装备保障建模仿真研究

为了评价作战单元的战备完好性、持续作战能力和保障能力,根据系统工程的建模仿真思想提出了装备保障建模研究的仿真概念模型,并以军用飞机为例对装备保障仿真试验进行了分析,包括任务、功能、维修过程和资源利用建模过程等。     

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。     

基于DoDAF的装备保障任务建模与仿真的验证

装备保障任务建模与仿真是装备保障性能分析的基础,针对装备保障任务层次结构复杂、结构动态变化的特点,文章采用美国国防部体系结构框架(Department of Defense Architecture Framework,DoDAF),对装备保障任务建模需求进行分析,选取相应的DoDAF产品进行目标、资源、活动及活动间关系描述,探讨装备保障任务的分解原则,对装备保障任务进行逐级分解,建立保障任务模型,采用Telelogic SA(System Architect)软件构建装备保障任务的仿真模型,并以美国"尼米兹"级航母对岸作战航空保障任务为例,分析其任务成功率,对建立的模型进行仿真验证,证明了模型和方法的有效性。     

装备虚拟保障系统的概念及其技术框架

针对传统的装备保障系统仿真存在的不足,在理解保障系统的物理意义的基础上提出了虚拟保障系统的概念,分析了虚拟保障系统的特点和优点,提出了虚拟保障系统的技术框架,其主要包括保障对象建模、系统任务建模、保障系统建模、离散事件仿真和可视化仿真。在建模过程中考虑了实体的三维模型,包括保障对象和保障系统中的资源实体,构建了保障任务的虚拟设计环境。最后讨论了虚拟保障系统的运行与评价方法,可在装备的研制阶段和使用阶段为保障系统的设计、分析和评价提供技术手段。     

串件拼修对策下多级维修供应的装备系统 可用度评估

 实施串件拼修对策是提高装备保障效能的有效途径,能够在现有保障条件下使装备可用度达到上限。针对该问题,在备件多级维修供应模式下,根据串件拼修的特点,并结合可修复备件库存分配建模理论(METRIC),建立了非串件系统、串件系统以及不完全串件系统可用度评估模型。研究了串件对策下装备保障效能的分析流程和方法。通过实验设计,确定初始备件库存方案,在给定的方案下,对不同串件对策下装备的可用度进行评估。采用VMETRIC平台对模型进行验证,结果表明,本文模型结果与VMETRIC仿真结果具有相当高的吻合度,证明了模型的正确性。     

基于使用数据的航空装备保障效能仿真基准模型构建方法

针对当前保障效能仿真技术引入国内后一直无法在型号应用中取得良好效果的现状,创新性地提出了基于使用数据的航空装备保障效能仿真基准模型构建方法。首先,在自主研发保障效能仿真平台ILSLab-Sims的基础上,提出了一套完备的使用数据采集方案;其次,在对航空装备维修保障过程分析的基础上,运用离散事件建模方法和计算机建模与仿真技术建立了飞机维修保障仿真模型;然后,以完好率为校验指标,提出了一套基于Z检验确定保障效能仿真基准模型的校验方法;最后以某典型航空装备为例,对上述基准模型构建方法的有效性进行了验证,并做了进一步的应用分析。     

基于分层着色Petri网的地空导弹装备维修建模

讨论了一种基于分层着色Petri网理论建立地空导弹装备基地级维修系统模型的方法.该方法运用着色Petri网理论克服了以往用普通Petri建模的不足,细化了其系统模型的中间过程,有利于模型分析和仿真实现.     

考虑依赖性的多部件系统状态维修优化仿真建模

针对多部件系统状态维修决策建模存在的不足以及现有模型难以推广到实际应用的问题,提出考虑经济、结构和随机3种依赖性的多部件系统仿真建模和优化方法.首先,利用Gamma退化过程对部件退化进行描述,并给出模型参数估计方法.然后,结合多部件系统的维修作业流程、组成关系和故障历史等信息,分别提出经济依赖性强度矩阵、结构依赖性可达矩阵和随机依赖性概率矩阵对3种依赖性进行建模.最后,同时考虑部件级和系统级决策,构建多部件系统期望周期费用仿真模型,并针对该仿真模型特点,提出了用单纯形算法(NMA)改进的遗传算法(GA)优化求解的过程.某电传系统实例仿真结果表明:多部件系统的3类依赖关系对维修决策的影响不可忽略,考虑依赖性和成组维修的存在能够节省平均维修费用,且使得维修决策优化更加符合实际,验证了所建模型和优化方法的有效性.     

基于Agent的飞机使用可用度仿真论证

采用基于Agent的建模方法,以飞机、维修人员、维修保障资源等为对象建立Agent模型,分析确定各Agent对象之间的交互关系以及通信机制,仿真分析使用可用度与各项RMS参数之间的定量关系和确定合理的使用可用度指标,并结合案例对仿真模型进行了验证。     

基于任务转换的维修保障手册规划研究

装备作战条件下的快速响应与机动保障是衡量装备后勤保障能力的重要体现。装备作战条件下的任务剖面转换维修保障工作直接影响任务的及时和完好,人力的科学调度、维修程序的合理化程度、备件的满足情况、保障设备和工具的通用化等因素成为转换维修保障工作的重要支撑内容。传统的保障措施主要依靠维护规程、维修手册和用户总结的材料,内容分散且存在缺失,保障流程不统一,效果差。针对任务转换的时间指标要求高、保障流程复杂、涉及专业面广、工作量大等特点,本文对基于任务转换的维修保障手册进行了系统全面的规划。     

基于MDP-GERT的航空装备维修保障流程优化研究

针对航空装备维修保障中存在的维修保障能力难以满足保障需求的问题,结合马尔科夫决策过程与图示评审技术,提出了一种新的航空装备维修保障流程优化模型。首先在GERT网络中嵌入决策节点,以总维修时间为目标函数,构建了航空装备维修保障流程MDP-GERT网络模型;然后利用策略迭代法和蒙特卡罗仿真技术,给出了模型的求解方法;最后,结合案例得到多机充氮流程的优化工序和预计时间,验证了模型和算法的可行性和有效性。结果表明:利用该模型对保障流程进行优化,能够有效地为缩短维修保障时间提供决策支持,提高维修保障效率。     

基于工效分析与过程仿真模型的机载设备拆装时间评估方法

机载设备拆装时间是重要的维修性设计指标,是选择或优化设计方案的重要参数。提出一种以过程 仿真模型为基础,综合考虑维修作业复杂度和维修工效评估结果的拆装时间综合评估方法。首先,将机载设备 拆装过程分解为基础维修活动单元,规划仿真过程并建立仿真模型;然后,使用模特分析法分析基础维修活动 时间,并根据维修作业复杂度与维修工效综合评估结果确定维修时间修正系数,修正基础维修活动时间;最后, 根据基础维修活动时间和工作流程评估机载设备拆装时间,并以飞机发动机拆卸时间分析为例进行应用验证。 结果表明:该方法可对机载设备拆装时间进行准确评估,能够满足飞机研制的需要。     

航空发动机多状态寿命控制策略与仿真研究

航空发动机寿命控制是航空装备维修保障工作的重要内容,针对当前航空发动机状态寿命多、使用控制策略单一、状态寿命消耗浪费严重等问题,利用多目标决策模型,分别考虑多种状态寿命消耗约束,提出基于航空发动机多状态寿命的控制策略;在利用Simio 3D 构建发动机使用流程仿真模型的基础上,将所提寿命控制策略进行注入,验证所提策略的合理性和可行性。研究结果能够为航空装备使用单位和维修人员制定发动机寿命控制策略提供技术支持和方法参考。     

基于灰色层次分析法的装备维修保障能力评价

针对装备维修保障能力的评价问题,建立了维修保障能力评价指标体系,运用灰色层次分析法对维修保障能力进行评价,详细描述了利用该方法进行评价的基本步骤。该方法能消除因专家差异给评价结果带来的不确定性,从而提高维修保障能力评价的精确度。最后,通过一个实例计算,验证了灰色层次分析法应用于维修保障能力评价的正确性和实用性。     

基于拆卸及扩展广义随机 Petri网的维修性仿真

在装备研制早期,难以有效地利用试验的方法进行维修性估计,此时适合采用仿真手段。对于机械系统拆卸路径的分析与优化,先基于赋时变迁Petri网建立拆卸Petri网模型,再利用A＊算法搜索最优拆卸路径,并确定拆卸时间。为了建立系统整个维修事件的过程模型,对广义随机Petri网进行了扩展,将其延时变迁与实际分布关联,对基于变迁的维修作业之间的逻辑关系进行了描述,并给出了基于蒙特卡罗法的维修时间仿真算法。最后,以对某火炮装备发射系统不击发故障的分析与排除为例,仿真计算了维修时间均值与方差,并对结果进行了分析。     

基于RBF网络的航空装备维修保障能力评估

维修保障能力评估工作是航空装备全系统全寿命管理的一项重要内容.科学精确的维修保障能力评估方法是实现航空装备精确化保障的基础,对促进航空装备的信息化建设具有重要的意义.首先建立了航空装备维修保障能力评估指标体系,确定了关键要素指标,然后建立了基于RBF神经网络的航空装备维修保障能力评估模型,仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于MFBD的多级多层系统修复性维修过程建模与仿真

由于装备复杂程度的提高以及维修过程的不确定性,对复杂可修系统修复性维修(CM)过程的分析一般基于概念模型进行仿真.通过建立随机的维修功能框图(MFBD),考虑装备测试性设计对维修过程的影响,建立了支持多级多层(MIME)维修活动的仿真模型,同时该模型也支持维修活动间复杂层次及逻辑关系的描述.给出了考虑资源等待时间的复杂可修系统的平均修复时间仿真计算方法,建立了复杂可修系统的修复性维修过程仿真应用案例.通过对测试性设计参数等不同影响因素的调整进行敏感性分析,验证了模型的正确性和适用性.     

改进的细菌觅食算法在航空装备维修任务调度优化中的应用

以海军航空装备定检维修工作为原型,将一种新兴的仿生全局随机搜索算法--细菌觅食优化算法应用到该类任务调度问题的解决中,对算法进行了改进,增强了全局寻优能力,并将其应用于工程实践,对维修任务工序进行优化调度.对于提高航空装备维修工作效率和指挥自动化水平,提高资源利用率,降低保障维修费用,有较好的应用价值.     

基于MAS仿真的保障机构维修保障能力评估指标研究

对于由大量不同型号舰艇所构成的舰艇编队,其维修保障系统中涉及各类维修保障资源,如人力、备件、设备、设施等,为了确保舰艇编队具有较高的战备完好性和任务成功性,这些维修保障力量一方面应具有很强的自身能力,另一方面还应具有很强的协同工作的能力。文章针对舰艇编队的维修保障问题,分析维修保障力量的各影响因素,在协同工作的背景下,采用Multi-Agent System(MAS)仿真构架,对这些维修保障力量建立评估指标,建立评估指标,达到资源投入少、保障时间短、保障效果好的保障目标。