鱼雷研制费用的灰色Verhulst模型

鱼雷研制费用是鱼雷寿命周期费用的重要组成部分，受到广泛关注。鱼雷研制费用的累积曲线呈近似的S形状，因此，利用灰色系统理论的Verhulst模型，结合实例对鱼雷研制费用进行了建模。结果表明，这种方法能达到令人满意的拟合精度，具有实用价值。     

改进的离散灰色预测模型

GM（1，1）模型假定序列近似服从指数规律，对于很多非线性序列的模拟出现较大偏差。本文证明了GM（1，1）模型与离散GM（1，1）模型的模拟数据的增长率都是定值，若样本数据具有相等的增长率，则应用离散GM（1，1）模型得到的模拟数据与原始序列相同。本文对离散灰色预测模型进行了改进与拓展，应用最优化方法研究了初始迭代点问题。提出了优化模型的求解算法并应用实例对算法的有效性进行了验证。研究结果表明本文建立的离散灰色拓展预测模型很大程度上提高了模型的模拟精度，能够很好地解决非线性非负序列模拟问题。     

基于改进灰色关联分析的航天产品性能样机仿真结果一致性验证方法

灰色关联分析法因其计算简单、不要求大样本容量等诸多优点被广泛应用于仿真模型验证领域，但邓氏关联度模型存在无法判断序列距离的弊端，容易造成仿真验证结果的误判。为了提高使用灰色关联分析法验证仿真结果可靠性的准确度，提出一种用以判断数据序列之间距离的距离分析方法。在验证航天产品性能样机仿真结果一致性时，将距离分析方法与灰色关联分析法相结合，形成考虑序列距离的灰色关联分析法，从曲线的形状与位置两个方面同时判断两组序列的一致性，从而提高了验证结果的准确度与可靠性。     

加权阵灰色关联理论及其在仿真模型验证中的应用

常规灰色关联分析应用于仿真模型验证时,仅考虑了时间序列之间的相似性,忽略了时间序列之间的接近性,但这种接近却属于仿真模型的误差范畴,因此使用常规灰色关联分析进行仿真模型验证存在一定的风险,针对这一问题,提出了一种加权阵灰色关联度模型,综合了时间序列之间的相近性和相似性两个方面,因此提高了模型验证的准确性和可靠性.同时该模型可以同时处理具有多个特征行为的关联分析问题.给出了具体的基于加权灰色关联分析的模型验证的操作过程,并证明了改进模型满足灰色关联四定理.通过实例分析验证了改进模型的合理性和有效性.     

含分数阶微积分的非等间距灰色模型及其应用

相比于等间距灰色模型,非等间距灰色预测模型适用范围更广.然而,现有的非等间距灰色模型的预测响应值容易受到主观数据的干扰,导致预测结果出现偏差.因此,本文提出了具有分数阶微积分的非等间距灰色残差修正模型.首先,基于非等间距分数阶积分序列得到非等间距灰色模型的参数估计.然后,对时间响应函数进行分数阶求导得到模型的预测还原式.最后,使用不累加的非等间距灰色模型对积分残差进行修正.在一定条件下,本文改进模型与传统非等间距灰色模型是近似的.案例分析结果表明,具有分数阶微积分的非等间距灰色残差修正模型可以有效用于非等间距序列的预测建模,具有很高的模型精度和预测响应性.     

灰色增量──微分动态模型与中间变量辨识方法及其应用

本文对灰色GM(1, 1)、GM(2, 1)建模方法作了扩展和改进, 重新构造累加生成模式。利用多级增量序列首先进行回归建模, 引入中间变量并对其辨识和模拟, 使原始时间序列中隐含的有序性、规律性及灰色信息不断白化。灰色增量--微分动态模型具有系统开放性, 模型结构的包容量和信息量十分丰富, 为自然、社会经济等复杂系统建模、控制、预测提供了有效方法, 并消除了灰色GM(1, 1)、GM(2, 1)模型的局限性及不足之处；对全国总人口序列采用柯布--道格拉斯函数模型进行增量序列拟合建模, 在中间变量层次中揭示出周期性变化规律, 拟合效果极显着, 平均误差率1.21%, 最大误差率2.73%, 拟合精度极高。     

GM(1，1)模型的精确解法

通过分析GM(1，1)模型白化形式微分方程的解析表达式，导出了求解GM(1，1)的精确离散化模型。讨论了灰色序列初始点取值对预测效果的影响，并给出了相应的解决方法。该方法对于解决其他推广形式的灰色模型具有普遍的应用价值。给出了一种推广GM(1，1)模型的精确离散化形式。     

灰色模型的病态问题研究

针对灰色模型在参数辨识过程是否出现病态问题利用矩阵条件数进行了研究,研究结果表明:只有在原始序列首项不为零其它各项近似为零的常数序列的情况下灰色模型才会发生病态性问题,对于这类序列在进行预测时是没有实际意义的.因此在灰色预测所建立的灰色GM(1,1)模型是不会存在病态问题.     

灰色离散Verhulst模型

针对传统灰色Verhulst模型适应性不强的情况,借鉴离散化思想,通过对原始数据序列进行倒数生成,建立了灰色离散Verhulst模型。灰色离散Verhulst模型充分考虑了数据序列的准指数规律,实现了从连续形式向离散形式的转变,消除了传统灰色Verhulst模型由微分方程直接跳到差分方程所产生的误差。同时给出了两种初始条件下的灰色离散Verhulst模型的预测公式,有效地解决了传统灰色Verhulst模型预测稳定性差的问题。实例分析表明,灰色离散Verhulst模型能够显著提高模拟和预测效果。     

含时间周期项的离散灰色DGM(1,1,T)模型及其应用

针对系统行为序列的周期性波动特征，将三角函数引入离散灰色预测模型，提出含时间周期项的离散灰色DGM（1，1，T）模型，其还原公式可表示为三角函数和指数函数的耦合形式，从而表明该模型适用于既存在周期性又具有趋势性的复合型序列.基于最小二乘思想，将DGM（1，1，T）模型的参数估计转化为非线性优化问题，并提出PSO-LM混合算法进行数值求解；通过数值实验对模型的适用范围和参数估计方法的有效性进行验证；最后将该模型应用于河南省安阳市、洛阳市、许昌市和商丘市的农业干旱预测，结果表明2019年四个地市的土壤湿度将呈现出下降态势.     

武器系统寿命周期费用建模的模糊主成分方法

武器系统的寿命周期费用建模较多采用参数法，而参数法中最常用的是最小二乘回归。提出用模糊主成分方法来建立模型，并结合实例对武器系统寿命周期费用进行了分析。结果表明，这种方法改善了最小二乘回归中的多重共线性问题，具有实用价值。     

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。     

基于维纳过程的维修决策和备件库存联合优化

为了降低设备运营总成本,充分发挥视情维修的优势,开展了设备的视情维修决策与备件库存量的联合优化研究。首先,采用Wiener过程建立了退化模型,估计了设备退化参数和剩余寿命;以此为基础,为充分利用剩余寿命的信息价值,引入预约备件的概念,选用遗传算法和蒙特卡罗相结合的方法,建立了以库存参数、预防性检测阈值和预约备件剩余寿命阈值为变量,以部件平均费用率最小为目标的维修与备件的联合优化仿真模型;最后,通过实例比较分析,表明联合优化方法大大地降低了维修和备件总成本,验证了方法的可行性和有效性。     

基于随机系数增长模型的状态维修与EPQ联合优化

针对生产和维修计划共享生产设备的问题,建立了经济生产批量和设备状态监测维修的联合优化模型.运用随机系数增长模型描述设备的退化状态,每完成一个生产批量就对设备进行状态监测.监测到的设备状态由设备的实际状态和监测误差构成,当监测状态达到或超过预防性维修阈值时,需要对设备进行预防性维修并更新,当实际状态达到故障阈值时,设备故障停机,需对设备进行故障维修并更新.基于两种更新情况,建立了更新周期内的费用和周期长度模型,并进一步运用更新回报定理建立了单位时间期望费用模型,通过对模型进行优化,可得到预防性更新状态阈值和每个批量的生产时间两个决策变量的最优取值.最后,通过国内某钢厂轧钢设备的数据资料对模型进行了数值分析,分析结果和实际情况相符合.     

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.     

基于信息熵属性约简的航空发动机送修等级决策

航空发动机送修费用与送修等级紧密相关。送修等级设定过高会使送修费用大幅提高，而目前国内航空公司还缺乏对送修等级的定量控制方法。本文从数据挖掘角度出发，应用变精度粗糙集（Variable Precision Rough Set，VPRS）理论研究发动机状态参数与各个单元体性能之间的关系，提出了一种基于信息熵属性约简的航空发动机送修等级决策方法，以期在实际送修决策时能够更加客观地反映发动机实际状态。最后以CF6型发动机送修维修等级决策规则生成为例说明该决策方法的有效性。     

基于变精度粗糙集的航空发动机送修等级决策

航空发动机送修费用与送修等级紧密相关。送修等级设定过高会使送修费用大幅提高,目前国内航空公司缺乏对送修等级的定量控制方法。从数据挖掘角度出发,应用变精度粗糙集理论研究发动机状态参数与各个单元体性能之间的关系,提出了一种基于粗集的航空发动机送修等级决策方法,以期在实际送修决策时能够更加客观地反映发动机实际状态。最后,以CF6型发动机送修维修等级决策规则生成为例,说明该决策方法的有效性。     

基于使用与维修数据的飞机使用可靠性研究

飞机的使用与维修数据是评估飞机使用可靠性的重要依据,由于航空装备使用管理的特殊性,目前国内外对基于航空装备使用与维修数据的飞机可靠性评估技术缺乏系统的研究。基于某型航空装备日常积累的维修保障数据,利用数据挖掘技术,获取与飞机训练、维护、维修、使用等相关的信息,建立飞机使用可靠度模型,描述飞机使用可靠性随飞行强度和服役年限的相关性,可用于实战或训练环境下飞机使用可靠性的预测。     

复杂装备维修训练通用仿真系统

提出了一个用于复杂装备维修训练的桌面虚拟系统,可以练习某些特定组件的维修拆卸.利用动态链接库实现了系统模块化的软件体系结构,保证了数据的封装和模块化.通过用户化过程设置了用于拆卸顺序规划和VR环境3D模型的数据库,在友好的用户界面的引导之下,用户通过在虚拟环境中的漫游和实时更新的维修信息的帮助下了解全部维修过程.系统能够在生成合理的拆卸顺序和确定配件方面提供智能辅助,而且原型系统提供了针对CAD模型文件的数据接口,系统可以被看作是一个"外壳".通过用户化工作将3D模型转化成系统可以接受的VRML格式,这样就可以非常容易地针对不同的维修任务建立虚拟环境.与沉浸式和增强型VR系统相比,这套桌面VR原型系统的硬件需求不会使训练任务局限于某个训练房间或特定的使用者.对于维修训练来说是一个便携、经济的解决方案.