典型陆军部队装备维修作业能力评估系统仿真建模研究

针对陆军部队维修作业仿真评估需求,提出了一套仿真模型设计方案。分析了部队维修作业能力仿真评估原理,进而明确了评估模型需求;给出了维修任务生成、维修保障系统建模方案;结合备件调度和保障设备使用过程,设计了维修保障资源模型。为陆军部队装备维修作业能力评估提供建模基础,用于支撑部队维修作业能力仿真评估系统的设计和应用案例研究。     

可修排队系统备件灰色生灭预测模型

可修部件的失效率和修复率在服役周期内呈现不确定性,基于确定型失效率和修复率建模的生灭过程在解决可修部件备件预测问题时存在一定局限.传统可修备件需求预测模型忽视了排队维修情况下的讨论,这与工程实际不符.以服从一般分布的区间灰数表征可修部件的失效率与修复率,构建了灰色状态转移矩阵,建立了一类排队维修系统的可修部件备件灰色生灭预测模型,研究了该过程的无记忆性和稳态解的存在条件,讨论了失效修复比、修理能力、备件数量与保障率的性质.一定程度上揭示了修理能力受限、失效修复比不确定背景下的可修系统备件需求规律.实际案例验证了模型的有效性和实用性.     

基于排队论的装甲装备修理力量预测建模研究

通过对战损装甲装备维修过程特征的分析,引入了随机服务系统,建立了排队系统的模型,得到平均排队长和平均排队等待的时间等系统运行的指标,进而分析了修理机构的服务能力,提出时间-队长优化预测模型,预测装甲修理力量的规模,为装备保障机构确定修理力量的规模提供决策依据。     

装备备件两级闭环供应链库存优化与分析

研究备件两级闭环供应链系统结构与备件运转流程.通过建立单项备件供应可用度模型,构建了两级闭环供应链库存系统优化模型,并运用边际效能分析算法合理配置基层级和基地级备件库存量,实现了在有限购置费用资源约束条件下的系统供应效能最大化,分析得出提高两级维修能力可以改善系统供应效能.     

考虑库存损耗的单部件系统可修备件需求模型

本文研究具有库存损耗的单部件系统可修备件需求模型;采用马尔可夫到达过程(Markovian删val pcess,MAP)代替Poisson过程、更新过程等经典随机过程描述备件需求情况.假设库存备件寿命服从指数分布,故障件维修时间服从一般分布,建立了一种描述能力更强的可修备件需求模型;给出了系统的可用度、工作时间周期、停机时间周期等参数和规定条件下的两种备件需求量算法,并给出了数值算例说明所建模型的有效性.     

任意结构下可修复备件的配置方案优化

合理规划可修备件的配置方案是提高装备维修供应效能的关键,为此,在可修复备件多级库存控制基本理论（multi-echelon theory for recoverable item control, METRIC）的基础上,结合维修参数,建立了任意保障模式下任意结构系统的备件配置优化通用模型。以装备可用度、备件满足率以及保障延误时间为指标,保障费用为约束,采用边际优化算法对模型进行优化计算。通过算例分析了影响备件配置方案的保障性因素,利用多级多层次备件优化工具模型结果进行了验证,证明了该模型的正确性。     

K:N系统可修复备件两级供应保障优化研究

备件供应保障优化是提高武器装备的战备完好性和降低寿命周期费用的重要途径.通过分析复杂装备可修复备件两级供应保障系统,研究了备件保障与装备战备完好性的关系,建立了以备件购置费用为约束、系统供应可用度最大为目标的冗余度系统可修复备件供应保障优化模型,并运用边际效能法进行求解.实例应用证明,模型可以优化备件库存以及评估备件库存量、两级维修能力、系统自身可靠性等因素对系统保障效能的影响.     

有限维修渠道下两级维修供应系统性能评估模型

在有限维修渠道条件下,对两级维修供应系统的备件供应能力进行了评估.系统由多个基层保障点和一个基地保障点构成,故障件有多类,每个保障点有各自的库存和维修机构,库存施行(S-1,S)策略.各维修机构的维修渠道都有限,多类故障件共用同一套维修设备,使用M/M/c模型分析各级站点的维修队列.考虑了故障件在基层站点和基地站点之间的运输时间,用M/G/∞模型分析运输队列.以备件满足率和平均缺货量为指标,评估了系统的备件供应能力.最后举例说明本评估模型的使用,并在相同假设条件下使用仿真方法和MET砌C模型评估了系统,通过对比三种模型的结果验证了本文评估模型的有效性.     

基于CPN仿真的排队系统建模及性能分析

排队网络模型是一种经典的性能分析模型,提出按照队列的输入过程、排队规则和服务机构三要素,将排队系统转换为层次颜色Petri网模型的建模规则,利用CPN Tools 工具在模型中加入monitor监视器监视模型运行情况,使用Data Collector采集相关数据,进行队列模型的相关指标的性能分析和评价工作,最后给出基于仿真的建模与分析方法的一般操作步骤.这种建模和分析方法不需要对系统作任何的假设和限定,可以对模型的任何方面进行性能分析,扩展了传统排队系统的研究范围,具有很强的灵活性;一些扩展排队网络的建模和分析,如考虑服务台损坏和维修时间的扩展模型,只需对基础的排队网络稍加修改即可完成建模和性能分析,提高了模型的复用性;层次化的建模方法克服了基本Petri网组合状态爆炸的缺点,可以用于大规模的复杂排队系统.     

考虑修理工多重休假的并联系统可靠性模型分析

针对大型复杂装备维修力量的调度与分配复杂性,引入修理工多重休假策略,以包含n个相同部件的并联系统为研究对象,针对以往研究利用指数分布等典型分布导致模型约束条件过于严格的问题,假设系统部件寿命、维修时间以及修理工休假时间均服从连续Phase-type分布,建立了适用性更好的系统可靠性解析模型,得到了系统可靠度、系统稳态可用度、稳态故障频度、系统平均故障间隔时间等一系列可靠性参数的解析表达式,并利用算例验证了模型适用性。     

一种Petri网合成方法及其在系统建模中的应用

针对多个企业共用一个加工厂生产某种产品等这一类系统问题,提出了经由Petri网共享一种子网构成合成网的解决方案;用Petri网为系统建模,先为各企业租用加工厂生产某种产品的系统建立各自的Petri网模型,然后进行共享子网合成得到系统的整体Petri网模型。运用这种整体Petri网模型,可达到同步操作和节省资源的目的。给出了自由选择网(FC){非对称选择网(AC)}的共享子网合成网仍为自由选择网(FC){非对称选择网(AC)}的条件和共享子网合成Petri网保持结构活性的条件;结果可为Petri网系统合成性质的考察提供有效途径,为复杂大系统建模提供有利手段,具有宽广的应用前景。     

基于对象函数Petri网的关联区域VOCs危害成因解析

为了找出排放并扩散挥发性有机物(volatile organic compounds, VOCs)到目标区域的污染源,防止目标区域受到进一步的污染,提出基于对象函数Petri网的关联区域VOCs危害成因解析方法。网结构描述了各潜在污染源和受危害目标区域之间的联系,网系统的运行反映了目标区域VOCs危害程度的变化情况,并将危害程度的计算融入到Petri网系统的运行中。通过实际案例研究解析,结果表明:该Petri网模型适用于关联区域VOCs危害成因解析的建模和计算。     

基于Petri网的Web服务组合模型描述和验证

Web服务及其组合的形式化描述和验证是Web服务中一个重要的研究方向.分析了基于Petri网建模的优势,给出基于Petri网的Web服务的形式化定义和描述,对Web服务组合进行建模及元素映射,给出Petri网模型生成算法并对组合服务模型的可达性、安全性、有界性与活性等特性进行验证分析.最后是对一个具体的业务流程的建模和验证分析.由分析可知,该建模方法具有一定的表达和验证Web服务组合模型的能力.     

基于GSPN方法的柔性制造系统过程模型和性能分析

应用广义随机Petri网方法,对柔性制造系统进行建模和分析,提出了控制策略和优化方法.针对柔性制造系统的离散性,对整个系统的过程模型进行分析.利用广义随机Petri网结合马尔可夫链的方法,确立了系统的配置参数,得出了系统的平均运行时间,机床的平均使用率,系统的生产率,故障概率,对系统的优化和生产效率的提高以及柔性的提高提供了理论支持.最后,通过柔性制造系统实例,对该方法进行了检验.     

基于IDEF0模型的Petri网间接建模方法研究

通过对IDEF0和Petri网两种建模方法分析与对比,表明基于Petri网建模可以解决IDEF0方法在模型的动态性、完备性和方法连贯性方面存在的问题;提出IDEF0模型到Petri网模型的转换思路和基本转换方法,以一个信息管理模块为例实现模型转换,在此基础上提出了改进策略.研究结果有助于以Petri网为统一工具实现系统建模与开发,为解决当前系统开发遇到的问题提供一种新的途径.     

离散事件系统任务处理瓶颈分析

Ｐｅｔｒｉ网是离散事件系统建模与分析的有效工具之一．本文介绍了随机Ｐｅｔｒｉ网瓶颈的概念,给出了一般随机Ｐｅｔｒｉ网最大处理能力的数学模型,研究了具有多路输入源之ＳＰＮ的瓶颈与处理能力分析的快速算法,讨论了在处理能力等价意义下将一类结构有决策且有环的ＳＰＮ变换成结构无决策且无环的ＳＰＮ的实现方法．最后给出了一个防空指挥控制系统信息处理瓶颈与处理能力分析的实例．     

随机Petri网在系统可用性分析中的应用

Petri网自1962年提出以来，倍受工业界和学术界的广泛关注。经过几十年的时间，Petri网的理论不断的完善，Petri网在各行业中不断的被应用。本文主要讨论了Petri网在系统可用性分析中的应用。首先从Petri网的基本概念和基本模型出发，讲述了随机Petir网模型（SPN）、广义随机Petri网模型（GSPN）和随机回报网模型（SRN）。然后以冗余备份系统为例，讨论了随机Petri网在系统可用性分析中的应用以及随机Petri网模型的分析。最后讨论与其它建模方法相比，利用随机Petri网来建立系统可用性模型的优点。     

混合系统Petri网模型的重叠分解

考虑用混合Petri网重叠分解和扩展的方法分析混合系统。首先给出混合Petri网的一些相关定义(如有界性、可达性和活性等),并对包容原理作了详细阐述。然后介绍混合Petri网重叠分解和扩展方法,并将重叠分解方法用于混和系统Petri网络型的拓扑结构,分析Petri网的拓扑结构,确定Petri网的重叠子网。最后用一个混和Petri网的例子来阐明重叠分解和扩展的过程。这为分析大规模的混合系统提供了一个切实可行的方法,有助于对复杂混合系统的分析与控制。     

大坝混凝土施工过程赋时Petri网络模拟方法

赋时Petri网络模拟方法是通过应用赋时Petri网的基本理论对施工系统进行建模，描述模型中资源等施工参数随施工进度的变化，其网络模型能够较好地描述实际施工系统的动态变化情况。系统分析大坝混凝土施工过程及其程序，建立了基于赋时Petri网络的施工过程模拟模型以及可行施工方案的多目标决策模型。实例分析说明了建模方法、仿真模型和决策模型是有效的、可行的。     

基于Petri网统一模型的系统开发方法研究

为解决当前系统开发不同阶段采用的方法缺乏继承性与连贯性等问题,提出采用Petri网实现系统统一建模与开发的思想。在现有的子网研究基础上进一步讨论了子网与变迁相互替代前后接口保持一致和子网的基本属性保持等问题;提出了基于Petri网的功能和数据分析方法以及子系统自动划分的思想;对IDEF0和Petri网两种建模方法分析对比,提出IDEF0模型到Petri网模型的转换思路和方法。研究结果有助于以Petri网为统一工具实现系统建模与开发,为解决当前系统开发遇到的问题提供一种新的途径。