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。     

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，制约装备使用效果。针对备件需求随任务阶段动态变化的装备保障方案评估和优化问题，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，建立了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，分析了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定合理的保障方案提供决策支持。     

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。     

装备可修复备件三级库存优化配置模型研究

分析了备件库存优化研究现状,描述了可修复备件三级库存供应保障流程,以系统可用度和费用为约束,构建了备件三级库存优化配置模型,运用边际分析方法进行模型求解,得出可修复备件三级库存优化方案.以某型装备为例,对其维修备件库存方案进行优化,求得同时满足可用度和费用最优的库存方案,并分析了中继级修理时间和基层级修复概率对系统可用度的影响,可为装备维修保障工作提供决策.     

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。     

基于决策满意度的装备备件配置仿真优化方法

作为装备维修保障体系的重要组成部分,备件的合理配置是装备保障的核心,直接影响装备的使用可用度.而如何在保证装备的使用可用度情况下使备件的保障费用尽可能地减少,是决策者最关心的问题.提出一种基于决策满意度的装备备件配置仿真优化方法,通过蒙特卡罗仿真建立装备使用可用度模型,并在二级维修保障模型进行仿真的基础上,利用模糊多目标优化对备件的使用可用度和备件保障费用这两个指标进行综合评判,最后得到符合决策满意度的备件配置方案.     

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。     

基于两级库存的装备备件配置优化模型

备件库存配置优化是提高装备战备完好性、降低装备寿命周期费用的重要途径。分析了基地级仓储中心、基层级仓库两级装备现场可更换单元(Line-Replacement Unit,LRU)库存系统,提出了备件初始配置方案下库存缺货模型,建立了基于备件隶属关系的两级库存系统配置优化模型。该模型以装备可用度和库存费用为优化目标,通过优化备件库存配置结构,形成合理的备件库存配置方案,从而降低备件配置费用,避免资源浪费。     

舰船编队装备时变可用度评估模型及备件携行方案优化

针对舰船编队任务期内备件需求动态变化的现实情况,考虑已发生故障的系统修复前不产生新备件需求的实际情况,建立了需求非平稳条件下的编队装备时变可用度评估模型。以备件购置费用为优化目标,系统可用度为约束条件,提出了基于系统时变可用度的备件优化模型。以任务期内的最低可用度为观测目标,运用边际优化算法给出了模型的求解方法以及相应方案下的可用度评估曲线。算例分析表明:该模型能够为装备保障人员备件携行方案的制定提供决策支持。     

相控阵天线阵面两级备件优化配置模型

针对相控阵天线阵面备件配置存在的冗余性强、批量送修、多级维修等现实问题,综合考虑备件费用、维修能力以及库存策略之间的关系,建立了基于定期补给的两级备件优化配置模型。给出了系统的故障件维修周转过程和维修备件的定期补给过程,在分析备件、库存、维修能力之间关系的基础上,结合成批到达的排队理论,建立了系统的供应可用度模型。以备件配置费用最小为目标、以系统供应可用度为约束条件,建立了系统的备件优化配置模型,并通过边际效益分析法对模型进行了求解。通过算例仿真与分析对模型进行了验证。结果表明:构建的备件配置能够较好地解决相控阵天线阵面的备件配置问题,具有一定的优越性。     

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。     

基于贮存-使用可用度的舰船备件保障模型

针对舰船上露天贮存时间长、使用时间短的一类电子装备备件配置数量仅根据装备工作时间确定的不合理情况,将装备贮存时间转化为使用时间来求取装备贮存可用度的概率,并在扩展METRIC理的基础上建立了装备贮存-使用任务可用度模型。采用边际算法对装备随舰初始备件配置数量进行了优化,并对相同任务可用度下不考虑贮存时间和考虑贮存时间得到的备件方案进行了比较和评估。案例结果表明:不考虑装备贮存失效影响下优化得到的备件方案,其实际任务可用度比预期任务可用度小许多。     

基于EML模型的备件库存优化方法

针对当备件重要度不同时METRIC模型无法再使用边际效应法及在有限的保障经费和仓库空间约束条件下的备件库存问题,建立了评价备件重要度的12个指标,并给出了备件重要度的求解步骤;以装备可用度模型为基础,结合备件重要度,改进了边际效应法;以仓库空间、装备可用度为约束条件,以保障费用为目标函数,给出了以改进的边际效应法求出备件库存配置方案的步骤;案例研究表明:采用EML模型可以在最大化利用约束条件、满足目标要求、重点照顾重要度高的备件,同时对重要度一般的备件也能兼顾。     

装备k/N系统保障备件配置优化模型

备件是装备保障中重要的保障资源之一,是保证装备系统良好战备状态和恢复战斗力的重要因素。针对预防性维修中k/N系统备件配置模型不合理导致保障效益低下的问题,提出一种新的备件配置优化模型。模型考虑不同的故障类型对备件配置的影响,以配置备件数目最小为目标函数,以新构建的使用可用度模型和保障费用模型为约束条件,利用惯性权重递减的改进粒子群算法来提高模型求解效率。最后给出一个算例,结果表明模型能够合理的进行备件配置,给出最优备件配置方案,获取最佳的经济效益,提高装备系统保障效能。     

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。     

基于装备完好率的两级可修复备件库存优化模型

在传统的备件库存优化模型当中,库存优化目标大多是备件短缺数或者等待备件时间,但是作战指挥人员关注的是制定装备使用计划的重要依据装备完好率。为解决上述问题,以多隶属关系下两级备件保障模式为研究对象,构建备件两级闭环供应链系统结构与备件运转流程,提出装备完好率模型,依据单位价格备件对装备完好率的贡献度得出两级备件最优组配方案。结合算例验证了方法的可行性和有效性。     

基于METRIC理论的防空武器系统备件配置优化

利用C+ +Builder 6.0编程软件,编制了专门的计算备件期望短缺量的软件和查询表格,使得METRIC模型的实际运用更加方便;结合我军防空武器系统维修保障体制的现状,利用METRIC模型构建了备件配置优化模型;以备件订购费用为约束条件,装备可用度最大为目标对备件配置策略进行了优化研究;算例分析表明,结果比较合理,...     

基于任务可用度的不完全可修系统任务成功性评估模型

针对装备结构复杂、系统对备件修复能力有限、系统子任务层次多、复杂任务系统成功性建模难的问题,首先对任务系统下的各层级任务进行定义,根据各层级任务间的逻辑关系,以任务可用度为保障指标,基于METRIC理论建立了不完全修复系统任务成功性模型;然后,分析了优化后的备件方案下系统任务可用度在不同阶段任务的变化,其走势与实际情况基本相符;最后,通过离散事件建模与蒙特卡洛仿真相结合的方法对模型进行了验证,仿真结果与解析结果基本一致。     

装甲装备使用可用度与维修保障费用的优化模型

维修保障费用是影响装甲装备使用可用度的重要因素之一。要在有限的保障经费下实现高可用度要求,就必须建立装甲装备的使用可用度与维修保障费用的优化模型。根据装甲装备实际维修特点,在分析装甲装备预防性维修过程中故障类型多样的基础上,构建了装甲装备在给定维修周期内的使用可用度模型和维修保障费用模型,进而建立了使用可用度与维修保障费用的优化模型,提出了模型的解法和模型的改进建议。     

鱼雷装备备件隶属关系的两级库存系统配置优化研究

备件库存系统配置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,但在装备组成结构中,由于部件之间存在一定的隶属关系,并不是所有的项目都能够进行串件。针对现有两级库存系统备件配置优化研究的不完善之处,根据装备结构层次特点,通过分析鱼雷装备LRU和SRU备件两级库存系统,提出了备件初始配置方案下的备件库存缺货数模型,并在此基础上建立了基于备件隶属关系的两级库存系统配置优化模型。该模型以鱼雷装备使用度和库存费用为优化目标,通过优化备件库存配置结构,生成较好的备件库存配置方案,从而节约备件配置费用,避免造成资源浪费。