基于贝叶斯模型的装备剩余寿命预测研究

为了解决武器装备日益复杂及维修工作日趋繁重的问题,运用贝叶斯模型预测装备修理后的剩余寿命,为合理安排其修理计划提供依据。替代传统的指数分布,用威布尔分布描述系统寿命特征,并运用极大似然方法和贝叶斯方法估计威布尔分布的两个未知参数,给出其置信区间。在此基础上,对先验样本和后验样本两种不同情况,分别运用贝叶斯模型预测装备修理后的剩余寿命,并给出实例。结果表明了该方法的有效性。     

考虑腐蚀因素的船体结构寿命预测方法

为建立考虑腐蚀因素的船体结构寿命预测方法,在分析现有常用的船体结构腐蚀损伤时变模型的基础上,根据舰船维修保障实际情况建立了考虑腐蚀防护系统作用时间和维修时间等因素的腐蚀时变模型。根据相关规范选择了船体结构腐蚀寿命标准,并建立了一种计算船体结构腐蚀寿命的方法。该方法建立了船体结构腐蚀寿命与腐蚀防护系统作用时间和修理时间等因素之间的量化关系,可以用于预测均匀腐蚀条件下船体结构寿命,也可以反过来指导腐蚀防护系统设计指标的选择和船体结构维修策略的确定。     

全综合的舰队维修和支持数据库

由于海军进入了预算紧张和舰队大修和设备修复之间间隔增大的时代,中级维修机构(IMA)的工作量将增加。大多数修理和部件大修要求每个修理机构采用能产生最大效率和高质量修理的管理方法。本文将介绍目前管理的舰队维修,以及如何通过利用现有的或正在开发的方法和数据文件逐渐开发适合于从生产工人到高级管理人员所有参与者的主数据库。本文介绍了舰种司令(TyCom)、指挥的直接上级(ISIC)和IMA的接口以及利用主数据库工具进行计划和实施高质有效修理的舰船。同时还介绍了TyCom、NavSea(海军海上系统司令部)和造船厂之间的接口,以及有效地计划和调度仓库和中级修理时间,以满足现行预算和作战限制的要求。     

基于三级维修体制的设备可用度模型

以具有三级维修级别的复杂设备为对象,通过对设备使用、修理流程分析,给出了设备使用与修理状态转移图,建立了设备一个更新周期内,维修间隔期与可用度关系模型,并给出了相应应用案例,案例说明了模型的适用性与灵敏性。     

三级维修机构保障的设备可用度模型

针对实行三级机构保障的复杂设备,通过分析设备的使用、修理流程,给出了设备使用与修理状态转移图,建立了在设备的一个更新周期内,维修间隔期与可用度关系模型,并结合实例,说明了模型的适用性与灵敏性。     

导弹装备全寿命周期维修器材消耗管理研究

针对导弹装备复杂程度的不断提高,维修器材的品种和数量不断增加对装备管理提出了更高的要求,如何在有限的保障费用下制定出科学合理的维修器材管理方案成为各级维修保障部门非常重视的问题。本文立足于某型导弹装备维修器材项目的科学管理实际需求,从全寿命周期维修器材内涵出发,分析了影响导弹装备维修器材消耗的相关因素,探讨了导弹维修器材消耗管理计划的制定,细化了各阶段的工作内容。最后,设计了导弹装备全寿命周期维修器材消耗管理系统,阐述了系统设计思路与整体架构。研究成果可为新型导弹装备全寿命维修器材保障项目规划、论证与控制提供指导与借鉴。     

预防性维修工作组合优化

针对单部件的维修间隔期无法反映系统的维修最佳间隔期这一问题,对装备各部件在各修理级别上的预防性维修任务组合情况进行探索。通过建立费用模型、可用度和风险模型作为决策模型,用以组合某一修理级别各部件的维修工作,得出系统预防性维修间隔期,并结合部队实际优化从系统的角度优化等级维修中的维修工作间隔期,为确定大中小修工作提供科学、合理的理论指导。该算法在区分各修理级别的维修能力的基础上,能较好地对各修理级别的维修工作组合情况进行了优化,实例验证了模型的实用性和有效性。     

预防性维修工作组合优化

针对单部件的维修间隔期无法反映系统的维修最佳间隔期这一问题,对装备各部件在各修理级别上的预防性维修任务组合情况进行探索.通过建立费用模型、可用度和风险模型作为决策模型,用以组合某一修理级别各部件的维修工作,得出系统预防性维修间隔期,并结合部队实际优化从系统的角度优化等级维修中的维修工作间隔期,为确定大中小修工作提供科学、合理的理论指导.该算法在区分各修理级别的维修能力的基础上,能较好地对各修理级别的维修工作组合情况进行了优化,实例验证了模型的实用性和有效性.     

基于预防性维修工作组合的维修等级优化研究

针对单部件的维修间隔期无法反映系统的维修最佳间隔期这一问题,对装备各部件在各修理级别上的预防性维修任务组合情况进行了探索。通过建立费用模型作为决策模型,用以组合某一修理级别各部件的维修工作,得出系统预防性维修间隔期,并结合部队实际从系统的角度优化等级维修中的维修工作间隔期,为确定大、中、小修工作提供科学、合理的理论指导。该算法在区分各修理级别的维修能力的基础上,能较好地对各修理级别的维修工作组合情况进行了优化。实例验证了模型的实用性和有效性。     

地空导弹制导雷达深度恢复性延寿修理方式研究

根据地空导弹制导雷达结构和维修数据,分析了典型多功能相控阵制导雷达的寿命规律,提出了"深度恢复性修理"思想,并对深度恢复性修理的特点、修理项目类别和主要作业进行了研究。工程实践表明,采用"深度恢复性修理+技术改造"的修理方式后,一方面使装备的可靠性得到恢复,又使其性能得到提升,延长其技术寿命。研究内容为防空导弹制导雷达及其他复杂军用电子设备的延寿修理提供了新的思路。     

基于最大保障时间的战时装备维修任务调度模型

战时维修机构承担的维修任务比较繁重,合理、科学地安排维修任务可以有效地提高作战部队的战斗力.对此,分析了战时维修任务调度的特点,建立了基于最大保障时间的维修任务静态、动态调度模型,并提出了相应的模型求解方法.利用本方法在满足作战单元最大保障时间前提下,可使得装备维修效益最大,并可以实现实时动态维修任务调度,有效地解决了一种战时维修任务调度问题.     

On competitive analysis for polling systems

Polling systems have been widely studied, however most of these studies focus on polling systems with renewal processes for arrivals and random variables for service times. There is a need driven by practical applications to study polling systems with arbitrary arrivals (not restricted to time-varying or in batches) and revealed service time upon a job's arrival. To address that need, our work considers a polling system with generic setting and for the first time provides the worst-case analysis for online scheduling policies in this system. We provide conditions for the existence of constant competitive ratios, and competitive lower bounds for general scheduling policies in polling systems. Our work also bridges the queueing and scheduling communities by proving the competitive ratios for several well-studied policies in the queueing literature, such as cyclic policies with exhaustive, gated or l-limited service disciplines for polling systems.     

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.     

机务保障要求到保障方案转换

首先以装备可靠性为依据,以任务要求中任务时间、出动飞机数量、任务可靠度等参数为约束,建立了保障资源的配置模型;在确定保障资源配置基础上再以保障任务时间为优化目标,建立保障任务调度模型和调度算法,按照保障专业调度优化,为保障方案制定奠定了重要基础,对实行精确化保障有重要现实意义,对基层级的保障工作有很强的指导作用。     

维修任务调度的多目标决策模型

通过对维修调度问题进行分析,考虑到战斗力相关的多种目标因素,针对目前研究的目标单一,又未考虑武器的先进程度、配置等缺陷,就修复后的加权作战时间和装备尽可能少的延误数量双重目标加以研究,并给出了调度算法。从而弥补了这些缺陷,使调度更加合理。最后,算例表明模型的求解方法简单,计算时间较短,可有效地实现维修任务调度。     

基于马尔可夫更新过程的装甲装备使用可用度模型

针对在装甲装备使用可用度评估中,采用统计评估法存在统计周期长和不能用于研制阶段的缺点,利用马尔可夫更新过程,建立了考虑工作时间、修复性维修时间、延误时间和预防性维修时间的装甲装备的稳态可用度模型,并进行了示例应用。该模型可以在装备研制阶段,根据装备各项时间参数的分布,来估计装甲装备的使用可用度,可为装备设计、装备维修间隔期规划等提供理论和方法指导。     

Two‐agent scheduling on a single sequential and compatible batching machine

We study two‐agent scheduling on a single sequential and compatible batching machine in which jobs in each batch are processed sequentially and compatibility means that jobs of distinct agents can be processed in a common batch. A fixed setup time is required before each batch is started. Each agent seeks to optimize some scheduling criterion that depends on the completion times of its own jobs only. We consider several scheduling problems arising from different combinations of some regular scheduling criteria, including the maximum cost (embracing lateness and makespan as its special cases), the total completion time, and the (weighted) number of tardy jobs. Our goal is to find an optimal schedule that minimizes the objective value of one agent, subject to an upper bound on the objective value of the other agent. For each problem under consideration, we provide either a polynomial‐time or a pseudo‐polynomial‐time algorithm to solve it. We also devise a fully polynomial‐time approximation scheme when both agents’ scheduling criteria are the weighted number of tardy jobs.     

基于Pareto排序法的战时装备维修任务多目标调度方法

针对战时武器装备维修保障问题,建立了包括最大完工时间、延迟时间和维修单元负荷在内的多目标优化调度模型。为提高解的多样性和收敛性,构建了一种基于Pareto排序法和小生境技术相结合的遗传算法用于模型求解,引入Pareto排序和拥挤距离进行适应度计算,通过混沌系统随机生成权重系数,并使用小生境技术改进选择方式。通过实例验证表明,该方法能够有效地解决装备维修多目标调度问题。     

An Optimal Method to Schedule Dynamic Maintenance Task with Subject Taken into Account

The task of maintenance organization is very heavy at wartime.The usability of armaments may be greatly improved by efficient task scheduling.In order to recover the battle effectiveness of units in battlefield as fast as possible,dynamic maintenance scheduling models with subject taken into account were built on the basis of analysis the feature of maintenance task.Maintenance task scheduling problem is very complicated.So it is decomposed into two sub-problems:static maintenance task scheduling and dynamic maintenance task scheduling problem with subject taken into account.Corresponding mathematic models were built to these sub-problems and their solutions were proposed.Dynamic maintenance task scheduling with subject taken into account is on the basis of static maintenance task scheduling.With the task changing in battlefield,dynamic task scheduling can be realized by repeatedly call of static maintenance task scheduling with subject taken into account.The experimented results show that dynamic maintenance task scheduling method with maintenance subject taken into account is valid.     

Multi‐period maintenance scheduling of tree networks with minimum flow disruption

We introduce a multi‐period tree network maintenance scheduling model and investigate the effect of maintenance capacity restrictions on traffic/information flow interruptions. Network maintenance refers to activities that are performed to keep a network operational. For linear networks with uniform flow between every pair of nodes, we devise a polynomial‐time combinatorial algorithm that minimizes flow disruption. The spiral structure of the optimal maintenance schedule sheds insights into general network maintenance scheduling. The maintenance problem on linear networks with a general flow structure is strongly NP‐hard. We formulate this problem as a linear integer program, derive strong valid inequalities, and conduct a polyhedral study of the formulation. Polyhedral analysis shows that the relaxation of our linear network formulation is tight when capacities and flows are uniform. The linear network formulation is then extended to an integer program for solving the tree network maintenance scheduling problem. Preliminary computations indicate that the strengthened formulations can solve reasonably sized problems on tree networks and that the intuitions gained from the uniform flow case continue to hold in general settings. Finally, we extend the approach to directed networks and to maintenance of network nodes. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2011