面向多阶段任务可用度的装备群维修决策模型

多种维修方式的综合应用可最大限度提高装备可用度。针对装备群的多阶段任务特点,将维修活动近似安排在任务间隔期内,认为部件以一定的概率必然出现故障,获得了阶段期望维修时间。然后充分考虑了部件的3种维修策略以及产生的延误时间,给出了任务可用度的定义。以最大化任务可用度为目的,在综合分析阶段任务分配方案及维修方式选择影响的基础上,建立了一种非线性整数规划模型。基于问题实际提出了改进遗传算法对模型进行求解,以新的多层分段染色体形式表示优化方案,并调整遗传算子的操作方法以易于算法的实现。最后给出具体实例证明了模型及算法的有效性,有利于决策人员做出合理的任务及维修活动安排。

基于任务可用度的不完全可修系统任务成功性评估模型

针对装备结构复杂、系统对备件修复能力有限、系统子任务层次多、复杂任务系统成功性建模难的问题,首先对任务系统下的各层级任务进行定义,根据各层级任务间的逻辑关系,以任务可用度为保障指标,基于METRIC理论建立了不完全修复系统任务成功性模型;然后,分析了优化后的备件方案下系统任务可用度在不同阶段任务的变化,其走势与实际情况基本相符;最后,通过离散事件建模与蒙特卡洛仿真相结合的方法对模型进行了验证,仿真结果与解析结果基本一致。

基于任务可用度的设备维修建模与优化研究

设备故障停机导致的总损失成本包括设备维修成本和生产任务损失成本。为减少多设备混联生产系统中设备故障停机带来的总损失成本,以设备停机总损失成本最小化为目标,综合考虑设备失效率和修复率两方面因素,建立了基于设备任务可用度的维修成本模型。探讨了利用遗传蚁群算法对模型进行优化求解的方法。最后以发动机凸轮机加工线设备为例,验证了所建模型的有效性。

基于任务可用度的船舶最佳维修周期模型研究

文章基于对船舶任务可用度的计算,分析了预防维修费用、故障维修费用以及停机损失与任务可用性、任务周期的动态关系,建立了以任务可用度、系统的可靠度为约束条件、最低维修成本为目标的船舶最佳维修周期模型,利用MATLAB对目标函数进行了求解,并结合有关案例,验证了该模型的有效性,同时为船舶调度管理提供了参考。

编队防空系统任务可用度评估与保障方案优化

装备备件的配置方案是影响装备系统可用度的关键因素之一.以舰艇编队执行出航任务为应用背景,根据海上装备任务保障的特点,以经典METRIC多级库存模型为理论基础,建立了具有两级备件供应保障机制下的海上编队防空系统装备在任务周期内的可用度评估模型.对给定的出航任务,权衡装备系统可用度与保障费用之间的关系,采用边际效应分析方法对系统备件保障方案进行了优化.其优化结果符合具有两级供应保障条件下的备件配置规律,能够为部队装备保障人员制定合理的保障方案提供决策依据.

考虑随机权重阈值的多态k/N系统任务可用度建模与优化

在权重阈值随机变化的条件下,现有多态系统可用度建模在实际工程应用中具有局限性.本文引入数量阈值并考虑权重阈值随机性,分析多态k/N系统中部件数量和权重不能彼此映射的问题,提出新的随机联合运算符结合通用生成函数的方法,建立系统任务可用度评价模型.本方法适用于权重阈值服从连续型随机分布的情形,优于传统递归算法.然后,分别构建系统可用性约束或成本约束下的系统优化模型,通过遗传算法编程,求解部件各状态的最优概率及权重.最后,以船舶运输系统为例阐述数量阈值对系统可用度的影响,并给出随机权重阈值下多态系统的设计优化结果.研究成果可为系统工程师开展可靠性设计和改进提供方法依据.

任务与有效可用度在备件计算中的对比分析

将任务可用度与NATO给出的舰船装备的有效可用度经验公式对比分析,显示了任务可用度的优势;在此基础上,分别解析了寿命服从指数分布的备件发生故障后,采取更换策略时,备件携行量与任务可用度、有效可用度之间的关系;最后,应用Monte-Carlo方法,验证了备件携行量与任务可用度关系式的正确性,且所得结果优于依据NATO给出的有效可用度经验公式的结果。

对北约标准中可用度经验公式的研究

本文对《北约可靠性与维修性要求文件编写指南》(ARMP-4)中提出的"Effective Availability"及其计算的经验公式进行了分析研究。该指南指出"Effective Availability"是使用方用来确定系统和设备的可靠性与维修性指标要求的一个计算参数,而不是用于设计与验证系统和设备的可靠性与维修性指标。该经验公式要求系统和设备必须具有极高的任务可靠性(MTTCFnr),才能满足适度的可用度要求。我军装备当前无法单机实现这种极高的任务可靠性,故该公式并不是一个可以广泛应用的公式。

惯性约束聚变激光装置片放系统任务可用性建模与分析

在发次任务条件下稳态和瞬时可用度具有局限性,通过惯性约束聚变(ICF)激光装置任务可用度一般模型分析,提出完整的片放系统可用性评价方法。建立片放系统的多层可靠性框图,提出任意发次的威布尔型与指数型分布期望累积失效次数的相等关系,采用分层建模方法构建氙灯多种故障模式下的片放模块任务可用度模型以及冗余结构的片放系统任务可用度评价方法。利用实验数据,验证其有效性并得到国家点火装置(NIF)和神光(SG)装置片放系统任务可用度的稳定增长趋势,给出氙灯可靠性设计指标建议,为巨型ICF激光装置可靠性工程设计优化提供理论和方法依据。

某大型装置现场可靠性的贝叶斯分析

可靠性、维修性和可用性是描述复杂装置质量属性的三个重要指标。在某大型装置的现场故障和维修数据的经验分析基础上,运用分段线性模型确定了装置可靠性改进趋势。针对装置现场故障和维修数据的小样本问题,给出了装置现场可靠性和维修性的贝叶斯模型,并用WinBUGS软件对其进行了求解计算。继而分析给出了装置可用性最恰当描述——任务可用度的闭合表达形式。最后,通过与极大似然法进行对比,发现应用贝叶斯方法分析该大型装置现场可靠性更有效。