基于备件保障概率的多级库存优化模型

 理想的备件配置方案应该通过费用和优化目标之间的综合权衡得出,在传统的多级库存优化模型中常以使用可用度、等待备件时间等参数作为备件库存优化目标,但国内型号研制部门和使用部门在制定备件库存方案时通常以备件保障概率作为优化目标确定备件库存方案。为解决上述问题,首先分析了备件消耗与补给行为;然后,构建了以备件保障概率为目标的多级库存优化模型并对目标函数特性进行分析;其次,基于拉格朗日乘子法原理给出了多级库存计算与优化流程;最后,应用研究结论进行多级库存备件需求量预测,并用商用软件对预测结果进行分析,验证了优化模型的可信性。     

k/N（G）结构系统初始备件配置方法

针对现有备件冗余度建模中无限呼叫总体假设不合理、供应可用度计算困难的问题,提出一种k/N（G）结构系统初始备件配置方法。首先,采用有限源排队论获取备件短缺数概率分布。然后,给出计算k/N（G）结构系统供应可用度的方案,并证明了方案的正确性。该方案在计算随机挑选的一套系统未因备件短缺而停机的概率基础上,利用k（或更多）套系统良好的二项分布概率估计系统供应可用度。最后,应用边际分析算法确定各项备件的数量。实例分析表明：该方法能优化k/N（G）结构系统各组成部件的库存数量,且与单项法相比具有明显的优势,能以较少的备件费用达到相同的供应可用度目标。     

基于性能保障分析的飞机备件需求预测模型

基于性能的后勤保障其实质就是购买性能而不是传统的购买产品和服务。目前这已成为美国国防部首选的产品保障策略。鉴于目前飞行训练任务期间备件需求量预测方法与定期维修保障模式顶层指标相脱节,预测结果无法适应飞行训练及面向性能保障的需求,文章通过基于性能的保障性分析方法,给出了基于性能保障分析的备件需求规划流程;以维修保障费用最低为目标,飞机使用可用度、备件保障概率、备件利用率等保障性指标为约束条件,建立了基于多约束的飞机备件预测模型。实例应用表明,该方法所获取的备件需求预测量完全基于设备保障性能角度建立,能够满足用户提出的"购买性能"需求,既有利于实现某型飞机系统维修保障顶层设计要求,又增强了备件需求定量预测的可操作性。     

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。     

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%。     

面向任务的航材备件需求预测分析

航空备件是航空装备维修保障的物质基础,装备维修精确化要求对备件需求进行合理预测,而任务是其适时、适量的主要参照对象。本文以备件需求预测为研究对象,以任务为中心,针对备件寿命分布复杂的特点,综合考虑装备使用可用度和经济性约束,利用蒙特卡罗建立备件需求仿真模型,采用边际效益分析优化求解,并用实例验证了模型的可行性和有效性。     

串件拼修对策下K/N(G)结构系统可用度评估建模

针对作战编队自主保障期间,作战单元对装备故障仅具备换件修理、保障单元对备件修复概率小于1的保障特点,扩展备件管理多级(METRIC)模型,建立了装备冗余和外场更换件(Line Replaceable Unit,LRU)冗余结构下非串件策略和串件策略两级单层备件库存保障模型。以备件贮存空间为约束,可用度为目标,对非串件策略系统建立有限解空间下的分层边际优化模型。依据备件保障流程,基于蒙特卡罗仿真方法建立了两级维修保障仿真模型。实例分析结果表明:当系统可用度较低,采用串件策略能极大提高系统可用度;仿真结果与解析结果一致,本文建模方法正确。模型可为保障决策者制定编队随行备件方案提供参考。     

动态保障结构下多级多层备件配置优化建模

针对作战编队执行长时间、远距离任务期间,编队后方保障站点变更的情况,结合部队维修保障的特点,基于可修复备件多级管理(METRIC)理论,通过计算编队剩余备件分布规律,建立了动态保障体系结构下基于时变可用度的三级两层备件保障模型。以备件储存空间为约束,可用度为目标,建立了分阶段边际优化模型。列举实例,采用分阶段边际算法对备件方案进行优化,对比分析了动态保障结构下和固定保障结构下装备可用度随时间的变化,并采用蒙特卡罗仿真方法对案例进行实验验证。案例结果表明:采取多个后方站点的保障方式能有效提高装备可用度;案例仿真实验结果与解析结果误差在4%以内。模型可为保障决策者制定备件方案提供辅助决策工具。     

基于遗传算法的航空备件费用优化研究

航空备件费用直接影响航空备件保障概率,而备件保障概率又直接影响到备件延误时间,进一步影响到维修保障及装备的战备完好性,因而如何利用好有限的备件费用,得到较大的战备完好率是一个重要的研究课题。本文推导了战备完好率与备件费用之间的函数关系,并利用遗传算法对航空备件优化模型求解进行了阐述。     

基于NSGA-Ⅱ复杂系统航空备件需求研究与应用

目前航空公司对航空备件的需求计算主要针对单个备件进行,这产生一定的误差.因此,本文利用NSGA-Ⅱ多目标遗传优化算法来解决在一定成本约束条件下可用度、可靠度等性能指标均能得到满足.为了便于算法的应用,论文对罚函数进行了改进并进行实例分析.结果表明本方法适于处理航空公司复杂的备件需求决策,并起到一定的作用.