战时装备维修保障力量运用的系统工程方法

战时装备维修保障力量运用是战时装备维修保障的重要组成部分,贯穿部队战前准备、作战过程和作战结束整个流程。为反映战时装备维修保障力量运用的特征,探讨解决研究战时装备维修保障力量运用没有系统方法可循的问题,在对霍尔三维结构模型改进的基础上,分别从作业维、逻辑维、知识维和时间维4个维度构建战时装备维修保障力量,运用体系结构模型,提出战时装备维修保障力量运用的3个关键模型和求解模型的思路方法,为战时装备维修保障力量运用提供理论与方法的指导。

考虑节点相依关系的装备保障网络演化模型

随着装备保障体系由传统层级式、树状结构向复杂的网络化结构不断演化,原有的研究方法和演化规律已经不能很好地解决遇到的多网络演化问题。基于不同子网络节点之间的相依关系,将相依网络理论应用到装备保障网络的演化分析过程中。分析装备保障体系的网络化特征,结合装备保障网络中节点的异质性、维修网络和储存与供应网络之间业务、信息等交互关系的存在,建立基于相依网络理论的装备维修和储存与供应保障网络演化模型,并结合最大连通子图和网络保障效率定义网络鲁棒性度量指标。在网络演化模型中,根据装备保障机制确定模型演化规则与演化步骤,定义网络相依比例参数F(表征具有交互关系的维修节点和储存与供应节点所占比例)和相依冗余度参数K(表征具有相依关系的保障节点之间数量对应关系)。通过仿真分析二者对网络鲁棒性的影响。演化仿真结果表明:通过控制维修节点和储存与供应节点之间交互节点比例F及相依冗余度K,能够在一定范围内提高保障网络的鲁棒性及其整体保障效能。

装备保障网络中考虑负载再分配的级联失效分析

针对装备保障网络级联失效传递过程中基于节点特征属性的静态信息负载再分配策略分配比例固定、不能实时更新的弊端,提出了一种基于节点局部负载率的负载动态再分配策略。定义了局部负载率的概念,阐述了基于局部负载率的负载动态重分配算法流程及其模块伪代码。通过仿真对比分析,验证了该分配策略的有效性,研究结果表明该动态分配策略能够在提高装备保障网络的抗打击能力和快速恢复能力。

典型陆军部队装备维修作业能力评估系统仿真建模研究

针对陆军部队维修作业仿真评估需求,提出了一套仿真模型设计方案。分析了部队维修作业能力仿真评估原理,进而明确了评估模型需求;给出了维修任务生成、维修保障系统建模方案;结合备件调度和保障设备使用过程,设计了维修保障资源模型。为陆军部队装备维修作业能力评估提供建模基础,用于支撑部队维修作业能力仿真评估系统的设计和应用案例研究。

美俄陆军部队及装备维修保障的发展现状及启示

美国和俄罗斯均是世界军事强国,陆军部队的实力也处于世界领先水平。装备维修保障是部队战斗力的组成部分,对于保持恢复部队的作战能力具有十分重要的作用。通过分析美俄两国陆军部队及装备维修保障的发展现状,可以为我国陆军部队及装备维修保障建设提供参考,对陆军军事变革具有重要启示。

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。

基于云计算的装备保障信息系统集成

为了解决装备保障信息系统互连、互通、互操作问题,构建了“云、网、端”一体的装备保障信息系统集成平台;提出了装备保障微应用设计方法;设计了基于Docker和k8s的装备保障微应用部署方法;通过分析典型装备保障微应用表明了研究的可行性。

战时装备维修保障力量抢修行动模型构建与求解

针对战时装备维修保障任务重、修理时间有限以及维修保障力量类型与待修装备损伤需求不匹配,难以实现战场精确保障的问题,进行了战时装备维修保障力量多目标行动控制研究。考虑修理时间窗、装备损伤状态、维修保障力量类型与维修保障能力变化以及非遍历性等复杂约束,构建了以装备重要度总和、修竣装备总和以及超出修理时间窗时间总和为目标的维修保障力量多目标抢修行动控制模型。对带精英策略的非支配排序遗传算法进行改进,结合变邻域搜索算法加强算法的局部搜索能力,设计了改进变邻域搜索和非支配排序遗传算法的混合算法实现模型求解,并通过示例验证了模型及算法的合理性和有效性。

考虑横向供应的多阶段装备维修器材供应优化方法研究

装备维修器材的精确、定量和快速供应是部队遂行作战、训练等任务的重要物质保证。针对多阶段装备维修器材供应问题,考虑多种器材供应方式,构建装备维修器材多级供应模式。为提升器材供应方案的全局最优性,将野战仓库选址、器材库存控制及运输车辆路径规划等关键问题融合为一类选址-库存-路径组合优化问题,以总成本最小为目标,考虑部队级仓库间的横向供应方式,构建混合整数线性规划模型。设计一种基于逻辑的Benders分解算法,将原问题分解为主问题和子问题,通过生成Benders切割迭代求解。通过示例分析证明:(1)本文所提出的LBBD算法能够有效降低问题复杂度,提升求解质量,LBBD算法得出的供应方案总成本比CPLEX求解器得出方案成本低41.62%;(2)考虑横向供应能够有效降低保障费用,考虑横向供应能够使总成本降低6.24%,同时,考虑横向供应可提高装备维修器材供应系统的灵活性。

能束能场增材再制造技术的研究进展

针对再制造工程在发展和应用中面临的挑战和需求,阐述了增材再制造技术的概念,探讨了基于激光、电子束、电弧的熔敷成形技术以及电弧-激光复合熔敷、电弧-磁场复合熔敷、激光-磁场复合熔敷、双激光复合锻打成形等技术的特点及应用,重点分析了纵向磁场对电弧温度场以及旋转磁场对激光熔敷层组织的影响。结果表明:电弧熔敷成形过程引入纵向磁场,电弧中心温度降低,电弧对基体的热影响减小;激光熔敷成形铝基非晶材料过程加入旋转磁场,有利于非晶相的形成和组织缺陷的减少,熔敷层的耐蚀性和力学性能提高。最后指出能束能场增材再制造技术的发展趋势是向多能束能场及后处理复合、再制造全过程智能化和装备集成移动式方向发展。

基于合度的装备保障网络节点重要性评估

针对装备保障网络中节点的异质性及其保障关系的不同导致依据度值等单一属性判断节点重要性不准确的问题,提出合度的概念,从合度、介数值中心性、紧密中心性以及特征向量中心性几个方面挖掘节点的重要性信息。基于传统逼近理想解排序法(Technique for Order Preferenceby Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS)中欧氏距离不能体现垂直距离的不足,对TOPSIS方法进行改进。结合中心性指标对节点进行排序,得出节点的重要性评估结论,进而证实该改进方法合理且有效。

面向任务流程的装备体系完成任务概率仿真评估方法

为了解决传统可靠性建模方法无法刻画装备体系复杂性及对装备体系完成任务概率进行准确评估等问题,提出了一种面向任务流程的装备体系完成任务概率离散事件仿真评估方法。该评估方法中,采用过程流网方法对装备体系任务流程进行建模,并对过程流网扩展了时间和资源等元素,引入活动影响因子,梳理子任务及活动间逻辑关系。采用离散事件仿真方法建立装备体系完成任务概率仿真评估模型,生成实体执行仿真过程,将进入导致任务成功的端点的实体数量与生成的所有实体总量的比记为完成任务概率,设置仿真时钟记录实体执行每项活动的时间,求平均值记为任务平均时间。最后,以某典型陆军作战体系为例,说明所提出方法的可行性。

基于SIRV病毒传播理论的装备保障网络级联失效分析

针对装备保障网络遭受敌方攻击时所显现出的复杂性现象,对比分析网络级联过程与病毒传播过程的相似性。在已有的负载容量级联故障传递模型基础上,融入了病毒免疫传播的过程,定义保障节点的4种不同状态,构建基于病毒免疫传播理论的装备保障网络级联传递模型,更好地再现了我方保障机构受到敌方实际打击和舆情攻击时的真实状况。通过仿真对比分析表明,在防御资源有限和时间迫切的情况时,优先考虑主动免疫策略,能够取得较好的抵御级联失效的效果,还可以辅助实施目标免疫策略,从而使装备保障网络具有较强的健壮性和较好的恢复能力。

基于模糊局部维数的装备保障网络节点重要性评估

在信息化智能化作战背景下,各级各类保障机构交织成网状结构,对重要保障节点进行有效防护已成为提高装备保障网络整体抗毁性的重要关注问题。针对目前普遍使用的节点删除法、重要度贡献法和效率矩阵法等无法有效区分局部范围内节点重要度的难题,基于复杂网络分形与相似性原理,构建节点隶属度函数表达式,实现了在给定半径范围内不同最短距离节点对中心节点的影响分析,进而通过模糊局部维数描述网络节点的重要性大小,并详细叙述具体的算法。实例验证表明,该方法能够快速准确地确定装备保障网络中的重要节点,为有针对性地实施节点攻击免疫提供决策支持。

相依网络鲁棒性研究综述及在装备保障网络中的应用

随着现实中各类基础设施网络之间的联系逐渐加强融合,相依网络理论成为学者们继单个复杂网络理论后的又一大研究热点。但是,目前针对相依网络研究现状进行归纳整理的文献并不多见。在对国内外相关文献进行系统分析后,简要介绍相依网络概念、类型及耦合方式;描述相依网络的级联失效过程及提高网络鲁棒性的一些方法;阐述负载和容量的概念及发生失效后负载的重分配机制。最后,就当前研究的一些欠缺点以及相关应用领域的应用前景进行归纳总结,尤其是相依网络理论在装备保障网络中的应用。

基于数据中台的装备保障数据集成

针对当前装备保障数据分散和决策支持不足的问题,展开装备保障数据集成研究。首先,构建了基于数据中台(open data processing service,ODPS)的装备保障数据集成架构,从数据同步、ODPS和数据服务应用程序接口(application programming interface,API)三方面对其进行了具体分析;然后,为了统一数据视图,提出了朴素贝叶斯和特征词匹配相结合的装备保障集成数据分类方法,为实现"数据互通"提供了有效方法,也为装备保障信息系统高效集成奠定了基础。

基于组合预测的装甲装备器材需求确定

为提高装甲装备器材需求预测的科学性,设计基于组合预测的器材需求确定方法。首先明确组合预测模型的构建流程与具体步骤,引入预测有效度理论,以评估模型的预测有效度。其次优化了关联面积法,实现组合预测模型中构成单元权重的动态配置,为模型滚动式更新及最终确定奠定基础。算例分析过程表明,基于组合模型的预测不仅能够提高局部器材需求预测的准确性,而且能够提升整体预测过程的稳定性。

装备维修保障能力评估指标模糊聚类分析

提出了一种“任务-任务需求-能力指标”的装备维修保障能力评指标体系构建方法;将“基于能力”的战略思想与新体制下装备维修保障能力建设相结合,分解装备维修保障任务,细化为任务需求,映射为能力指标;运用模糊聚类分析法,梳理形成层次型指标体系框架;该方法明确了装备维修保障任务需求体系,能够较好的分析任务需求与能力指标之间的映射关系,可为新体制下装备维修保障能力构建评估提供技术支持。

基于仿真的装备动用与保障效能评估

研究了装备动用策略的保障效能评估问题,采用的手段是仿真建模与分析。建立了装备的生命周期、战备、任务、动用与维修的概念模型。给出了装备动用策略的保障效能指标,并建立了数学模型。根据问题以流程为中心的特点,建立了基于流程图的仿真模型。使用C++语言编程实现了仿真模型,并针对一个案例开展了仿真,揭示了各效能指标在仿真期内的动态变化过程和评价值。结果表明,该方法能对部队装备动用策略和相关要素开展完整的建模与仿真,并能够对多个效能指标开展全面而有效的分析。

复杂装备维修保障模式和人力资源仿真优化研究

针对目前陆军复杂装备维修保障模式单一、人力资源配置随意性强等问题,以部队级装备维修过程为研究对象,分析了部队复杂装备维修计划、维修保障模式、人力资源配置以及维修工艺流程等内容,构建了复杂装备维修车间仿真模型,探究了维修计划、维修保障模式和人力资源配置对"平均维修保障时间","人力资源满足率"等指标的影响,分析指标数据规律并对部队装备维修人力资源配置提出优化建议,为部队装备维修保障模式选择、维修人力资源分配提供了新思路。