基于蒙特卡洛仿真的医疗设备研发成本预测方法研究

目的:为提升医疗设备研发成本预测结果的准确性,提出一种基于蒙特卡洛仿真的医疗设备研发成本预测方法。方法:以某产后康复仪为例,先将研发过程分解为若干步骤并准确统计各步骤的相关成本经济信息;再利用三点估算法对各步骤的基本数据进行初步计算得到随机变量,使用Crystal Ball软件进行蒙特卡洛仿真,将这些变量值生成大量的随机样本并反复运行10万次;最后通过Crystal Ball软件集中统计分析得出最终项目总成本的概率分布。结果:通过该方法可以概率分布的方式得出预测值并给出预测结果的置信区间和统计参数,可实现90%~95%概率下的总成本预测,预测值与预算成本无明显差异,预测精度较高。结论:该方法具有一定的可信度和精度,能在项目执行过程中预测完工总成本值,预测结果满足研发成本随机性和不确定性的特征要求。

城市景区生态风险的蒙特卡洛仿真研究

为了提升城市景区生态风险评估准确性,提出城市景区生态风险的蒙塔卡洛仿真方法。采用加权多尺度Retinex算法对城市景区遥感图像展开增强处理,获得增强后的城市景区遥感图像。从风险效应、风险受体和风险源三个角度出发,选取城市生态风险评估指标,引入熵值法获取指标对应的权重。通过极差标准化法归一化处理风险指标数据,建立蒙特卡洛仿真模型,并在模型中引入三角分布函数改进权重值域不合理的问题,利用蒙特卡洛模拟模型结合城市景区数据对城市景区的生态风险展开评估。仿真结果表明,所提方法采集的图像清晰度高,风险评估精度高,可准确划分景区的高风险区域和低风险区域。

基于蒙特卡洛仿真的复杂电子设备备件优化方法研究

针对复杂电子设备维保费用高昂、备件储存数量难以平衡等问题,考虑广义随机Petri网(GSPN)对复杂电子设备动态变化过程进行表征和分析方面的优势,研究基于蒙特卡洛仿真的备件优化方法 ,最后通过某型空调设备的案例研究,验证了该方法的可行性。

大电网可靠性蒙特卡洛仿真的概率不确定性分析

系统状态随机抽样是大电网可靠性蒙特卡洛仿真的重要基础环节,抽取的样本容量与仿真结果的精度和仿真耗时密切相关,因此在给定仿真精度时实现样本容量的概率预估和在给定样本容量时实现计算精度的概率预测,是实现计算精度和计算成本综合权衡的关键。基于中心极限定理深入研究随机变量的样本均值与期望值之间误差的概率预测方法,在此基础上分析失负荷概率(loss of load probability,LOLP)指标的方差系数和样本容量之间的关系表达式,导出方差系数给定时的样本容量置信区间公式及样本容量给定时的方差系数置信区间公式。这些公式的导出,对于实现仿真精度和样本容量之间的定量概率分析具有重要意义,通过对RBTS和RTS96可靠性测试系统的评估分析验证所提方法的有效性和正确性,并得出相关结论。

蒙特卡洛仿真法在尺寸及公差设计中的应用

通过对机械工程设计中所采用的几种尺寸及公差设计方法的对比分析,提出了应用蒙特卡洛仿真法进行尺寸及公差设计的新方法。探讨了采用该方法进行计算机模拟,解决三维尺寸及公差设计问题的实现方法。在尺寸及公差设计中,该方法简单、易行,而且可以获得高的计算精度。以机械零部件为例,详细说明了应用该方法进行三维尺寸及公差分析的过程,从而证明了该方法的有效性和实用性。

大电网可靠性的序贯和非序贯蒙特卡洛仿真的收敛性分析及比较

深入研究了大电网可靠性评估的序贯和非序贯蒙特卡洛仿真方法的收敛特性,分析了两种方法的计算精度(方差系数)和样本容量(仿真总年数或状态抽样总数)的概率不确定性关系,基于同分布的中心极限定理推导了计算精度和样本容量的置信区间公式,得出结论:①序贯蒙特卡洛仿真的收敛性取决于可靠性指标的标准方差与其期望值的比值,该比值越小,则收敛越快;②非序贯蒙特卡洛仿真的收敛性取决于失负荷概率(LOLP)期望值的大小,该值越大,则收敛越快。通过对RBTS、IEEE-RTS 79和IEEE-RTS 96可靠性测试系统的评估分析验证了本文结论的正确性。

基于蒙特卡洛仿真和并行粒子群优化算法的携行备件优化

为提高携行备件方案优化模型的准确性和求解的精确度,以遂行远海训练任务的舰艇编队为研究背景,针对优化模型的建立和求解提出了一系列改进措施。在传统优化模型的基础上,分析了虚警和串件拼修对备件的影响,建立了基于携行能力、备件成本、装备可用度、同型号装备群完好率等多约束条件的携行备件优化模型;利用粒子群优化(PSO)算法确定备件的优化配置,利用蒙特卡洛仿真法计算配置方案的保障效能;引入云格计算技术实现PSO算法的并行求解,从硬件性能上提高算法的全局寻优能力;将普通粒子转化为量子粒子实现解的多样化,减小了算法陷入局部最优的危险。案例分析证实了改进措施的可行性和有效性。

工程网络计划蒙特卡洛仿真研究

运用网络计划蒙特卡洛仿真(Monte Carlo Simulation,MCS),获取工程工期的统计分布,从而计算特定计划工期的项目完工概率或完工风险,或是在指定完工概率或风险水平下制定合理的计划工期;计算工序关键概率(ActivityCriticality Probabilutt,ACP)及工序关键指标(Activity Cruciality Index,ACI),掌握关键线路、关键工序分布情况,甄别高风险工序。此外,用Visual C^(++)开发了一个网络计划仿真软件,并将其应用于一个工程实例分析。

基于蒙特卡洛仿真的液压系统动态可靠性

由于传统可靠性分析方法侧重于系统静态结构的描述,难以反映系统的动态运行过程,所以采用蒙特卡洛仿真方法研究液压系统的动态可靠性特征,重点计算液压元件故障服从不同分布、元件维修后故障率服从不同分布条件下液压系统可靠性指标的变化.仿真结果表明:修复如新时,不同分布对系统动态可靠性指标影响较小;修复如旧时,不同分布对系统动态可靠性指标影响较大.以可靠性仿真数据为基础,给出液压系统预防性维修策略.

基于遗传算法和蒙特卡洛仿真的设备维修策略优化

以部件寿命服从非指数分布、维修属于非马尔可夫过程复杂设备为对象,以系统可用度及广义维护成本为优化目标,以预防性维修周期为优化变量,基于蒙特卡洛仿真和遗传算法研究预防性维修策略的优化问题.建立了设备维修过程的优化模型,将遗传算法中的个体进化搜索用于维修策略优化,提出基于路集的系统状态分析以及采用部件故障屏蔽法解决维修过程仿真中部件过度故障问题,并通过建立个体仿真历史纪录和优先删除适应度低的个体纪录等方法以提高仿真效率及优化效果.最后以液压-机械复合传动系统为例,验证方法的有效性.

蒙特卡洛仿真在工程项目进度管理中的应用

对于工序时间具有随机性的复杂工程项目,在Excel中运用蒙特卡洛仿真获得项目的完成时间分布并找出关键工序。在一新产品研制项目的仿真模型中,运用Excel中的"公式"表示项目完成时间的算法,用蒙特卡洛法处理工序时间的不确定性。仿真运行后,获得了项目完成时间的频数图和相关统计量,通过灵敏度分析确定各工序对项目完成时间变动的影响程度。

基于马尔科夫链蒙特卡洛仿真的智能电能表软件可靠性仿真研究

保障智能电能表软件可靠性有利于降低设备故障率,提升电力营销部门服务质量。基于灰盒测试的软件测试技术能够在保护软件源代码安全性基础上进行深度测试。依托智能电能表软件测试平台,按事件触发概率构造若干马尔科夫状态,对智能电能表进行蒙特卡洛仿真分析,使用两款单相电能表进行软件可靠性评价研究。测试模型能够充分挖掘电能表软件成熟度和健壮性,形成对比数据和结论。

基于蒙特卡洛仿真和遗传算法的车辆装备保障运输网络优化

车辆装备保障运输网络优化是影响非战争军事行动任务效果的关键环节。传统方法描述随机且不连续装备保障需求的能力弱,应用于非战争军事行动车辆装备保障运输网络优化方面,会导致结果不稳定。为解决这些问题,提出了基于蒙特卡洛仿真和遗传算法的车辆装备运输网络优化模型。结合非战争军事行动特点,利用边界条件设定,保障资源调度优化函数及保障资源约束条件设置,构建了车辆装备保障运输网络优化模型;采用遗传算法,在路网和运输路径两个层次对车辆装备保障运输网络进行寻优,进一步提高了运算结果的稳定性。通过残差分析验证了该模型的有效性。

工程网络计划蒙特卡洛仿真及进度风险分析

运用网络计划蒙特卡洛仿真 (MCS) ,从宏观的项目层和微观的工序层分别进行进度风险分析。在项目层 ,仿真计算获取总工期的统计分布 ,据此计算某一计划工期的项目完工概率或完工风险 ,或是给定完工概率或风险水平制定合理的计划工期 ;在工序层 ,通过计算工序关键概率 (ACP)和关键指标 (ACI) ,掌握关键线路、关键工序分布情况 ,甄别高风险工序。此外 ,用VisualC + +开发了一个网络计划MCS软件 ,并应用于一个工程实例分析。

蒙特卡洛仿真的水下激光通信信道特性

针对海洋激光通信信道复杂多变的问题,利用理论分析和蒙特卡洛模拟方法详细研究了水下光通信链路的信道特性。采用波长为532 nm的蓝绿激光,分析了典型海水中的信道脉冲响应,研究了接收光强与海水类型、衰减长度、发散角、波束宽度、接收视角及孔径等重要参数的关系,并通过蒙特卡洛仿真实验进行验证。理论分析与仿真结果表明:清澈海域中,传输距离<40 m时,可认为无码间干扰信道,接收端不需要复杂的信号处理算法;但在海港浑浊海域,时延扩展随着接收视角和发散角的增大而增大,从而降低信道的传输效率。当衰减长度小于等于漫射长度时,接收光强随接收孔径的增大而减小;但当衰减长度大于漫射长度时,接收光强随着接收视角的增大呈现先增后恒的趋势。因此,研究结果将对建立准确的水下无线光通信信道模型具有重要的参考价值。

基于蒙特卡洛仿真的项目完工成本概率预测

在项目完工成本概率预测问题的研究中,传统挣值分析法中对项目完工成本的预测没有考虑到项目成本的不确定性,预测结果均为单一值。为解决上述问题,根据挣值分析法原理和项目各活动成本分布的特征,结合项目实施过程中的活动成本与进度绩效信息,给出活动完工成本的三点估计,即最乐观值、最可能值和最悲观值,并提出基于蒙特卡洛仿真的项目完工成本概率预测方法。上述方法综合考虑了项目成本的不确性,给出了预测结果的区间范围和概率分布。案例分析表明改进方法的预测结果符合项目成本的随机性特征,且预测精确度较高。

基于蒙特卡洛仿真的小麦仓储环节菌落总数风险评估方法

小麦是重要的粮食作物,对其食品安全问题的研究具有十分重要的意义。在小麦供应链中,小麦仓储环节是生物性危害物产生的高风险环节,应对其危害物的风险水平进行有效监控和预警。风险评估技术正被大力推动并用于评估因接触食物中的生物、化学或物理危害物而对健康生活造成的潜在危害和相关风险。考虑到已有定性和定量风险评估方法的优缺点以及缺少直观明确的风险度量指标等问题,本实验以小麦仓储环节中菌落总数为评估对象,研究一种针对生物性危害物的风险评估方法。首先,建立可以适应不同生长环境的菌落动态生长模型;在此基础上,基于蒙特卡洛仿真对小麦仓储环节中菌落总数概率分布进行定量预测;最后,提出风险度量指标“危害度”,并基于该指标对小麦仓储环节中菌落总数风险进行定量评价。该风险评估方法可以为风险管理和决策部门提供实时、直观的风险评估结果,给风险防控提供理论支持。

大电力系统可靠性评估的蒙特卡洛仿真及概率密度估计

详细阐述了用于大电力系统可靠性指标预测的两种不同蒙特卡洛仿真方法,即序贯蒙特卡洛仿真(状态持续时间抽样)和非序贯蒙特卡洛仿真(状态抽样)的基本原理,对这两种方法的收敛特性及其计算精度和样本容量的概率不确定性关系进行了深入研究。此外,基于核密度估计技术,实现了可靠性指标的概率密度估计,探索了从可靠性指标内在分布规律和结构特征出发深刻揭示电网风险特性的新思路。基于RBTS、IEEE-RTS79和IEEE-RTS96可靠性测试系统的计算分析表明了所提方法的有效性。

基于视觉的UCAV自主着陆蒙特卡洛仿真研究

介绍了不确定性分析方法的应用以及不确定性的数学模型。回顾了蒙特卡洛仿真在飞控系统的鲁棒分析、鲁棒控制律设计以及灵敏度分析等方面的研究成果。设计并实现了基于MATLAB分布计算引擎(MATLAB Distributed Computing Engine)的分布式蒙特卡洛仿真方案,开发了可以创建分布式仿真任务的蒙特卡洛仿真工具MCST(Monte Carlo Simulation Tool),可以方便地对于Simulink模型进行蒙特卡洛仿真。并且使用该工具进行基于视觉的UCAV自主着陆仿真研究。

基于蒙特卡洛仿真的动态故障树分析

针对基于马尔可夫链的动态故障树分析方法的局限性,把蒙特卡洛方法用于动态故障树分析。研究了动态故障树分析的蒙特卡洛仿真法并给出了仿真的具体步骤,然后利用实例对给定的动态故障树进行了蒙特卡洛仿真,并把仿真结果与精确解进行了比较。结果表明,把蒙特卡洛法用于动态故障树分析是有效的。