面向任务的装备保障建模方法研究

针对面向任务的装备保障建模方法及其相关问题进行了研究,建立了面向任务的装备保障需求模型的基本结构,并从装备、弹药、油料、维修备件、维修人员这五方面讨论了模型的具体流程和算法。使用本文构建的装备保障模型,根据任务装备损坏数量和保障需求的关联关系,在已知装备战损、修复率和分布情况的基础上,结合装备弹药基数等信息,可以计算获得相关装备的保障需求信息,最后通过一个作战任务想定案例说明该模型的合理性和可行性。     

三级装备保障体系下舰艇编队任务持续能力评估仿真模型

舰艇编队执行作战任务通常实施舰员级、中继级和基地级三级保障。对舰艇编队任务持续能力进行评估,可为科学规划各级装备保障资源提供决策依据。首先,在分析舰艇编队任务与装备保障体系运行机制的基础上,基于扩展的面向对象Petri网模型(generalized object-oriented Petri net, GOOPN)描述了舰艇编队任务持续能力评估顶层对象子网、舰艇编队任务对象子网、舰艇单元装备系统对象子网和装备保障体系对象子网;然后,建立了三级装备保障体系下舰艇编队任务持续能力评估仿真模型;最后,通过仿真实例分析说明了该模型的有效性。     

装备作战单元任务可信度评估方法

首先简要分析了任务可信度的影响因素,并对最小任务单元的任务进行了分类;然后借助马尔可夫过程建立了k／N系统的任务可信度模型,该模型考虑了维修保障和备件补给对任务可信性的影响,在此基础之上分别建立了单台装备、最小任务单元、装备作战单元任务可信度的模型;最后通过实例分析和计算,结果表明该装备作战单元任务可信度评估方法有效可行。     

地空导弹维修保障能力评估与备件优化模型

地空导弹武器系统维修保障能力评估与备件优化是制定维修保障方案的重要内容,能够对平时和战时防空作战任务的维修保障产生重大影响.运用更新过程理论,给出了部件寿命服从指数分布和威布尔分布情况下,单部件和多个同种部件的备件满足率模型.在备件满足率模型的基础上,结合地空导弹装备和部件任务结构关系,得到了系统任务成功概率评估模型.在满足任务成功概率与备件费用约束条件下,建立了系统备件携行量优化模型,用边际分析法进行了求解.通过实例验证,得到了满意的结果.该模型已经应用于某地空导弹使用阶段综合保障信息系统.     

防空作战战场抢修保障资源配置地域选择模型

战场抢修保障资源配置是保证完成防空作战任务的一项重要工作。根据防空作战和战场抢修的特点和要求,确定了战场抢修等待的允许时间,并作为选择战场抢修保障资源配置地域的主要依据,建立了战场维修保障资源配置规划模型。该模型简便易算,适合防空作战特点和需要。     

区域联合作战装备保障任务分配模型

现代信息化战争是体系与体系的对抗,区域作战联合装备保障成为信息化条件下装备保障的主要方式,实施科学正确的装备保障指挥,进行保障任务分配对于提高保障效益具有非常重要的意义。通过区域作战装备保障任务的特点,依据区域保障要求建立了包括转场时间在内和不同作战方向上作战单元的重要程度不同的装备保障任务分配模型,保证了重要方向上最晚完成保障任务的作战单元保障时间最短和非重要方向上最晚完成保障任务的作战单元保障时间最短。最后,应用遗传算法给出了区域联合作战装备保障任务分配模型的求解方法和步骤,具有一定的科学性和实用性。     

装甲装备保障测试设备的优化配置模型

针对装甲装备保障测试设备的优化配置问题分析了相关研究现状,结合基层级装甲装备维修保障任务类型、方式与特点,以装备平均维修时间最短为目标,提出了基层级测试设备优化配置模型;根据中继级维修保障任务与配属设备的特点,建立了区域性设备能力最大覆盖模型和区域性设备建设时序规划模型,给出了模型求解方法,仿真验证了模型的可行性。     

混合遗传算法的战时舰艇伴随保障人员优化配置

遂行一次作战任务的伴随保障人员总数往往是有限的,针对各舰艇进行人员科学配置,对于缩短战时累计修复时间、提升维修效率意义重大。建立了战时舰艇伴随保障人员优化配置模型,分析了与之相关的因素和限制条件,运用混合遗传算法求解人员配置方案,实现战时舰艇编队累计修复时间之和的最小化,通过数值仿真实验验证了模型及算法的可行性、客观性和高效性,有效缩短了总修复时间。     

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。     

基于作战能力的装备保障方法

分析了传统的武器装备保障方法对战时保障的不足,提出了基于作战能力的装备保障方法,阐明了该方法的主要思想.研究了通过建立任务-作战能力-装备及其功能结构之间的关联关系,识别装备保障需求的方法,并讨论了基于作战能力的装备保障中使用保障方案评价、维修保障方案评价、装备使用调配等重要问题.该方法的研究为一体化联合作战模式下装备保障研究工作建立了总的理论框架.     

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.     

空中突击部队装备体系作战任务建模方法研究

空中突击部队是由多装备系统组成的装备体系,在执行任务过程中体现多阶段多任务的特点。基于DoDAF体系框架,结合美军空中突击部队装备体系作战任务展开研究。首先,通过作战任务的形式化描述,建立了装备体系作战任务的四元组描述模型;其次,在DoDAF体系框架下,提出建立空中突击部队装备体系作战任务的静态模型和动态模型;最后通过仿真方法对动态模型进行验证,证明了该模型的可信性。     

聚焦与回顾特种作战舰艇

海军特种作战主要是指在沿海和内陆水域执行特种任务或实施军事打击的作战。“9·11”事件之后,特种作战又被赋予了新的反恐内容,而且越来越受到世界各国的重视,特种部队装备的特种作战舰艇也因此受到关注。由于现代特种作战的任务繁多,因此各国特种部队装备的舰艇十分广泛,小到橡皮艇大到登陆艇,特种部队可以根据不同的海况与作战任务灵活选择。聚焦与回顾特种作战舰艇的发展与演变,具有不容忽视的现实意义。     

战时空军装备调配保障优化模型

战时空军装备调配保障质量的优劣,直接影响和制约作战的进程与结局。立足于作战,考虑在保证作战任务顺利完成的情况下,所需调配的装备数量。从任务变化、装备作战单元组合以及部署方案三个方面,建立空军装备调配保障优化模型。这些模型可以为制定战时调配保障的装备补充计划、筹措计划以及储备计划等提供定量分析的思路。     

多个并行并联的作战单元备件优化配置建模

资源优化配置是作战单元维修保障的关键因素.对作战单元部件备件满足率进行研究的基础上,针对任务时序逻辑关系为完全并行并联关系的情况,建立了多个作战单元任务的任务成功概率模型.在满足任务成功概率约束条件下,给出了多个作战单元备件携行量优化模型,并运用边际分析法进行了求解,通过算例证明了模型的正确性.     

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。     

分布式装备保障体系任务分配模型

针对信息化条件下装备保障体系分布式保障指挥与控制形式的特点、保障单元自主智能等特性及面向作战任务的装备保障任务分配要求,构建了基于多Agent的分布式装备保障体系任务分配框架,提出了以任务成功率为中心的分布式装备保障任务分配模型。根据分布式保障任务分配的市场机制特性和模型求解的特点,设计了分布式拍卖求解算法,通过保障单元个体目标的最大化来获得装备保障体系任务分配的理想收益。最后,通过案例仿真验证了模型与算法的合理性与有效性。     

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。