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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

一种使用可用度备件库存模型

阐述了以装备战备完好性为中心的备件库存控制的基本原理,并给出了以可用度为中心的备件库存数学模型.该模型可计算装备细目结构中的所有组件在各级维修机构中的库存水平,在满足一定费用约束条件下,使装备的使用可用度达到最大.     

任务驱动的装备保障能力建模与仿真评价

对装备保障能力评价的研究有很多,但这些研究大都是从保障系统方面对保障能力进行了评价,属于静态评价,这类研究对装备使用过程中的动态随机因素考虑不足,影响了对装备保障能力的全面考察.以任务为驱动的保障能力评价,运用离散事件建模方法和计算机建模与仿真技术建立舰炮保障能力综合仿真模型,用仿真出的使用可用度、战备完好率和备件平均...     

不确定需求下多级备件库存系统优化模型

针对现实中备件需求量的不确定性,论文首先用模糊随机变量描述不确定需求,并通过灰集以及期望值理论表示出备件期望短缺数,然后对多级备件库存系统在不确定需求环境下的优化问题作了研究,提出了不确定性可用度的区间估计,并利用边际分析法建立了备件库存优化模型,进而对其进行优化仿真,最后对系统可用度进行区间估计,得到了不确定需求下的最优费效比曲线。该方法能够为解决不确定需求下备件库存优化问题提供新的途径。     

随舰备件动态管理及备件数量计算模型

针对精确化保障的需要,提出了一种新的随舰备件动态管理策略.基于不同型号装备中相同型号的部件可以相互替换,开发了一个能综合考虑同型号部件具有不同寿命分布、任务要求的不同工作时间等特点的随舰备件数量计算模型.并以寿命服从正态分布的部件为算例进行了备件数量计算,验证了模型的可行性.     

数字化部队保障装备能力需求满足度评价模型

针对数字化部队保障装备不能较好的执行战时装备保障任务,依据部队作战和保障的特点和实际,运用IDEF 3方法形式化描述了作战和保障任务基本流程。为了提高指标体系的全面性和适用性,从满足装备执行作战和保障任务需求角度出发,按照"保障活动-保障能力-保障效果"逻辑关系逐步分析,在依据相关原则和进行重要度、稳定度判定的基础上,确立了数字化部队保障装备能力需求满足度评价指标体系。为提供指标权重的客观性和准确性,采用改进的群体层次分析法(IGAHP)对评价指标赋权。针对评价过程中的模糊性和随机性,运用云理论实现指标聚合和综合评价。最后,以某部队保障装备为对象进行示例评价,验证了模型的合理性和适用性。     

按保障度最大配置备件模型

考虑了备件资源有限,有多个需求单位的条件下,依据装备数量、零部件、元器件的故障率,单装用数、平均更换时间、各级维修机构领取备件的平均时间,建立了两级备件保障度的模型,并在备件总资源量一定的条件下,按保障度最大给出了两级备件配置的程序、方法和示例.模型举例说明了模型输出结果的特征和敏感性.模型应用可减少备件的积压,降低备件的短缺,提高备件的保障效果.