任务期间多层级不完全修复件的备件配置优化

针对任务期内普遍存在的故障件报废问题,提出了多层级设备的备件配置优化方法,确定了隐含在备件层次结构中的不可拆卸不可维修单元,通过忽略维修时间将设备中的不完全修复件近似等效为消耗件,并从底层开始逐层把所有下层备件数量折算为顶层备件数量,从而利用伽马分布的可加性计算设备的可用度,最后通过改进的边际算法得到备件分配方案。算例中通过与仿真方法的对比验证得出:只要维修时间不是过长,优化方法所得备件分配方案合理可行、易于实现,基本能满足保障要求。     

有限维修能力下作战单元时变可用度评估模型

针对作战单元任务期内备件需求随任务阶段动态变化的现实情况,考虑作战单元因携行维修能力有限而导致可修件具有一定报废概率的影响,通过引入报废因子,建立两级保障体制下,故障件具有一定报废概率且不考虑外部补给的作战单元时变可用度评估模型。采用Extend Sim仿真软件进行计算,根据仿真值进行参数拟合得到模型中报废因子的近似解析表达形式。研究表明,报废因子能够适应不同的可靠性维修性参数值,模型具有较强的适应性。该模型有效解决了备件非平衡状态下的装备时变可用度评估问题,可为装备管理人员制定合理的保障方案提供支撑。     

考虑维修因素的随舰备件配备方案研究

针对随舰备件配置问题,首先建立了考虑维修时间的随舰备件保障概率模型与使用可用度模型,研究了部件的使用可用度与备件保障概率之间的关系,并给出了部件寿命服从指数分布、维修时间为定长时的备件保障概率解析表达式;然后,以串联系统为对象,建立了基于使用可用度的系统备件配置优化模型,给出了随舰备件配置优化算法及流程;最后,定量分析了维修时间对装备使用可用度和备件保障概率的影响程度,验证了随舰备件配备方案的制定方法是合理可行的。     

非抢占维修优先权下的多级备件库存优化

针对装备保障组织中维修站点维修能力有限的问题,在经典VARI-METRIC理论基础上,首先基于稳态排队理论,考虑非抢占维修优先权对故障件维修过程的影响,建立了非抢占维修优先权下的装备可用度评估模型和多级备件初始库存优化模型;然后,构造了多级保障系统非抢占优先权分配方案的优化目标函数,并利用遗传算法对优先权分配方案进行优化;最后,随后利用边际优化算法对备件库存进行优化。算例分析表明:考虑非抢占维修优先权备件购置费用相比于传统先到先修的降低了37.14%,说明了当维修站点维修能力有限时,合理设置故障件的非抢占维修优先权会降低备件购置费用,提高保障效果。     

有限维修能力下作战单元装备可用度评估及备件配置优化

以作战单元长期远离保障基地执行作战任务为背景,考虑作战单元携行维修能力有限的实际情况,基于可靠性理论,提出了两级多单元保障系统下的故障件部分可修时的装备可用度评估方法。通过搭建蒙特卡洛仿真模型开展了保障过程仿真,并与所提方法做了对比验证,结果表明:该方法在处理有限维修能力下作战单元可用度评估问题时具有较高的精度。以备件购置费用为优化目标、装备可用度为约束条件,构建了有限维修能力下的备件库存优化模型,并采用边际优化方法对备件库存进行了优化配置,算例表明:根据备件优化模型和优化方法可以得到合理可靠的备件配置方案,能够为装备保障人员对作战单元备件配置方案的选取和评估提供决策支持。     

基于串件拼修策略的工程装备备件库存控制

工程装备备件精确保障是未来工程部队工程装备保障的改革和发展方向,搞好工程装备备件库存是实现工程部队装备备件保障精确化的重要保证.分析了当前工程装备备件保障的相关理论和发展趋势,指出了其弊端.研究了工程部队工程装备备件维修和库存特点.为了更好地提高工程装备备件保障效率,引入了串件拼修理论,并指出了串件拼修的适应性及其优点,然后分别建立了单个工程基地库存模型和工程部队两级联合库存模型,最后通过实例对比分析表明:该方法优于传统的备件库存理论和无串件拼修的备件库存模型,能够显著节约备件保障成本.     

马尔可夫过程的k/N系统使用任务完成能力分析

研究了任务期间允许换件维修和备件供应时k/N系统的任务完成能力.首先,利用马尔可夫过程分析了k/N系统的状态转移过程,研究了k/N系统在特定维修保障策略下的运行过程.然后,以k/N系统固定任务时间内在正常状态停留时间的分布函数作为其任务完成概率模型,并通过全概率分解和更新过程的分析方法对任务完成概率进行求解.最后,利用任务完成概率模型在Matlab中绘制了任务完成概率随任务时间、任务量、备件携行数量以及备件平均供应时间的变化曲线,讨论并分析了对任务完成概率的影响.     

军用飞机机群战备完好性研究

综合考虑任务要求、保障对象、保障系统三者之间的运行机理,建立了一种基于任务驱动的机群战备完好性仿真模型。以作战任务要求和机群技术状态为输入,进行OMTA,建立逻辑确定而工期随机的PERT网络,分析PERT网络中各节点和路径上的维修时间、备件延误时间、资源组等待时间的分布函数和参数,然后用Monte Carlo仿真确定成为关键路径概率最高的路径为关键路径,最后用Monte Carlo方法对选定的关键路径进行计算,得出机群装备战备完好率随着保障时间的变化曲线。计算结果表明该仿真模型可以较好反映不同任务要求与保障系统下机群可用性的真实情况,为装备的作战使用提供较好的决策依据。     

横向补给策略下不完全修复件的可用度评估方法

针对任务期内普遍存在的故障件报废问题,首先通过忽略维修、运输时间将多级不完全修复件近似等效为底层站点的单级消耗件;然后,通过分析各底层站点备件量的竞争问题将备件量的多级配备等效为底层站点的单级配备;最后,利用伽马分布的可加性得到部件的可用度模型。在算例中,将构造仿真模型与近似方法进行了对比,结果表明:横向补给策略能有效提高装备可用度;在现场备件配置充足或维修、运输时间较短时,该近似评估方法具有较高精度。     

通用装备维修保障资源需求仿真建模研究

从新型通用装备维修保障的实际需求出发,在对维修保障系统运行过程分析的基础上,建立了维修资源需求的仿真模型,并给出了相关算法。该模型可实现对各种主要维修资源需求的预测,并能给出装备完好率、备件缺货率和装备待修时间等系统特征指标。该模型和算法可为装备的维修保障提供科学的依据。     

多级可修备件库存的生灭过程建模与优化

针对VARI-METRIC模型在低可用度下结果不准确的问题,建立基于生灭过程的任意等级、任意层级可修件库存优化模型。通过对各级站点、各类备件需求率与到达率的预测,对每个部件建立其生灭过程模型,并提出基于生灭过程的装备可用度计算方法。以整个保障系统的装备可用度为约束指标,以备件总购置费最低为目标,利用边际算法得到最优备件配置方案,并建立仿真模型对所得优化方案进行评估与调整。结合算例,以仿真结果作为检验标准,选取权威的VMETRIC软件与该解析模型在优化性能、计算精度及适用性上进行对比和说明。结果表明,无论是解析模型还是VMETRIC软件,均存在一定的适用范围,而采用解析与仿真相结合的方法无疑具有更强的适应性。     

Spares stocking policies for repairable items with dependent repair times

This paper analyzes the problem of determining desirable spares inventory levels for repairable items with dependent repair times. The problem is important for repairable products such as aircraft engines which can have very large investment in spares inventory levels. While existing models can be used to determine optimal inventory spares levels when repair times are independent, the practical considerations of limited repair shop capacity and prioritized shop dispatching rules combine to make repair times not independent of one another. In this research a simulation model of a limited capacity repair facility with prioritized scheduling is used to explore a variety of heuristic approaches to the spares stocking decision. The heuristics are also compared with use of a model requiring independent repair times (even though that assumption is not valid here). The results show that even when repair time dependencies are present, the performance of a model which assumes independent repair times is quite good.     

基于Simulink的复杂可修系统的建模与仿真方法

利用排队论、有限状态机理论与面向对象编程思想，提出了建立基于Simulink复杂可修系统模型的思路、分析步骤、难点问题的解决以及参数统计模型。利用Simulink对一种复杂呵修系统进行了具体的建模与仿真。结果表明：基于Simulink的模型与仿真能够有效地评估复杂可修系统的可靠性参数，并具有可视化、流程化和层次化的特点。     

Optimal design of a multi-item,multi-location,multi-repair type repair and supply system

The design of a system with many locations, each with many items which may fail while in use, is considered. When items fail, they require repair; the particular type of repair being governed by a probability distribution. As repairs may be lengthy, spares are kept on hand to replace failed items. System ineffectiveness is measured by expected weighted shortages over all items and locations, in steady state. This can be reduced by either having more spares or shorter expected repair times. Design consists of a provisioning of the number of spares for each item, by location; and specifying the expected repair times for each type of repair, by item and location. The optimal design minimizes expected shortages within a budget constraint, which covers both (i) procurement of spares and (ii) procurement of equipment and manning levels for the repair facilities. All costs are assumed to be separable so that a Lagrangian approach is fruitful, yielding an implementable algorithm with outputs useful for sensitivity analysis. A numerical example is presented.     

Customer delays in M/M/c repair systems with spares

A service center to which customers bring failed items for repair is considered. The items are exchangeable in the sense that a customer is ready to take in return for the failed item he brought to the center any good item of the same kind. This exchangeability feature makes it possible for the service center to possess spares. The focus of the article is on customer delay in the system—the time that elapses since the arrival of a customer with a failed item and his departure with a good one—when repaired items are given to waiting customers on a FIFO basis. An algorithm is developed for the computation of the delay distribution when the item repair system operates as an M/M/c queue.     

Optimal spares for stochastically failing equipment

A mathematical model is formulated for determining the number of spare components to purchase when components stochastically fail according to a known life distribution function and there is a cost incurred when a component is replaced. Bounds are determined for the optimal inventory which indicate that the inclusion of the replacement cost lowers the optimal inventory. Since these bounds are no easier to calculate than the optimal spares level, the theory is specialized to components with exponentially distributed time to failure. Procedures are given for calculating the optimal spares level, and numerical examples are provided.     

基于事件的系统可靠性参数仿真算法

介绍了可以用扩展可靠性框图表示的系统的可靠性参数的仿真算法。首先,对扩展可靠性框图进行了介绍,提出了利用树状结构来描述扩展可靠性框图的结构。其次,对基于扩展可靠性框图的系统行为进行了分析。然后,依据离散事件系统仿真思想,分别给出了计算可修系统可靠性参数的仿真算法与不可修系统可靠性参数的仿真算法。最后,给出了计算实例。该仿真算法不仅可以对状态独立系统进行可靠性参数计算,而且可以对具有冷储备关系以及冷储备嵌套关系的状态相关系统进行可靠性参数计算,具有很强的通用性与实用性。     

基于作战任务的多机种故障备件需求模型

通过分析战时故障备件的需求特点,对备件的工作时间进行讨论,改进了传统的单机故障备件需求模型。根据多机种协同作战任务的不同,引入备件工作运行比的概念,在考虑飞机是否战损的前提下,建立了基于作战任务的多机种故障备件需求模型。算例分析证明了模型的有效性。     

基于任务可用度模型的指数分布型备件随舰携行量计算模型

针对现有的战备完好性计算模型与备件数量关联度不强的问题和基于战备完好性的备件数量计算大多采用仿真方法的不足,提出了能够考虑备件数量影响的舰船装备任务可用度的概念及其计算模型,并在此基础上研究了寿命服从指数分布的备件在故障后采用更换策略时,装备的任务可用度与备件携行量的关系,得到了一个可以通过解析计算确定备件数量的新模型...     

考虑需求相关的可修复系统备件配置模型

对于一个拥有多台相同设备的可修复系统来说,一种备件的需求以及其对应的备件保障方案将影响着系统的可工作设备数量,从而影响着设备其他备件的需求,故假设备件需求相互独立且与系统自身备件保障方案无关而开展备件配置研究是不合理的.在考虑备件需求相关以及备件的保障方案对备件需求的影响的前提下,利用马尔可夫理论描述了备件需求规律,针对不串件拼修和串件拼修两种情况分别给出了可用度的计算方法,并在此基础上以备件配置费用作为优化目标,以可用度作为约束构建备件优化配置模型,给出了边际分析求解模型的方法.通过案例分析,验证了模型的正确性.