一种基于QFD的结构化装备作战需求论证方法

通过对装备作战需求分析,提出一种系统化、结构化的装备作战需求论证方法,为作战需求分析提供方法支持。该方法不仅可规范需求分析过程,增强需求分析过程的合理性、全面性和可操作性,而且对提高需求分析的理论水平,提高武器装备的论证质量,具有一定的意义。     

脉冲等离子体推力器工作过程一维磁流体动力学数值模拟

通过耦合脉冲等离子体推力器(PPT)工作过程中电场、磁场、流场之间的相互作用,描述了电容器放电、推进剂烧蚀、等离子体加速流动等过程,建立了基于磁流体动力学(MHD)的一维非定常数学模型,对PPT的工作过程进行数值模拟。对数值模拟结果作了相应分析,并将部分模拟结果与实验数据进行了比较。结果表明,模型正确反映了推力器放电过程、推进剂烧蚀质量与表面温度的变化趋势。     

面向工序能力的制造装备重构

为提高制造系统的快速响应能力,分析了面向可重构的制造机床模块化设计方法,提出了面向工序能力的制造机床重构的总体思路,重点从能力相似度计算、相关性分析、缺少能力参数的模块重构、冗余能力参数模块重构、能力比较、模块替换、能力验证等方面研究了基于模块的机床重构算法。通过加工中心的配置与重构对算法进行了验证,结果表明,该算法是可行和有效的。     

考虑非线性退化与随机失效阈值的剩余寿命预测

针对广泛存在的非线性退化设备,现有方法尚未考虑随机失效阈值对剩余寿命预测结果的影响。因此,通过对设备性能退化过程进行分析,提出了一种综合考虑非线性退化与随机失效阈值的剩余寿命预测方法。基于Wiener过程构建了考虑个体差异与测量误差的非线性退化模型;基于卡尔曼滤波算法建立状态空间模型以实现对退化状态的在线更新;基于极大似然法估计失效阈值分布系数估计方法,得到随机失效阈值的概率分布;基于随机失效阈值推导出剩余寿命的概率分布,实现对剩余寿命的在线预测。算例研究表明,所提方法可以有效地提升剩余寿命预测的准确性,具备一定工程应用价值。     

基于预报误差分布拟合的卫星历史机动检测方法

轨道机动会引起在轨卫星的轨道异常,是空间态势感知的重点关注对象之一。为此,提出一种从卫星的两行轨道要素编目数据中检测历史机动的方法。通过分析预报误差检测轨道参数的异常编目值,进而获得相应的历史机动信息。对卫星的两行轨道要素编目数据两两预报求差得到预报误差的样本数据后,利用期望最大化算法可以拟合得到以高斯混合模型表达的预报误差的概率分布模型;以此为基础,可以确定利用预报误差检测轨道参数异常编目值的门限;利用轨道机动与异常编目值之间的对应关系,最终实现机动检测。对典型活动卫星的机动检测结果表明,所提方法能够在准确检出历史机动事件的同时保持较低的误检率。     

Optimal production ramp-up in the smartphone manufacturing industry

Motivated by challenges in the smartphone manufacturing industry, we develop a dynamic production ramp-up model that can be applied to economically satisfy nonstationary demand for short-life-cycle products by high-tech companies. Due to shorter life cycles and more rapid evolution of smartphones, production ramp-up has been increasingly critical to the success of a new smartphone. In the production ramp-up, the key challenge is to match the increasing capacity to nonstationary demand. The high-tech smartphone manufacturers are urged to jointly consider the effect of increasing capacity and decreasing demand. We study the production planning problem using a high-dimensional Markov decision process (MDP) model to characterize the production ramp-up. To address the curse of dimensionality, we refine Monte Carlo tree search (MCTS) algorithm and theoretically analyze its convergence and computational complexity. In a real case study, we find that the MDP model achieves revenue improvement by stopping producing the existing product earlier than the benchmark policy. In synthetic instances, we validate that the proposed MCTS algorithm saves computation time without loss of solution quality compared with traditional value iteration algorithm. As part of the Lenovo production solution, our MDP model enables high-tech smartphone manufacturers to better plan the production ramp-up.     

Revenue maximization in two-station tandem queueing systems

We study optimal pricing for tandem queueing systems with finite buffers. The service provider dynamically quotes prices to incoming price sensitive customers to maximize the long-run average revenue. We present a Markov decision process model for the optimization problem. For systems with two stations, general-sized buffers, and two or more prices, we describe the structure of the optimal dynamic pricing policy and develop tailored policy iteration algorithms to find an optimal pricing policy. For systems with two stations but no intermediate buffer, we characterize conditions under which quoting either a high or a low price to all customers is optimal and provide an easy-to-implement algorithm to solve the problem. Numerical experiments are conducted to compare the developed algorithms with the regular policy iteration algorithm. The work also discusses possible extensions of the obtained results to both three-station systems and two-station systems with price and congestion sensitive customers using numerical analysis.     

电磁发射系统改进FAHP-神经网络健康评估方法

准确定量评估电磁发射系统发射前的健康状态意义重大。针对模糊层次分析方法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process, FAHP)在评估电磁发射系统串行结构同级元素健康值时存在较大偏差,且无法适用系统非线性变权重需求的缺陷,提出改进FAHP-神经网络方法。通过在计算同级元素健康指数时构造能够满足串行结构健康评估的非线性函数进行计算,并在数学上证明该方法的有效性;通过引入神经网络系统,在已有的系统先验信息和测量数据的基础上训练模型解决系统健康评估非线性变权重需求。基于电磁发射系统脉冲成形网络系统建立健康评估模型,开展评估试验。结果表明,提出的方法健康评估精度较高,在各种系统健康状态下,评估结果均符合系统实际的健康状况;对比传统的FAHP,提出的改进方法评估精度大幅提升,且在评估试验中没有出现故障误报和漏报的情况,从而验证了提出方法的可行性和工程实用价值。     

核反应堆非能动系统物理过程敏感参数识别的迭代法

核反应堆非能动系统参数敏感性分析是系统可靠性不确定性分析的重要组成部分。相关系数在刻画系统物理过程的成功准则参数敏感性方面存在缺陷,针对此问题提出迭代法,其综合了输入参数与成功准则的相关系数、偏相关系数以及输入参数之间的相关系数三方面信息,通过实例验证方法的正确性和实用性。迭代法适合分析参数对成功准则的偏相关性,能识别出更为精确的敏感参数,为进一步提高非能动系统物理过程的可靠性提供参考依据。     

地磁匹配算法研究框架和组合匹配策略

以空中无人平台为背景,研究了地磁辅助惯性导航系统。分析了地磁匹配的特点,给出了一维匹配的概念。从特征空间、相似性度量、搜索空间、搜索策略等四个方面对一维匹配进行了分析,建立了一个地磁匹配方法研究的框架。通过简化惯导解算过程,将一维地磁匹配归结为一个带补偿过程的仿射变换,并提出了一种基于等值线约束的组合匹配算法。该算法兼顾了匹配的全局搜索能力和局部定位能力,能在飞行过程中在线进行。在仿真和车载实验中,对算法的匹配精度、速度、适应性进行了分析和验证,检验了算法的有效性和可行性。