色理论的电子维修车保障效能综合评估

以地空导弹电子维修车为研究对象,考虑影响保障效能的主要因素,利用Delphi法建立了电子维修车保障效能的综合评估指标体系。采用熵值法确定指标权重,使评估结果更符合实际。借助灰色理论,建立了灰色综合评估模型。最后以实例进行验证,与实际的装备保障情况基本一致。     

基于改进型随机Petri网的维修保障方案评估方法

一体化联合作战对诸军兵种装备系统及其维修保障体系提出了更高的要求,急需对装备维修保障体系运行规律进行建模与仿真分析,提高装备完好率和任务成功率.分析了Molloy形式的随机Petri网及其扩展模型在装备使用与维修过程建模与仿真分析中的不足,据此提出了全局时间的实现方法,改变了抑制孤的功能,选择了适当的变迁规则,提出了基于改进型随机Petri网的装备维修保障过程建模方法,开发了基于MATLAB的分析软件,针对某型导弹装备使用维修过程进行建模与分析,实现了保障方案的评估与优化.     

一种新的虚拟维修手部动作生成方法

在维修仿真中,虚拟维修人员的手部操作起着重要的作用,对维修活动中手部动作的实时、连贯生成问题进行了研究。首先提出了一种包含详细解剖结构的虚拟手模型,其次在分析总结各类虚拟人运动控制算法的基础上,通过加入阻尼系数以克服传统IK算法难于或无法处理的奇异性、冲突性与多目标性问题,改进了阻尼IK方法,并利用Jacobi矩阵的正交投影来处理优先级多约束条件下的手部动作。最后以某型装备车辆的轮胎更换维修任务为例对提出的算法进行了验证和效果评估,表明了所提方法的有效性和健壮性。     

装甲装备月份维修计划优化制订方法研究

分析装甲装备月份维修计划的制订目前存在的问题,通过研究任务与装甲装备月份维修计划之间的相关关系,提出了根据任务的强度确定维修时机为优化目标的维修计划优化模型,统筹考虑维修资源、规章制度等因素。经LINGO软件仿真验证,结果显示该模型能够极大化装备的使用效益,实现科学化、精确化的送修,以及对装备的集约化管理。

Abstract：

The problems were analyzed that lay in the formulation of the armored equipment month maintenance plan. Based on researches about the relationship between the mission and the month maintenance plan, a maintenance plan optimization formulation model was brought forward. The model took factors such as maintenance resources, rules and regulations into overall consideration, and selected maintenance opportunity based on the strength of the mission as optimization goal. The model was validated by LINGO simulation. The result shows that the model can not only maximize the use efficiency, but also realize the scientific and precise delivery and the intensive management of the equipment which needs preventive maintenance.