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。     

一种考虑装备维修流程的多维修任务调度

快速、有效地进行武器装备维修任务调度可减少故障装备在维修系统的逗留时间,对提高部队的战斗力具有重要意义。通过综合分析战时维修调度问题,给出了一般装备维修调度问题的数学描述,建立了一种考虑维修流程的多单元维修任务调度模型,并给出了相应的模型求解方法。实例表明该方法有效地解决了战时维修任务调度问题。     

基于Pareto改进VNS-MMAS的定点修理任务多目标动态调度

针对战时定点修理任务重、修理时间有限、约束复杂的问题,进行了面向定点修理的战时装备维修任务多目标动态调度研究。提出了战时定点修理装备维修任务调度军事问题,考虑修理时间窗、非遍历性等约束,构建了战时装备维修任务多目标动态调度模型。采取分步求解思路处理修理小组分配以及修理任务排序两阶段优化问题,并从状态转移规则、信息素更新规则、先验信息获取3个方面对最大最小蚂蚁系统(max-min ant system, MMAS)算法进行改进,结合变邻域搜索(variable neighborhood search, VNS)算法增强算法的局部搜索能力,设计了基于Pareto改进VNS-MMAS算法实现模型求解,并通过示例仿真验证了模型及算法的科学性与有效性。     

战时装备维修保障系统的状态空间建模

采用状态空间建模方法,按照陆军通用装备战时维修保障系统结构,研究了战时装备维修保障系统的输入、输出和系统结构三者之间的量化关系,建立了系统的状态空间模型,给出了战时不同情况下产生的修理流强度和维修机构维修能力的计算方法,分析了系统可控性的影响因素,为深入研究维修保障系统设计与优化方法奠定了基础。     

基于改进MMAS的装备维修任务路径规划方法

针对装备维修任务路径规划问题中约束条件多样的特点,构建装备维修任务路径规划模型,充分考虑时间约束和负载能力约束的影响。通过对比装备维修任务路径规划问题与传统车辆路径规划问题的异同点,提出一种基于改进最大最小蚂蚁系统的维修任务路径规划方法,从维修任务选择规则、信息素更新规则和先验信息获得规则3个方面对最大最小蚂蚁系统进行改进。最后,通过算例和对比验证该方法的合理性和有效性。     

装甲装备维修保障资源优化仿真研究

针对装甲装备维修保障资源配置数量优化测算问题,分析了装甲装备维修保障过程,基于离散系统建模理论,构建了装甲装备维修保障过程概念模型和数学模型;应用Anylogic仿真软件,建立了基于网络离散事件的装甲装备维修保障过程仿真模型,经过仿真运算,得到装甲装备维修保障任务满足度、资源利用率、平均在修时间等参数指标,进行了基于指标权重的维修保障资源评价,得到在不同条件下维修保障资源配置数的最优值,为装备维修保障资源优化研究提供一种新途径。     

装备保障平台战时运用优化决策分析模型

针对装备保障平台战时如何优化运用的问题,根据平台在机动中遭敌火力打击及自我维修过程所具有的马尔可夫性特点,将受打击时间按照打击次数离散化,从而将该过程描述为状态离散、时间离散的马尔可夫链,由此构建了无条件自我维修和有条件自我维修的马尔可夫链模型,实现了单平台战时运用优化决策。基于战场抢修率最大化的目标,运用规划理论,构建了综合考虑遭敌打击的装备保障平台编组优化模型,提出了平台编组战时运用优化决策分析方法。应用实例表明,所建模型运算简单、方便、实用,能为指挥员在战时科学使用装备保障平台提供决策依据。     

一种战时装备维修保障资源优化调度算法

对引起战时维修保障资源冲突的原因进行了深入分析,建立了多维修点资源优化调度模型,给出了基于维修点保障优先度的资源优化调度算法。实例分析结果表明：装备维修保障资源的优化调度能够在满足任务需求和给定的维修保障资源条件下优化资源调度方案,充分利用资源,缩短待修装备的平均等待时间。     

基于随机Petri网的装备维修保障系统性能分析

考虑维修能力不足和备件短缺等因素, 定义了装备维修保障过程的广义排队时间、广义维修服务时间等的系统性能参数. 建立了基于随机Petri网的装备维修排队问题的形式化描述模型, 研究了模型的简化解析分析和仿真分析方法. 结合实例分析了改进系统性能的途径, 验证了解析方法的有效性. 研究表明, 提高维修小组能力和备件满足率是提高维修保障系统性能的有效途径.     

战时装备维修保障资源优化调度方法研究

根据战时装备维修保障资源调度体系,分析了资源调度各要素间的关系及引起资源冲突的原因,建立了多维修点资源优化调度模型,给出了基于维修点保障优先度的资源优化调度方法。实例分析结果表明:该方法能够在满足任务需求和给定的维修保障资源条件下优化资源调度方案,充分利用资源,缩短待修装备的平均等待时间。     

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.     

基于粒子群优化的无人战斗机编队任务协调方法研究

执行任务时多无人机之间的任务协调是保证无人机具备协同工作能力并且顺利完成任务的关键.将无人战斗机编队的协调过程看成一种动态的任务分配过程,建立任务协调模型,分析任务协调问题的粒子初始化和寻优方法,编写基于粒子群优化算法的任务协调问题程序.对粒子群优化算法参数对任务协调方案的影响进行了仿真验证,结果表明此方法得出的方案合理有效可以满足无人战斗机任务协调问题的要求.     

多技能资源时间窗约束下可中断项目调度的分支定界算法

资源的多技能和时间窗属性是软件开发、工程设计、设备维修等领域在人力资源调度时常考虑的关键因素,而且在很多实际项目中,任务的执行允许中断.研究一类资源具有多技能和时间窗约束的任务可中断项目调度问题,建立了相应的整数规划模型,设计了一种分支定界算法构造搜索树进行求解,搜索树的每个节点代表一个任务组合,同时为减少分支节点数,提出了两个有效的剪枝规则,并设计了节点优先规则,对各节点任务组合则采用贪婪算法来进行资源约束判断.利用改进的PSPLIB案例库设计多组计算实验,实验结果检验了优选策略的有效性,经与CPLEX模型求解和基本启发式方法的对比揭示了算法在解决这类问题上的效率和有效性,求解结果可为实际项目调度提供决策依据.     

不确定环境下舰载机保障预反应式动态调度优化

针对舰载机机务勤务保障过程中的不确定性和动态特性,研究舰载机保障预反应式动态调度优化问题。在预调度阶段设计双种群遗传算法,融合左右种群双向对齐迭代技术提高解的全局最优性,结合设定的保障期限求得带有工期保护缓冲的鲁棒性预调度方案。在反应性调度阶段,建立以最小化保障完工时间和最小化调度调整损失成本为目标函数的反应性调度模型,设计针对单一个体的自适应分层双目标变邻域优化算法,对预调度方案进行局部调整,优化反应性调度的效率和稳定性。提出5种不同反应性调度调整策略,对多种扰动类型下的不同保障机组的预调度方案进行局部调整和分析。为不确定环境下舰载机基准预调度计划的制定和反应性调度方案的调整提供了决策支持。     

基于多主体的舰载机综合保障过程建模方法

针对舰载机面向作战任务的实时动态的综合保障需求,提出了基于多主体的舰载机动态保障模型。系统分析了舰载机使用保障与维修保障的基本过程,探讨了其有限资源约束下的动态调度特征。建立了三层混合控制的多主体模型架构,保证模型具有足够的柔性与收敛速度。重点考虑保障过程中主体（Agent）间合作博弈特征以及故障等系统扰动的影响,提出了一类基于合同网的交互协商机制,以提高Agent间的协商效率,并尽可能消除重调度的影响。给出了Agent的个体抽象原则,并定义了可扩展的Agent内部结构。在此基础上,给出了舰载机动态保障的有限资源调度算法。最后以舰载机的战备完好性指标单位时间出动架次为优化目标,选取舰载机的典型任务模式对模型进行了验证。     

基于HTLBO算法的舰载机机群机库维修任务调度

舰载机机库维修能力是制约舰载机机群可用度乃至出动、作战能力的关键要素,为提升舰载机机库维修效率并减轻传统人工制定维修计划的负担,研究了舰载机机群机库维修任务调度方法。首先,系统分析了舰载机机群机库维修任务调度的作业流程模式,基于维修资源约束,面向实际维修任务需求,提出了将舰载机机群波次可用度指标和机库维修人员负载均衡性指标作为分层优化目标,建立了舰载机机群机库维修任务调度模型。其次,将模型抽象为多技能资源受限项目调度问题,提出了基于资源约束推进的串行调度机制,并设计了混合教与学优化算法。最后,通过设计仿真案例和算法对比,验证了模型和算法的可行性与有效性,所提出的混合教与学算法具备更好的收敛速度和优化性能,有一定的工程借鉴意义。     

可支持多级关键度任务的实时操作系统

为设计可支持多级关键度任务的军用实时操作系统MRTOS,首先分析了现有实时操作系统的调度机制。同时为定量描述任务的关键度,使用时间窗口来描述任务在有限时间范围内的时限错过情况。基于此描述,提出了改进型的最短紧急距离优先调度算法,该算法可保证实时任务仅错过规定数量的时限,能有效支持不同关键度任务同时运行在同一计算机上,同时可在任务量瞬时过载的情况下保证关键任务优先得到执行。最后通过仿真对最短紧急距离优先调度算法进行了例证。