任意结构系统的备件满足率模型及优化方法

装备备件配置方案是装备综合保障领域需要解决的关键问题之一,提高备件满足率能够相应地提高系统的可用度,从而提高装备的保障度。针对这一问题,文章从装备可用度为出发点,分析了装备可用度与系统备件满足率之间的关系,建立了任意结构系统的备件满足率模型。建立的模型通用性较强,适用于任何结构的复杂系统。综合权衡备件满足率与备件费用之间的关系,采用边际效应方法对备件配置方案进行优化,得到最优的备件配置方案。通过对实例运算结果的分析,证明了所建模型的正确性与合理性。

改进系统备件满足率约束下的备件优化配置建模

为了克服传统的系统备件满足率模型容易陷入极小的缺陷,建立了改进系统备件满足率约束下的备件优化配置模型。运用分层优化的思想,提出了一种改进的分层边际优化算法,以便提高算法的优化效率。给出了该算法的优化步骤,并在理论上分析了算法的优化效率。通过对案例运算结果的分析,证明了所建模型的正确性与合理性。

对数正态型通用备件满足率评估及需求量计算方法

针对对数正态型通用备件满足率评估及需求量计算问题,采用平均寿命和方差近似原理,将对数正态型部件的寿命近似为伽玛分布,建立了对数正态型通用备件的满足率评估模型。结合备件满足率指标约束,开展了对数正态型通用备件的需求量计算。结合算例进行仿真分析,结果表明,在寿命对数标准差较低时,本文建立的对数正态型通用件备件满足率评估模型具有较高的评估精度,能够对不同寿命分布的对数正态通用备件配置方案进行评估,备件需求量计算方法能够在备件满足率指标约束下准确给出对数正态通用件配置方案,避免过度配置。提出的模型和采用的备件需求量计算方法能够为装备保障部门开展对数正态型通用备件配置方案满足率评估与确定提供理论支撑。

舰船装备限寿备件满足率评估模型

限寿备件(有寿件)作为舰船装备备件的重要组成部分,如何科学确定有寿件需求量,合理制定有寿件的配置方案,成为亟待解决的重要问题。针对目前备件满足率只有针对消耗件、贵重件以及不可修备件等备件的处理方法的问题,研究了部件故障率服从指数分布的有寿件在保障期内的更换规律,确定了有寿件在保障期内的需求数量,并给出了故障率服从指数分布有寿件满足率的处理方案,为合理制定有寿件保障方案提供了决策依据。

串联系统备件满足率分配及配置优化

备件作为装备维修保障的重要物质资源,装备研制单位需要将使用方提出的备件满足率要求进行合理分配,为合理制定备件配置方案提供输入,已成为目前装备研制阶段急需解决的重要问题之一.针对备件满足率只有统计定义的问题,论文研究了单备件满足率和串联系统备件满足率的概率性质,给出了其概率模型,揭示了备件满足率的内涵和工程意义.在此基础之上,以串联系统备件满足率的概率模型为基础,研究了系统备件满足率的两种分配方法,即线性代数分配模型和以备件总重量最小为目标的备件配置优化模型,为合理制定串联系统备件保障方案提供了理论依据.

基于备件满足率的多级备件库存模型研究

确定充足合理的备件储备是备件供应保障的重要工作,平衡总成本与系统备件满足率间的关系对备件供应保障十分重要。针对寻求多级备件最优储备数量问题建立了备件多级多库存点模型,以最小化备件保障成本和装备备件满足率为目标,采用蒙特卡洛仿真的方法对模型进行求解,基于实际生产数据实验,该模型和方法是有效的,为复杂装备多种类备件供应保障提供支持。

系统备件利用率及备件配置方案优化

针对备件利用率目前只有统计定义的现状,建立了备件利用率的概率模型,揭示了备件利用率的内涵和实际工程意义。在此基础上,建立以系统备件满足率为约束,备件利用率为优化目标的配置方案优化模型。通过实例分析了系统备件满足率与利用率相互制约关系,为合理制定舰船备件配置方案提供决策依据。

地空导弹维修保障能力评估与备件优化模型

地空导弹武器系统维修保障能力评估与备件优化是制定维修保障方案的重要内容,能够对平时和战时防空作战任务的维修保障产生重大影响。运用更新过程理论,给出了部件寿命服从指数分布和威布尔分布情况下,单部件和多个同种部件的备件满足率模型。在备件满足率模型的基础上,结合地空导弹装备和部件任务结构关系,得到了系统任务成功概率评估模型。在满足任务成功概率与备件费用约束条件下,建立了系统备件携行量优化模型,用边际分析法进行了求解。通过实例验证,得到了满意的结果。该模型已经应用于某地空导弹使用阶段综合保障信息系统。

任务准备阶段复杂武器系统战备完好率评估模型

武器系统的战备完好性是体现武器系统性能的重要指标之一,而对于那些任务执行期间很难或根本不能进行维修保障的任务而言,任务准备阶段的维修保障能力对于武器系统战备完好性具有重要影响。在分析任务准备阶段单台装备及装备群的战备完好率评估模型的基础上,获得复杂武器系统战备完好率评估指标。最后,通过计算某复杂武器系统某次任务准备阶段的战备完好率来说明该模型的有效性与实用性。

任务准备阶段机群战备完好率评估模型

为了对任务准备阶段机群战备完好率进行更准确地评估,分析了飞机修复时间与备件满足率、备件供应时间、故障件的修理时间等保障因素的关系,给出了一般的修复时间分布函数,并建立了在给定任务通知时刻机群状态条件下机群战备完好率评估模型.通过一个算例说明该评估模型的有效性以及任务准备阶段维修保障能力对机群战备完好率的影响.

考虑串件拼修的k/N系统批量备件配置方法

针对k/N系统批量备件的配置问题,提出一种视情维修条件下考虑串件拼修的备件优化配置方法。建立了基于串拼修复率和SRU更换率的系统级备件满足率模型,给出了串拼修复率和SRU更换率的约束条件。以备件配置费用最小为目标、以系统备件满足率为约束条件建立了系统备件的优化配置模型,设计了一种基于边际效益分析法的模型求解算法。以某型大型相控阵天线阵面备件配置为例,利用定量和比较的仿真分析方法对提出的模型进行了验证,得到了备件的优化配置结果。结果表明:提出的模型真实有效、可行性强,为进一步研究k/N系统批量备件的配置问题提供了理论支持。

基于任务成功性的机动雷达备件需求计算模型

为优化机动雷达备件携行量,在根据更新过程理论推导出的部件寿命服从指数分布情况下单部件备件满足率模型的基础上,结合雷达系统和部件任务结构关系,得到了系统任务成功概率评估模型,给出了基于任务成功性的不可修部件备件需求计算模型.最后给出计算实例,验证了该计算模型的可行性.

面向维修的备件共享服务及配置优化

备件的共享服务及配置优化水平对装备维护水平起着关键作用。针对现有备件管理在服务能力和配置优化方面存在的不足,提出基于维修BOM的备件共享服务方法,在备件库存确定的情况下,实现了备件利用率和精准服务能力的提升;提出基于备件BOM的串联系统备件配置优化方法,实现以系统备件满足率和保障任务时长为约束、以备件配置成本最小为目标的最优备件配置方案。最后,以数控机床主轴系统为例验证了所提方法的可行性。该方法对备件服务能力的提升和装备维修成本的降低具有一定的参考意义。

面向满足率与利用率的通用备件优化配置方法

随着装备标准化、模块化水平不断提高,通用化部组件类型及数量的比重越来越大。为了进一步提高备件保障能力,建立了通用件整体备件利用率和满足率模型,在此基础之上,提出一种基于满足率指标约束下的通用备件配置优化方法。算例分析表明,随着备件配置数量的增加,备件满足率会随之增加,与此同时备件利用率会随之降低,在进行备件配置过程中,很难达到备件满足率和备件利用率双高的结果,两指标存在一定的相互制约关系。需针对实际需求综合权衡备件满足率和备件利用率之间的关系,确定主要优化指标,提高备件使用效率。研究结果为开展装备备件需求论证、制定备件保障方案提供支撑。

基于机器学习性能度量理论的保障资源指标综合权衡研究

为了解决装备RMS指标论证过程中保障资源指标订立可能存在不合理的问题,以维修过程中常见的现场更换维修为背景,对备件利用率和备件满足率这对典型保障资源指标进行重新解读,借鉴机器学习领域中的性能度量理论,结合典型寿命分布条件下的备件需求量预测模型,提出了不同备件分类条件下的保障资源指标综合权衡方法。利用实际案例对该模型进行应用解析,并给出了参数分析结果。结果表明:基于机器学习性能度量理论的保障资源指标综合权衡方法在指标论证方面具有理论优势和工程可实践性,可提高保障资源指标论证工作的效率。

使用可用度在舰船装备论证中的约束作用

在舰船装备论证过程中,使用可用度不仅是装备保障能力的量化,还对装备的一些因素有着约束作用。分析使用可用度在论证过程中对装备数量、维修计划、随船备件满足率和全寿命周期费用的影响,建立这些参数之间的定性关系表达式,发现提高舰船使用可用度,有助于减少舰船装备数量和降低装备寿命周期费用,但也会缩短装备寿命期内的维修时间,并要求装备有较高的备件满足率。

装甲装备保障效能评估建模和仿真方法研究

在考虑维修保障力量部署和任务分工基础上,引入了装备分系统故障规律、故障严酷度分布、维修效率、器材备件保障满足率等因素,建立了装备维修保障过程模型,提出了以装备可用度为指标的装备保障效能评估方法。采用蒙特卡洛仿真方法对当前维修保障策略下装备维修保障过程进行了仿真,定量分析了维修效率、器材备件满足率和器材备件保障延迟对装备可用度的影响,提出了提高维修保障效能的可信建议。

考虑碳税对备件联合订购决策影响的研究

针对价格适中、消耗量高、对装备运行起重要作用的不可修备件的库存管理问题,构建了碳税政策下由多个基层站点和一个基地站点组成的两级保障链联合库存决策模型。模型以基层站点再申请点ri、申请量Qi和基地站点补给次数mi为决策变量、以备件满足率为约束、以成本为目标。最后通过策略迭代方法对模型求解,并在数值分析中研究碳税对保障链决策的影响,结果表明:碳税政策虽然增加了保障链成本,但减少了碳排放,并且在合理的税费下能够实现显著的减排效果,有助于环境成本的降低。

威布尔型通用件配置方案评估及优化

针对威布尔型通用备件配置方案评估及优化问题,采用部件寿命等效原理,将威布尔型部件消耗过程等效为伽玛冲击过程,建立了威布尔型通用备件的满足率评估模型。结合备件满足率指标约束,给出了威布尔型通用备件的优化配置方法。开展了仿真算法设计,结合算例进行仿真对比分析,结果表明:本文建立的威布尔型通用备件的满足率评估模型具有较高的评估精度,能够对不同寿命分布的威布尔通用备件配置方案进行评估,备件配置优化方法能够在备件满足率指标约束下准确给出威布尔通用件配置方案。提出的模型和优化方法能够为装备保障部门开展威布尔型通用备件配置方案评估与优化提供理论支撑和决策支持。