复杂体系可靠性结构分析与建模GERT网络技术

体系各要素(系统)连接的或然性决定了其结构框架、联系逻辑和功能表现的复杂性。复杂体系可靠性结构分析与建模是解构表征其复杂特性的重要手段,是学术界长期以来的研究热点。然而,有关复杂体系可靠性结构、功能逻辑、计算框架的构建问题,却尚未有较好的解决方案。针对该问题,运用结构函数理论和图示评审技术(graphical evaluation and review technique,GERT)建立了一种新的复杂体系可靠性结构分析框架与建模方法。首先,基于“和联”思想建构其基于使命与任务生态联盟、行为演化的可靠性“和联”结构框架;其次,基于复杂体系要素的或然性逻辑联结关系,建立其可靠性结构GERT网络模型;最后,运用GERT解析算法原理,建立其可靠度计算模型,并考虑计算的复杂性,为该类问题提供GERT仿真(GERT simulation,GERTS)计算解决方案。以一反舰作战侦察复杂体系进行案例研究,结果表明所提方法有效且适应性强。

EPC模式下设计-采购-施工任务并行执行的多目标联合优化模型——基于z标记的多参量灰色GERT网络

针对EPC模式下设计-采购-施工任务并行执行的多目标联合优化问题,构建基于z标记的多参量灰色图形评审技术模型。首先,借鉴计划评审技术网络的建模思路,构建由3个分别表示设计-采购-施工任务执行流程的子图形评审技术网络图构成的多参量灰色图形评审技术网络分析模型;然后,在探讨正常执行活动与返工执行活动的时间与费用、费用与质量之间函数关系的基础上,提出基于三元区间数形式表征输入参量与输出参量不确定性的并行执行时间、费用与质量的矩母函数构造方法;其次,在分析设计-采购-施工任务并行执行下多参量灰色图形评审技术网络各参量求解方法的基础上,给出了该网络关键性时间节点开始执行时间与总执行时长的求解方法;最后,依据EPC模式下建设项目需求,分别构造了基于进度导向型与质量导向型的多目标联合优化模型,并以某会议中心项目为例,验证了所构建模型的有效性。研究成果为评估EPC模式下设计-采购-施工任务在并行执行过程中的进度、费用与质量目标的达成情况提供了科学的定量化分析方法,同时也为EPC模式在中国情景下的推广奠定了理论基础。

ADC-GERT network parameter estimation model for mission effectiveness of joint operation system

Effectiveness evaluation of the joint operation system is an important basis for the demonstration and development of weapon equipment.With the consideration that existing models of system effectiveness evaluation seldom describe the structural relationship among equipment clearly as well as reflect the dynamic,the analog-to-digital converter-graphical evaluation and review technique(ADC-GERT)network parameter estimation model is proposed based on the ADC model and the joint operation system structure.Firstly,analysis of the joint operation system structure and operation process is conducted to build the GERT network,where equipment subsystems are nodes and activities are directed arches.Then the mission effectiveness of equipment subsystems is calculated by the ADC model.The probability transfer parameters are modified by the mission effectiveness of equipment subsystems based on the Bayesian theorem,with the ADC-GERT network parameter estimation model constructed.Finally,a case study is used to validate the efficiency and dynamic of the ADC-GERT network parameter estimation model.

GERT网络的矩阵式表达及求解模型

图示评审技术(graphic evaluation and review technique,GERT)解析法一般利用信号流图的拓扑特征(梅森公式)和矩母函数进行求解,但当GERT网络节点较多且结构复杂(回路众多)时,拓扑结构特征的分析十分困难,易出现错判或遗漏情况。针对此问题,将GERT网络用矩阵形式进行表征,分析了以梅森公式为基础的解析法与矩阵变换的关系,设计了两类基于矩阵的GERT求解算法。首先给出GERT网络与信号流图增益矩阵、流图增益矩阵一一对应关系,分析增益矩阵行列式变换与信号流图求解公式的对应关系,设计GERT网络的增益矩阵行列式变换求解算法。另外,研究GERT网络(信号流图)化简操作(消除自环、消除节点)在信号流图增益矩阵上的变换形式,提出了GERT网络解析的矩阵变换方法。最后用两个例子说明矩阵表征及求解模型的简便性和正确性,为GERT解析的计算机操作奠定基础。

军事物流供应链G-GERT网络风险识别模型研究

针对现实生活中对模型参数进行精确估计和判断的困难,引入灰数对经典GERT网络模型加以改进。在此基础上,根据军事物流供应链的运作过程,构建了基于G-GERT网络的军事物流供应链风险识别模型,并通过一个实例介绍了该模型的具体运用,验证了其可行性和有效性。

高轨卫星通信星座PS-GERT效能评估模型

卫星通信星座的效能评估不仅可以表征星座的通信能力,还可为优化星座结构提供依据。在深入分析星座结构关系的基础上,剖析基于通信链路的高轨(geostationary earth orbit,GEO)卫星通信网络和联系统(plus system,PS),借助图示评审技术(graphical evaluation and review technique,GERT)提出基于特征函数与传递概率的等价传递函数算法。首先,在分析通信链路重要度内涵的基础上,得出通信链路效能及其重要度的算法公式,构建GEO卫星星座PS-GERT效能评估模型。然后,利用傅里叶逆变换推导星座效能的概率密度函数。最后,以某GEO卫星通信星座为例进行分析,验证了所构建模型的优越性,不仅能够全面客观地评估星座效能,同时也为星座结构的优化奠定了理论基础。

地下硐室群施工安全事故管控的GERT模型研究

为解决现有安全管理在事故致因因素识别及管理资源分配等方面模糊的问题,引入博德事故因果连锁理论分析事故发展过程,以确定事故管控的主要环节及具体对象,并运用图示评审技术(GERT)构建地下硐室群施工安全事故管控模型。以坍塌事故为例,求解资源分配最优状况下事故管控成功的概率及时间期望。结果表明,通过预估安全管理对事故管控各坏节的作用系数,可确定上述管控模型的参数,进而运用该模型能优化安全管理资源分配,依据模型结果可评估施工安全事故的管控效率。

应用GERT的高科技产品开发项目计划方法

高科技产品开发的特点是产品结构复杂,科技含量较高,开发过程中存在大量的不确定因素。基于WBS原理和方法,以及开发中的先后顺序逻辑关系,建立了开发过程的GERT网络模型。基于该模型,应用Monte-Carlo仿真对开发过程进行优化。给出了一个实际的研究案例来说明方法的应用。

武器装备研制风险的GERT网络模型研究

武器装备研制是一项庞大的系统工程,其研制过程充满了各种不确定性和风险,因此可以运用图示评审技术(Graphical Evaluation and Review Technique,简称GERT)对其进行研究分析。结合我军武器装备研制现状,分析了武器装备研制的全过程,在此基础上,运用GERT网络模型的相关理论,建立了武器装备研制过程的GERT网络模型,并运用解析法和模拟仿真2种方法对建立的模型进行了计算,得到了武器装备研制各阶段以及全过程时间和费用的期望、方差、风险度、概率分布图和累计概率分布图。研究结论对于有效地控制武器装备研制风险具有一定的借鉴意义。

基于HGERT网络模型的退化型失效可靠性评估

针对退化型失效的复杂装备系统,提出基于隐图解评审技术(hidden graphic evaluation and review technique,HGERT)网络模型来进行系统可靠性预计和评估的方法。图解评审法(graphic evaluation and review technique,GERT)网络中的节点代表装备失效过程中正常状态到失效状态的转移,通过传感器将反映系统隐性状态的性能特征参数进行量化输入,从而将GERT网络中的各个劣化状态节点进行展开。应用Viterbi算法对模型参数进行解码和学习,确定退化型失效系统状态转移概率。将装备运行中所处的工作应力、环境载荷等影响性能衰退的因素作为输入,将关键性能指标退化量作为输出,建立装备性能退化的一般控制模型并将其作为GERT网络活动传递的随机变量。借助于信号流图理论对参数进行解析,监测系统处于不同状态时的性能退化水平,为故障预测和装备健康管理提供支持。案例通过对铣床性能退化量的分析,证明所构模型的可行性和合理性。

基于Agent的体系过程A-GERT网络“刺激-反应”学习模型

针对图示评审技术(graphic evaluation and review technique, GERT)网络应用于体系活动决策过程中未考虑网络节点自身的学习能动性问题,基于智能体(Agent)技术,结合刺激-反应模型构建A-GERT网络模型。首先,根据体系活动的逻辑,搭建A-GERT网络框架,并通过提出网络传递效用函数,设计带有反馈机制的A-GERT网络。然后,利用刺激-反应模型的自适应优势构建学习方程,以GERT网络期望概率与期望时间等指标度量刺激强度,进一步拓展刺激-反应模型。最后,给出网络智能决策节点的学习步骤,并以创新技术开发体系活动进行算例研究,结果表明了所提方法的有效性与实用性。

基于GERT网络的政府购买居家养老服务质量关键环节探测

旨在探究影响政府购买居家养老服务质量的关键环节。以南京市鼓楼区为例,构建了政府购买居家养老服务GERT模型;提出关键节点测度系数,结合案例并通过数值模拟识别出GERT网络的关键节点,即为影响政府购买居家养老服务质量的关键环节。研究结果表明:监督评估、构建监督评估体系和甄选承包商是政府购买居家养老服务质量的关键环节,对服务质量的影响程度最大。针对关键环节提出改善措施,为破解政府购买居家养老服务质量问题提供借鉴。

考虑市场前景的运载火箭研制GERT网络TCQ优化方法

针对考虑市场前景的运载火箭多阶段研制项目管理优化问题,以火箭研制流程为基础,建立了多阶段GERT网络模型,用图示的方式描述项目活动,探析了火箭研制过程中时间、费用和质量之间相互作用关系(TCQ)并以此拓展了GERT网络传统解析算法;针对市场前景多可能性,结合多阶段GERT网络模型和前景理论构建了多阶段综合前景价值最大化的优化模型;最后以某火箭研制项目为例,详细描述该方法的具体实施步骤。研究结果表明通过对火箭研制项目中TCQ的优化调整能给项目活动带来更大的前景价值。

基于F-GERT网的OODA环交战链路效益评估方法

以OODA环交战链路为研究对象,运用GERT网络技术和三角模糊数理论,建立了OODA环交战链路活动参数模糊评价矩阵,构建了OODA环交战链路F-GERT网络模型及对交战链路效益进行综合评估分析的模型,设计了基于该模型的效益评估分析流程,并以某防空作战中OODA环交战链路分析为例,对这种效益评估方法进行了验证,以便为OODA环交战链路优劣评价模型构建提供一种理论方法支撑。

基于改进GERT的任务过程时间特性建模分析方法

随着系统任务需求的日渐密集,用户对系统的时间特性提出了更为严苛的要求。首先,利用图示评审技术(GERT)构建系统任务流程的随机网络模型,针对任务中由于资源共享引起的活动排队执行以及部分上下游活动之间存在重叠的情况,基于排队论并引入时间因子以修正任务中各活动的执行时间,并给出任务执行时间的求解步骤。经考虑这2种情况,最终任务平均执行时间增加了22.9%。其次,通过不确定性分析,找出了任务中的关键活动,为进一步任务优化提供方向和思路。最后,以舰载机着舰任务为例进行案例应用分析,验证所提建模分析方法的有效性和适用性。

基于GERT-MC的飞机起落架故障风险传递分析

为解决风险随机性大、多因素交互的飞机主起落架系统（AMLGS）故障问题,构建图示评审技术-蒙特卡罗（GERT-MC）故障风险传递模型;利用GERT网络中并联结构、自环结构和环路的简化规则,以及蒙特卡罗方法,设计仿真求解算法;以某飞机主起落架为例,用上述算法计算其总体风险度、确定关键风险环节,并与解析法计算结果对比。研究表明：该模型具有与解析法同样的解算精度,且具有更好的可信性,利于加强飞机维修监控的针对性。

PS-G-GERT Effectiveness Evaluation Model of Link-Based GEO Satellite Communication Constellation under Poor Information Background

The effectiveness evaluation of GEO satellite communication constellation not only characterizes the communication capability of the constellation but also provides a basis for optimizing the constellation structure.Whether due to information poverty or the complexity of the system,the impact of uncertain information on the effectiveness evaluation needs to be considered to ensure the accuracy of the evaluation results.To address this issue,this paper develops a model for evaluating the GEO satellite communication constellation’s effectiveness in the context of poor information.Firstly,it analyses the GEO satellite communication constellation plus system based on communication links with an in-depth analysis of the constellation structure.Secondly,an equivalent transfer function algorithm based on the characteristic function and transfer probability is proposed with the help of graphical evaluation and review technique.Then,by analyzing the communication link importance connotation,the algorithm formula of communication link effectiveness and its importance is derived,and the constellation effectiveness and variance are found.Finally,the model constructed in this paper is used to evaluate the effectiveness of a GEO satellite communication constellation,further verifying the accuracy and validity of the model.Through comparative analysis,it is shown that the model can not only solving the effectiveness of the constellation but also analyzing the variation of its effectiveness.It lays a theoretical foundation for the analysis and optimization of the GEO satellite communication constellation effectiveness.

海事卫星地面站RMS可用性评估模型

随着国际海事卫星通信系统(international maritime satellite communication system,INMARSAT)的不断发展,卫星地面站(satellite earth station,SES)的可用性评估具有重要意义。首先选取可靠性、维修性和保障性为指标,构建可靠性、维修性与保障性(reliability,maintainability and supportability,RMS)模型进行SES可用性评估;其次,以SES设备为研究对象,根据马尔可夫链得到设备有效性概率,并进一步推导出系统可靠性;然后,建立排队图解协调技术(queue-graphical evaluation and review technique,Q-GERT)网络以描述SES设备的维修保障过程,并基于AnyLogic软件进行建模仿真;最后,通过算例进行应用研究,基于RMS模型进行SES可用性评估,验证了该模型和评估方法的有效性与实用性。

基于图示评审技术的风险投资组合模型

运用系统论和GERT网络理论的思想及其原理,揭示了组合中各项目之间的组合规律,提出了风险投资组合的串联、并联和混联这3种不同的组合模式,构建了其风险与周期评估的组合GERT网络模型,为更加深入地理解与正确客观地把握风险投资状态提供了算法模型和理论依据。

基于图示评审技术的舰载机航空保障时间分析

为了解决舰载机航空保障活动逻辑关系和时间的不确定性问题,在对舰载机航空保障作业流程分析的基础上,建立了一种基于随机网络的保障流程模型。利用图示评审技术(GERT)对保障时间进行求解,并给出了求解步骤。结合案例验证了模型算法有效性和适用性。通过模型的灵敏度参数分析,提出了对航空保障作业的决策建议。