考虑多重劣化故障的装备最优视情维修策略

针对装备维修工程实际中多重故障并发的问题,假设系统经历两个相互独立的劣化故障过程,设定相应的预防性维修阈值并定期对系统状态进行检测;基于Gamma过程建立了该系统的视情维修决策优化模型,给出了系统在预定维修策略下的长期运行费用率计算表达式,并以系统长期运行费用率最低为目标,对检测周期和两个维修阈值进行优化。通过算例分析了维修策略参数对于长期运行费用率及预防性维修概率的影响。计算结果表明:在给定模型参数下,存在一组最优维修策略参数(检测周期和维修阈值),能够使得系统长期运行费用率降至最低。     

装甲装备维修效益评估初探

装甲装备使用阶段的维修效益评估对于有效管理装备维修活动,提高维修质量,降低维修费用具有很强的现实意义。文章建立了一套装甲装备维修效益评价指标体系,基于多级模糊综合评价法构建了评估模型,并运用该模型对某坦克大修厂某中型坦克的维修效益进行了评估。文章认为多级模糊综合评价法能较好地解决装甲装备维修效益的量化评估问题,在实际工作中可灵活运用该方法,不断提高维修管理水平。     

基于平均停机时间率的劣化系统状态维修决策优化模型

采用Gamma过程描述劣化系统状态变化,建立了系统状态随机劣化模型。为降低劣化系统的平均停机时间率,在考虑检测时间和维修时间影响的条件下,利用更新过程理论,以系统长期运行平均停机时间率最小为优化目标,建立了以系统检测间隔期与预防性维修阈值为决策变量的状态维修决策优化模型。采用蒙特卡罗方法对模型进行优化求解,得到了系统最优检测间隔期与预防性维修阈值,并通过案例进行了分析,结果表明:采用优化得到的检测间隔期和预防性维修阈值进行状态维修决策,能有效降低劣化系统的平均停机时间率。     

多任务条件下地空导弹武器装备视情维修策略

针对地空导弹武器装备传统的维修方案难以预防装备故障的问题,提出采用视情维修策略,首先扩展了视情维修模型的研究范围,假设系统寿命服从威布尔分布,其次,给出了三种维修方案,在此基础上以系统可靠性最优为目标,建立了视情维修模型.仿真算例说明了该方法的可行性.     

视情维修模式下威布尔比例故障率模型

视情维修在提高装备的使用可用度、减少生命周期费用和提高维修保障效率等方面发挥了重要作用.在视情维修模式下,采用威布尔比例故障率模型描述了系统状态与故障率之间的关系,对伴随变量进行了相关性分析,以最大可用度为目标,建立视情维修的最优维修策略模型,并根据系统当前状态信息来判断装备是否已经达到最佳的维修时机.最后,对某型陀螺仪故障数据进行了实例分析,表明该方法在视情维修中的合理性和有效性.     

考虑多性能参数的引信弹簧可靠性评估

弹簧作为引信中常用的储能源,是影响引信可靠性的重要零件,而引信失效会形成重大安全隐患。为了准确预估某引信弹簧贮存期间的可靠度变化,提出了一种基于修正Arrhenius模型的多元正态可靠性评估方法。以应力损失率和永久变形率作为性能参数,设计了恒定应力加速退化试验,获取弹簧在120℃、130℃、150℃和160℃下的退化数据,并采用Anderson-Darling统计量验证退化量的最优分布为正态分布。根据修正的Arrhenius方程,得到弹簧在贮存温度下的退化轨迹曲线。基于多元正态分布建立弹簧贮存可靠度模型,分析弹簧贮存期间的可靠度变化特点。通过与其他可靠度模型对比,该模型预估结果更准确,可为引信的视情维修提供依据。     

考虑时间延迟的k/N(G)系统视情维修策略优化与仿真

针对传统的视情维修决策模型对时间延迟考虑不足的问题,建立了(m,L)视情维修策略下k/N(G)系统维修优化模型,提出了一种求解模型的数值迭代算法。通过仿真分析,得到了最优的视情维修阈值m和延误时间L,由此证明了该模型与算法的可行性。     

基于CBM的航空装备保障费用动态分析

目前航空装备的保障普遍存在保障费用高和装备可用度低的问题。针对视情维修(Condition-based Maintenance,简称CBM)在新一代航空装备中的应用,以保证航空装备的战备完好性,降低维修保障费用为目标,应用系统动力学原理,建立基于视情维修的航空装备保障费用的动态反馈结构模型。仿真结果表明,将视情维修方法应用到航空装备保障,可有效降低保障费用,提高战备完好率。     

有限维修能力下多级保障系统装备时变可用度评估及保障方案优化

备件库存和站点维修能力是影响备件维修周转的重要因素,制约着装备的使用效果。针对备件需求随任务阶段动态变化时装备保障方案的评估和优化问题,考虑站点维修能力对备件维修过程的影响,结合METRIC建模方法和动态排队理论,建立了有限维修能力下多级保障系统装备时变可用度评估模型。在评估模型基础之上,以保障费用为优化目标、装备可用度为约束条件,建立任务期内多级保障系统保障方案优化模型。以任务期内的最低可用度所对应的备件短缺数为观测值,分析各项资源的边际效益值,采用边际优化算法对各项资源进行优化计算。算例分析表明,评估模型能够计算多级保障系统任务期内各阶段装备可用度;保障方案优化模型和方法能够得到各项保障资源的优化配置方案。提出的模型和优化方法能够为装备保障人员制订合理的保障方案提供决策支持。     

以任务成功性为中心的维修决策方法与应用

为解决传统的基于状态检测与故障诊断、以装备战备完好性为中心的维修决策方法的不足,提出了以任务成功性为中心的维修策略.并以某型自行火炮为例,建立了反映其任务成功性的评估指标体系.指出了传统模糊评判方法存在的不足,提出了考虑系统参数时变的动态模糊综合评判方法,对于给定训练和作战任务的成功性进行了评估.以确定能否执行任务,任务成功性是多少,以便在执行任务前预先实现视情预知维修,确保任务的顺利完成.     

Optimal maintenance policies for a safety‐critical system and its deteriorating sensor

We consider the integrated problem of optimally maintaining an imperfect, deteriorating sensor and the safety‐critical system it monitors. The sensor's costless observations of the binary state of the system become less informative over time. A costly full inspection may be conducted to perfectly discern the state of the system, after which the system is replaced if it is in the out‐of‐control state. In addition, a full inspection provides the opportunity to replace the sensor. We formulate the problem of adaptively scheduling full inspections and sensor replacements using a partially observable Markov decision process (POMDP) model. The objective is to minimize the total expected discounted costs associated with system operation, full inspection, system replacement, and sensor replacement. We show that the optimal policy has a threshold structure and demonstrate the value of coordinating system and sensor maintenance via numerical examples. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 64: 399–417, 2017     

MARKOVIAN DETERIORATION WITH UNCERTAIN INFORMATION — A MORE GENERAL MODEL

A model of a deteriorating system with imperfect information is considered. The structures appropriate for such a model include failing machinery and depleted inventory systems. In an effort to add a new dimension to such models, it is assumed that the operator must pay an inspection cost to determine the precise state of the system. At the start of every time period, the operator is faced with three choices: repair, no action, or inspection. Under fairly general assumptions, the optimal policy for repair is found to be straightforward and intuitive. This result has two important areas of application.     

基于状态的检查与修理综合决策模型

分析了单部件系统退化过程的特点，建立了基于状态的检查与修理决策模型。该模型根据系统的当前状态来决定检查与修理，通过分析计算系统在一个更新周期内平均检查次数、预防性维修及修复性故障的概率，建立维修费用与检查问隔及预防性维修阈值的关系，以平均维修费用最小为目标，优化检查间隔及预防性维修阈值。最后运用Matlab对模型进行数值计算，结果表明，模型能有效地降低维修费用。     

基于可用度的电子设备告警系统检查策略研究

针对电子设备告警系统故障具有隐蔽性的特点,考虑检查不完善的因素,运用延迟时间概念,以系统期望可用度最大为优化目标,建立了电子设备隐蔽功能故障检查优化模型。提出了优化检查间隔期的算法,并通过实际案例验证了模型的有效性。     

箔条云干扰下的单目标恒虚警率检测研究

箔条云在扩散过程中随着时间变化会稀释和扩大,其回波特性会发生改变,被检测目标与箔条的相互位置关系也会影响雷达恒虚警检测。针对作战对抗过程中箔条干扰易造成雷达接收机阻塞干扰目标检测,检测概率迅速降低且易丢失目标贻误战机,通过详细分析箔条的扩散过程及信号频谱特性及其箔条云和目标的两种位置关系,利用恒虚警处理算法在噪声基底为10 dB和20 dB情况下对目标进行恒定虚警率检测研究。研究结果对改善飞机检测性能和抗虚警能力以及提高战场生存率具有积极作用。     

基于SNF的一种检测和跟踪性能优化方法

对于一个监视系统,跟踪性能的优化要求检测系统和跟踪系统通过引入反馈进行联合设计,针对最大量测幅值邻域滤波器(SNF),提出了先验和后验检测跟踪优化准则,通过分析得出先验优化准则不可行这一结论,而利用后验优化准则同时对检测阈值和门值的联合优化,仿真结果表明,用后验优化准则进行检测和跟踪性能优化,不仅具有比恒虚警率更好的跟踪精度,而且其计算代价也大为降低.     

基于衰减记忆n次新息的目标机动检测和排飞点

提出了一种基于衰减记忆n次新息对目标进行机动检测和排飞点的算法.实际应用表明,该算法有效降低了目标机动检测的虚警概率和漏警概率,取得了较好效果.     

间歇采样转发假目标对CFAR检测影响分析

分析间歇采样转发形成的假目标干扰对雷达CFAR检测的影响和间歇采样转发假目标生成机理,给出间歇采样转发假目标产生方法。在此基础上,以雷达一次搜索周期内虚警、漏警造成的检测代价作为检测性能指标,分别分析单元平均恒虚警检测器、有序恒虚警检测器、剔除和平均恒虚警检测器在间歇采样转发假目标干扰下的检测代价。着重分析间歇采样转发干扰关键参数对检测代价的影响。仿真结果表明,间歇采样转发产生的多个假目标显著提高了雷达的检测代价,检测代价受转发占空比、转发功率的影响较大,而受转发频率影响较小。在三种恒虚警检测器的对比中,剔除和平均恒虚警检测器相对于另两种检测器的检测代价更大些。     

军用装备基于状态的维修策略研究

基于状态的维修(CBM)是设备(武器系统)预报初始故障的主动维修的一种形式[1],是本世纪初国内外维修领域研究的热点课题.研究目的是进一步推进基于状态的维修理论在军用装备领域的研究与应用.通过分析维修技术的变化和维修所面临的挑战,说明了CBM是一种更有效的维修方式.文章首先从技术的角度分析CBM可行性,采用流程图的方法对基于状态的维修工作过程(包括状态监控、故障诊断和预测、维修决策)进行了说明,最后探讨了基于状态的维修的发展趋势.研究证明,CBM具有很好的应用前景.     

基于TSMD-SVM-HMM的机内测试智能降虚警方法

机内测试虚警问题是影响系统完好性和使用保障费用的重要因素。针对环境因素导致的虚警问题,设计了时间环境应力测量装置,应用支持向量机的小样本学习优点,建立虚警与环境因素的关联关系,应用隐马尔可夫模型的连续动态信号处理能力,描述系统长期工作历程中虚警的发生规律,提出了基于时间环境应力测量装置-支持向量机-隐马尔可夫模型的机内测试智能降虚警方法。最后,在某型直升机航向姿态系统上进行了应用与验证,试验结果表明:该方法有效识别出了机内测试的虚警。