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。     

多指标约束下考虑报废的可修复备件携行方案优化

针对任务期间普遍存在的故障件报废和备件多指标约束问题,提出了多层级装备的可用度近似评估方法及携行备件方案优化方法。首先通过忽略维修时间将考虑报废率的多层级可修件转化为单层级消耗件,进而利用伽马分布的可加性建立装备可用度评估模型。在此基础上以装备可用度、备件总质量为约束指标,以备件总体积最低为目标构建多约束备件优化模型。模型求解过程中引入拉格朗日因子,并采用边际算法对约束因子进行动态调整。算例中通过与仿真结果的对比、分析得出：当维修时间取值在部件等效平均寿命的一半以内时,提出的近似方法合理可行,平均误差小于5%。     

基于可靠性数据的航材备件需求预测方法

航材备件的需求预测已成为装备综合保障领域研究的难点.主要对各部件寿命分布类型进行归纳与总结,建立多数零件服从寿命分布类型的需求预测模型,并对军机执行任务这一特殊情况建立了战损备件预测模型.以可靠性数据为研究基础,对正态分布、指数分布、威布尔分布等备件进行分类分析,根据实际情况逐步精确备件保障概率的取值.计算结果表明,方法能给出合理的备件保障概率和备件需求预测结果.     

航空装备备件需求量的概率区间计算方法

科学合理地解决备件配置问题一直为人们所瞩目,备件配置数量的多少不仅影响装备的维修甚至影响装备的战备完好率。计算备件需求量的传统模型是概率模型,然而概率模型中的分布参数往往有一定程度的不确定性。本文对概率模型中含有有界不确定参数的备件需求量计算问题进行研究,根据航空装备备件的分类,分别提出了寿命服从指数分布、正态分布和威布尔分布部件的备件需求量的概率区间确定方法。所提出的方法较好地解决了分布参数有界不确定时航空装备备件的配置问题并能够充分保证备件的保障率,进而提高航空综合保障水平。最后,通过数值算例说明了该方法的有效性和实用性。     

民用航空发动机引气系统部件寿命建模

针对飞机维修工作中发动机引气系统故障率较高问题,以寿命数据分析为基础,运用威布尔分布模型定量评估航空发动机部件可靠性,建立了民用航空发动机引气系统部件可靠性寿命模型。以V2500发动机引气系统为例,收集了该系统的可靠性数据,分析了部件的非计划拆换情况。在数据计算过程中采用3参数威布尔分布模型对引气系统部件的寿命数据进行拟合。假设检验结果表明,在对部件进行寿命可靠性分析时,运用威布尔分布建立的数学模型符合客观规律,且能够取得良好的拟合效果。依据计算出的部件可靠性特征量对部件的可靠性状况进行定量评估,结果表明:在评估复杂机械电子系统的可靠性时,威布尔分布模型具有较大应用价值。     

任意结构系统的备件可用度评估模型

备件可用度评估是维修保障能力评估的重要内容。给出了部件失效服从指数分布的任意结构系统的备件可用度评估模型,该模型可以在已知系统结构函数、系统初始状态以及工作时间的条件下,计算不同备件方案的备件可用度,为维修保障指挥提供决策依据。     

任务期间考虑故障件报废无补给下的多级装备可用度评估

针对任务期间普遍存在的故障件报废问题,提出了一种适用于多等级多层级航空装备的可用度近似评估方法。首先通过忽略维修和运输时间将存在报废率的可修件等效为消耗件,然后分别通过后方保障中心对飞行基地备件量的分配以及下层级部件对上层级部件备件量的折算,将多等级多层级备件模型转化为单等级单层级模型,最后利用伽马分布的可加性得到整个保障系统的装备可用度。在实际算例中,通过与仿真结果的对比得出:当维修和运输时间较小或飞行基地备件配置充足时,本文提出的近似评估方法具有较高的精度。     

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。     

考虑多类维修优先权的多级维修供应系统库存控制

备件筹措与保障站点的维修能力和故障件维修机制密切相关。在经典VARI-METRIC模型上,拓宽了模型中"无限维修总体"和"先到先修"的假设条件,基于排队理论,考虑维修优先权对维修过程的影响,对故障件的维修周转时间进行了修正,建立了具有多类维修优先权的备件初始库存优化模型。构造了多站点优先权分配的目标函数,采用智能优化算法对优先权分配方案进行了优化;根据所得方案,采用边际优化算法进行了备件库存优化,提出了采用智能优化算法和边际优化算法对优先权分配方案和备件库存进行分步优化的方法,并开展了算法复杂度分析。算例分析表明,考虑优先权的备件配置方案在满足各项保障效能指标的同时,显著降低了备件购置费用;分步优化的方法在有效降低运算时间提高计算效率的同时保持了一定的计算精度。提出的模型和优化方法能够为装备保障人员制定合理的保障方案提供决策支持。     

不确定运行环境下航空发动机部件寿命计算

针对传统航空发动机部件寿命计算方法没有考虑发动机实际运行环境的问题,提出1种基于传感器数据的部件寿命计算方法。首先构建含有涡轮叶片热机械疲劳寿命模型的仿真系统,利用Monte Carlo仿真来获取不同运行环境下叶片寿命数据,采用威布尔分布计算叶片失效概率,得到叶片等效使用寿命。结果表明:运行环境对发动机部件寿命及失效概率有重要影响,而基于传感器或机载模型数据的部件计算方法可以有效避免传统计算方法的缺陷,将发动机实际运行环境纳入到寿命计算中,为寿命延长控制、寿命管理等相关研究提供精确的部件寿命。     

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。     

常见寿命分布组件初始贮存方案评估及优化

针对"长期贮存,一次使用"装备初始贮存方案评估及优化问题,分析了常见寿命分布组件的可靠度模型,建立了贮存期内组件及装备完好数量评估模型;以达标概率指标为约束条件,组件初始购置费用为优化目标,建立了组件初始贮存方案优化模型,提出了基于边际效益值的优化方法,开展了算法复杂性分析。算例分析表明,所建初始贮存方案评估模型的评估精度较高,优化后的初始贮存方案能够在满足达标概率要求的同时,使得组件购置费用最低。边际优化算法在保持计算精度的同时有效提高了计算效率。提出的模型和优化算法能够为装备保障人员制定合理的装备单元贮存方案提供决策支持。     

备件携行量研究方法综述

备件是舰载机在海上执行维修保障任务的重要资源,而备件数量的配置受成本、储存空间与使用可用度等因素的影响。针对出航准备阶段备件携行量的确定问题,分析和总结了当前备件数量配置方法的研究现状,重点对基于间断型历史数据的备件需求预测法、先维修后备件的序贯优化法以及维修与备件的联合优化法进行了综述,并从成本、舰船储存空间与使用可用度等角度分析了3种方法的特点与适用场合,认为联合优化是备件携行量的最佳计算方法。结合已有的研究基础,对备件携行量联合优化方法未来的研究重点与趋势进行了展望。     

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。     

考虑备件约束的多部件串联系统使用可用度计算方法

使用可用度是衡量装备系统保障效能的重要指标,而备件供应是保障活动中的关键,故在计算系统的使用可用度时有必要考虑备件约束对其的影响。在现有的使用可用度计算方法中,马尔可夫更新理论很少用于分析考虑备件的系统,基于库存理论的可用度计算模型没有考虑备件供应延误对系统更换维修活动的影响。为了解决以上问题,首先将整个系统故障与维修过程分为故障系统的更换维修和故障件的维修周转2个子过程,并分析了2个子过程之间的影响关系;然后给出一种考虑备件约束的多部件串联系统使用可用度计算模型;最后实例分析表明,该模型可以方便地计算多部件串联系统的使用可用度,且与库存理论中的计算模型相比,该模型计算结果与仿真结果更为接近。     

电机控制及配电系统备件优化配置

为了提高舰船电力系统的运行安全性和设计科学性,研究了舰船电力系统电机控制及配电系统的备件设置对电力系统脆弱性的影响。提出了综合考虑降低费用、重量、体积等约束条件,以多尺度综合脆弱度范数最小与资源消耗规模最小为双目标的优化模型;根据满足率的要求确定舰船电力系统电机控制及配电系统的初始备件配置方案,再利用边际优化方法得到最优备件配置方案。实现在网络结构不变的前提下,通过合理配置节点元件备件数量,达到提高舰船电力系统健壮性的目的。最后以复杂环形舰船电力系统为例对模型及算法进行了验证。     

Configurationmodelofpartial repairablesparesunder batch ordering policy based on inventory state

Rational planning of spares configuration project is an effective approach to improve equipment availability as well as reduce life cycle cost （LCC）. With an analysis of various impacts on support system, the spares demand rate forecast model is constructed. According to systemic analysis method, spares support effectiveness evaluation indicators system is built, and then, initial spares configuration and optimization method is researched. To the issue of discarding and con-sumption for incomplete repairable items, its expected backorders function is approximated by Laplace demand distribution. Combining the （s-1, s） and （R, Q） inventory policy, the spares resup-ply model is established under the batch ordering policy based on inventory state, and the optimi-zation analysis flow for spares configuration is proposed. Through application on shipborne equipment spares configuration, the given scenarios are analyzed under two constraint targets：one is the support effectiveness, and the other is the spares cost. Analysis reveals that the result is consistent with practical regulation;therefore, the model＇s correctness, method＇s validity as well as optimization project＇s rationality are proved to a certain extent.     

基于 D-S证据理论和模糊综合评判的导弹备件品种确定

为提高导弹备件品种确定的科学性，从备件配置效果好坏这一实质出发，概述了D—S证据理论，分析了基于D—S理论和模糊综合评判的导弹备件品种确定步骤，描述了建模过程，并结合实例具体演示了该模型的运用。实例结果表明了该方法的可行性和优越性。