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。     

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%。     

装备自主维修保障的维修与库存联合优化

装备自主维修保障系统(ALS)的核心是在网络化维修保障体系内由装备剩余使用寿命评估(RULE)信息驱动维修保障决策,其能有效降低装备寿命周期成本、提高装备使用可用度.在分析RULE特性与ALS运行机制的基础上研究了ALS中装备维修和备件供应等各类成本的产生机理,以单位时间成本最小为目标提出了基于RULE的维修与库存联合优化模型,应用Monte Carlo仿真方法设计了求解最优维修保障成本的算法,并分析了RULE的漏检率与虚警率对维修保障效能的影响.     

成本约束下多-单维修备件协同库存控制优化方法

通过对维修备件库存控制方法研究,针对需求服从泊松概率分布的维修备件多-单(Multiple-Single)协同库存控制系统,在成本约束条件下提出了一种带有调度的维修备件协同库存控制优化数学模型及其仿真算法。在成本已知情况下,数学模型及其仿真算法能够在给出多-单协同库存控制系统最佳服务水平的同时优化协同库存控制参数s,S,为提高装备或设备维修备件保障服务规划的可执行性和服务水平提供了一种有效的方法。     

串件拼修对策下两级备件维修供应系统动态管理模型

 在备件维修供应系统日常运作中,通过对库存和维修资源分配进行动态管理,能够在现有库存配置方案下提高保障效能。针对串件拼修对策下两级维修供应系统,分别建立了有限维修资源约束下多维修渠道故障件的送修和库存分配动态管理模型。根据备件库存动态分析模型(Dyna-METRIC)原理,建立了保障系统的蒙特卡罗仿真模型,并将动态管理模型嵌入其中。使用传统先到先服务(FCFS)原则和指定可用度目标确定不同初始库存配置方案,将这些方案作为仿真模型输入进行仿真试验。结果表明,采用本文模型后保障系统效能相比传统FCFS原则有了明显提高,证明了模型的正确性。     

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。     

零备件的多点库存单向转运模型与算法

 横向供应管理是提高装备保障效率的有效途径,传统的研究通常假设转运在所有库存站点之间进行,但这种转运结构在很多应用领域都并非是最好的选择。针对该问题,提出了适用于具有不同缺货费用的横向供应策略下的多点库存单向转运模型,运用一种简单有效的启发式算法对模型进行求解,算法的正确性通过仿真进行了验证。数值实例表明单向转运模型能够有效地提高系统的满足率、可用库存量和缺货水平等性能参数,同时反映了所采取的转运措施对库存系统的影响,对于完善备件库存理论具有重要意义,为制定合理的备件优化方案提供决策依据。     

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。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

基于遗传算法的航材周转件多周期库存优化

为了应对航材需求和降低成本,针对航材周转件库存优化问题,建立了一个考虑需求预测的多周期优化实例模型。根据模型特点采用遗传算法（GA）进行求解。用某航空公司航材周转件库存实际数据进行了优化计算,计算结果表明,基于遗传算法的多周期优化在基本满足航材需求的同时可降低总库存成本。     

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。     

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。     

航空发动机使用可靠性研究

以航空发动机使用可靠性为研究对象,结合可靠性数据,利用3种不可靠度函数,对数据进行拟合分析。在对可更换件可靠性分析的基础上,利用模糊理论对影响备件权重的故障率、重要性、可修性和国产化进行综合分析,使各个备件的权重更加合理。采用备件需求优化保障模型,给出了在满足要求的保障率时所需的最小费用和配件数量。利用发动机维修改进后使用过程中的故障数据,对发动机在使用阶段的可靠性增长情况进行分析,从而判定了维修改进的合理性。所得结果可为发动机使用维护提供一定的参考。