任意寿命分布单元表决系统备件需求量的解析算法

表决结构广泛存在于装备的可靠性设计中。针对表决系统备件需求计算困难、不准确的问题,提出了一种基于寿命分布等效的表决系统备件需求量计算方法。首先通过R-等效方法将系统中的非指数单元转化为指数单元;而后将多指数单元表决系统等效为伽马系统并给出等效伽马系统参数的经验计算公式;在此基础上以可用度为保障约束指标,利用伽马分布的可加性得到备件计算结果;最后在实际算例中,通过与仿真结果的比较表明,此解析算法对于指数单元具有较高精度,对于非指数单元,在可用度较高的情况下亦能满足精度要求。

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。

HMM-SVM混合模型在模拟电路故障诊断中的应用

针对单一的隐马尔科夫模型(HMM)或支持向量机(SVM)在模拟电路早期的软故障中识别率不高的特点,将HMM-SVM混合模型应用到模拟电路早期的软故障识别中。首先通过主成分分析(PCA)将原始数据样本降维实现初步划分;接着利用HMM计算测试样本与各故障状态的匹配程度形成特征向量;最后由SVM做故障状态判别。实验结果表明,HMM-SVM混合模型的早期故障识别率优于单一的HMM或SVM模型,将平均故障识别率提高到95%以上。

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。

面向两级可修复备件库存系统的动态管理模型

在企业管理中,当使用现场备件需求率发生变化时,传统可修件库存策略往往造成备件资源配置不合理。为解决该问题,针对两级可修复备件库存系统,放宽备件分配与送修动态管理模型(Distribution and Repair in Variable Environments,DRIVE)中"完全串件系统"假设,建立了基于计划期末设备"停机数不大于允许值概率"及"期望可用度"指标的库存分配模型,并将横向库存调整和库存预分配作为预防库存滞留的资产均衡手段。为描述系统瞬时行为、评估不同库存策略,建立了便于扩展的双线程Monte Carlo仿真模型。在使用现场需求动态变化的条件下,对所建库存模型与传统模型进行了仿真实验。结果分析表明,保障效能相比传统模型有了明显提高,从而验证了模型的有效性。

任务期内多层级不完全修复件的可用度评估

保障效能评估是合理制定备件方案的基础。针对任务期内有限维修能力下的单级保障效能评估问题,提出一种多层级不完全修复件的可用度近似评估方法。首先通过忽略维修时间,将系统中的不完全修复件近似等效为消耗件;然后通过模拟维修换件过程,把所有非顶层备件配置数量全部折算为顶层部件备件数量;针对顶层部件利用伽马分布的可加性,最终得到备件方案下的可用度计算模型;通过实例与仿真表明,所提近似方法能在维修时间较短或备件较充足的情况下,对可用度实现较高精度的评估,基本满足任务期内的高保障度要求。

高速PCB板的信号完整性研究

为了优化高速PCB制板,保证信号的完整性,从延迟、反射、串扰3个方面入手:针对延迟问题分析了数据接收与发送的时序模型并探究了延迟使系统时序产生紊乱的原理,推导得出能够保持系统不发生错误的信号建立时间与信号保持时间阈值;分析了引起反射的原理与抑制反射采取的措施,着重针对45°斜切角展开分析,提出了斜切比率,并且针对4个不同比率值进行了仿真观察;最后分析了产生串扰的互感互容原理,给出了减弱串扰的优化方法。采用HyperLynx与HFSS软件对上述方法进行了仿真,验证了建立时间与信号保持时间阈值的准确性,得出斜切比率为0.29适合作为参考值的结论。

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。

基于横向转运策略的多级库存配置建模与优化

在多级维修供应体系下,采用备件横向转运补给策略能有效提高装备保障效率,针对该问题,依据生灭过程和METRIC理论,建立了多等级多层级装备备件的库存协调转运模型,并采用一种启发式算法对模型进行求解。在此基础上以装备可用度为约束,备件购置费用最低为目标,利用边际算法对库存方案进行优化。通过实例,模型的正确性通过仿真方法得到了验证,并与非转运条件下的优化方案比较,结果表明,本文构建的转运模型在提高装备保障效能方面明显优于非转运模型。

减弱高速PCB过孔影响的方法

介绍了过孔的分类与应用,并针对盲孔的阻抗突变作用、通孔的EMI辐射问题,通过仿真方法分析得出:实际电路避开盲孔谐振点即可减弱阻抗突变作用;增加接地过孔,可改变电流的回流路径,减小电路的环路面积即可减弱EMI,并验证了此方法的优越性。

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。

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。

新形势下以需求为导向的装备保障能力建设

针对装备保障能力建设过程中目标不够明确,与实际需求相脱节等现实问题,本文从需求牵引的角度出发,以装备作战任务为依托,以装备保障任务为输入,分析保障能力需求方案与建设方案生成过程,提出部队和动员保障能力建设实施流程,探索保障能力建设方法手段,初步形成装备保障能力建设工作机制。

备件配置优化方法的相关研究现状

备件是舰船海上执行任务的重要保障资源,备件配置的好坏关系到舰船任务成功性的完成。针对舰船出海备件配置量的问题,分析和研究了当前国内外配置的研究概况,重点对备件在定量和定性变量约束下的备件配置优化方法进行了研究。结合目前已有文献基础,对未来可以进行重点研究的配置优化问题进行了展望。

基于横向转运策略的可修件三级库存优化模型

备件横向转运补给是提高装备保障效率的有效途径,针对现有研究不适应部队多级维修供应模式的问题,根据VMETRIC和生灭过程理论,建立了三级保障模式下多类可修备件的库存转运模型,运用启发式算法对模型进行求解,通过仿真验证了算法的正确性。研究了多种保障效能评估指标,以装备可用度为约束、备件购置费用最低为目标,采用边际优化算法得到最优库存方案,并与非转运条件下的方案进行比较。在实际案例中,本文构建的转运模型在提高各项保障效能指标的同时使备件购置费用降低了22.35%。

多指标约束下考虑报废的可修复备件携行方案优化

针对任务期间普遍存在的故障件报废和备件多指标约束问题,提出了多层级装备的可用度近似评估方法及携行备件方案优化方法。首先通过忽略维修时间将考虑报废率的多层级可修件转化为单层级消耗件,进而利用伽马分布的可加性建立装备可用度评估模型。在此基础上以装备可用度、备件总质量为约束指标,以备件总体积最低为目标构建多约束备件优化模型。模型求解过程中引入拉格朗日因子,并采用边际算法对约束因子进行动态调整。算例中通过与仿真结果的对比、分析得出:当维修时间取值在部件等效平均寿命的一半以内时,提出的近似方法合理可行,平均误差小于5%。

基于横向转运策略的不完全修复件库存配置与订购模型

备件横向转运补给能有效提高装备保障效能,针对现有研究不适应装备复杂的层次结构关系,以及未考虑不完全修复件的报废情况等问题,建立了多等级、多层级下不完全修复件的库存横向转运模型,模型的正确性通过仿真得到了验证。在此基础上首先以装备可用度为约束,以备件购置费用最低为目标,利用边际优化算法得到备件初始配置方案;然后,在考虑备件报废率的情况下,通过权衡订购费用与库存管理费用得到备件后续采购方案;最后在实际案例中,通过与非转运条件下的优化方案比较,验证了转运策略在提高装备保障效能方面的作用。

任务期间考虑故障件报废无补给下的多级装备可用度评估

针对任务期间普遍存在的故障件报废问题,提出了一种适用于多等级多层级航空装备的可用度近似评估方法。首先通过忽略维修和运输时间将存在报废率的可修件等效为消耗件,然后分别通过后方保障中心对飞行基地备件量的分配以及下层级部件对上层级部件备件量的折算,将多等级多层级备件模型转化为单等级单层级模型,最后利用伽马分布的可加性得到整个保障系统的装备可用度。在实际算例中,通过与仿真结果的对比得出:当维修和运输时间较小或飞行基地备件配置充足时,本文提出的近似评估方法具有较高的精度。

串件拼修策略下指数型不完全修复件的可用度评估

串件拼修能有效提高装备保障效能.针对任务期内普遍存在的故障件报废问题,提出了串件拼修策略下的系统可用度近似评估方法.以两层级部件为例,通过忽略维修时间将底层不完全修复件近似等效为消耗件,并分别以上层部件完全可修和部分可修展开,利用等效思想将上层备件数量折算为底层备件数量,最后通过建立可用度与可靠度的关系得到系统可用度表达式.算例中通过构造仿真模型与近似方法进行对比,结果表明:本文近似方法在高可用度范围内具有较高的精度,在串件拼修策略下使装备可用度提高了4.23%.

正态型有寿件的备件方案确定方法

针对有寿件工作寿命分布不确定、备件数量难预测的问题,提出了一种基于正态等效的有寿件备件方案确定方法。首先通过贝叶斯理论将有寿件的工作寿命分布等效为正态分布,进而计算其备件需求量;然后提出到寿更换概率用以度量部件在更换周期内的安全收益;最后通过综合权衡安全收益和经济成本确定有寿件的最佳更换周期,得到备件保障方案。在算例中,通过与仿真结果的对比表明:本文方法合理可行,精度较高。