一种用于装备保障的修复性维修模型及其实现方法与流程

本发明涉及仿真模型应用，并且更具体地，涉及一种用于装备保障的修复性维修模型及其实现方法。

背景技术：

1、随着信息化快速发展，现有装备使用体系已逐渐由单型号装备使用改为多体系装备联合使用，针对新型使用方式，要考虑多种因素对于任务执行的制约，为提升装备保障体系的使用效能，需要多方面联合考虑。如何评估多型号装使用的任务成功情况？如何考虑装备故障对装备体系的使用性能影响？这都是亟需解决的问题。

2、装备列装后的频繁使用、装备磨损、部件老化、人为不当操作、环境影响等，会带来装备的维修量大、维修效率低等问题。装备维修是以故障装备或者需要定期维修检查的装备为对象，建立维修点开展其对应的维修行为。现有方法多着重于对单台装备的维修方法、方式进行分析，通过解析算法来确定如何快速实现单台装备的维修，而无法对多台装备的维修进行决策和判断。仿真系统在装备维修领域的运用，为快速、高效的装备维修提供优化决策成为可能，因此，研究装备的维修仿真模型及其实现方法成为重点之重。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出一种用于装备保障的修复性维修模型及其实现方法。根据本发明的一个方面，提出一种用于装备保障的修复性维修模型，其包括：仿真输入单元、任务生成单元、任务执行单元、修复性维修单元、数据收集单元和任务评估单元；任务生成单元包括任务队列生成子模型和装备调用子模型，其中，所述任务生成单元根据所述输入单元输入的输入信息调用任务队列生成子模型，生成任务队列表；并同时启动装备调用子模型；所述装备调用子模型根据仿真输入单元共同确定所述任务队列表中每个任务所需的装备、应有数量、最小数量；所述任务执行单元根据所述任务队列表执行任务；在任务所需的装备中，状态为“待命”的数量是/否大于任务所需最小装备数量来判断任务是否启动，任务启动进入任务执行单元，任务不能启动记录本次任务失败数据；任务启动后，修复性维修单元根据所述任务队列表和所述相关装备数据信息，生成故障队列信息；基于故障队列信息，修复性维修单元执行修复性仿真计算；所述数据收集单元收集修复性维修单元在仿真计算中的中间数据、结果数据、装备状态数据、仿真时间数据，并将所述中间数据、结果数据、装备状态数据、仿真时间数据送入所述任务评估单元，进行装备保障性能统计分析和评估。

2、优选地是，所述修复性维修单元包括：运输事件执行子模型、装备故障发生数学子模型、维修保障过程子模型、故障事件生成子模型、维修任务执行子模型以及仿真时间推进器。

3、优选地是，所述输入单元包括：作战想定、保障组织、维修模型、维修工作、保障资源、装备模型、环境信息系统。

4、优选地是，所述作战想定包括作战单元和任务剖面信息；装备模型包括部件信息和装备结构；保障组织包括站点信息和供应结构；维修模型包括预防性维修信息和修复性维修信息；维修工作包括维修活动和资源需求；保障资源包括资源类型和资源部署；其中，所述装备模型与作战想定模型一起，构成输入单元中的装备单元任务模型，以装备体系任务输入和装备单元任务强度为约束；所述保障组织模型，包括两级保障组织，分别为基地级和站点级；所述保障资源模型包括人员部署和备件部署。

5、优选地是，所述装备故障发生数学子模型为：

6、设装备s由m个部件单元构成，其组成逻辑为：

7、s＝{z1,z1,…,zi,…,zm}

8、已知基本部件单元的失效概率分布函数为：

9、fi(t) (i＝1,2,…m)

10、部件单元i的状态变量表达式为：

11、

12、装备t时刻的状态变量逻辑表达式为：

13、x(t)＝[b1(t),b2(t),…bi(t),…bm(t)]

14、装备t时刻的状态变量为：

15、

16、则装备状态变量结构函数为：

17、φ(x(t))＝φ(t)。

18、优选地是，维修保障过程子模型包括如下计算过程：找到故障单元；判定本级是否能修，如果是，判断是否到达最大维修次数，如果不能，则直接送到上一级的维修基地；如果没有达到最大维修次数，进行直接维修和换件维修抽样；基于多服务台排队模型，进行维修资源申请，判断维修资源是否满足；如果资源到达且维修资源满足，进行直接维修时间抽样或换件维修时间抽样；进行部件修复性维修时间抽样；修复性维修过程结束。

19、根据本发明的另一个方面，提供一种用于装备保障的修复性维修模型的实现方法，包括：

20、首先要构建输入单元，所述输入单元含有维修性维修模型的设计参数和评估目标，并且所述输入单元包括：作战想定、保障组织、维修活动、维修工作、保障资源、装备模型、环境信息系统；构建包含装备调用子模型的任务生成单元，其基于输入单元的输出信息生成任务队列，并对任务队列进行排序，建立事件队列表；构建任务执行单元；构建修复性维修单元；构建数据收集单元，所述数据收集单元记录处理驱动事件的中间数据、结果数据、装备状态数据、仿真时间数据；构建任务评估单元，进行装备保障性能评估。

21、优选地是，所述构建修复性维修单元的过程包括：1)建立装备故障发生数学子模型；2)基于修理时间服务台模型，建立维修保障过程子模型；3)基于故障事件生成算法，建立故障事件生成子模型，生成故障事件表；4)建立维修任务执行子模型；5)设置仿真时间推进器；所述故障事件生成子模型对事件队列表进行随机试验，确定最先发生故障的故障事件，启动仿真时间推进器，仿真时间推进器将仿真时间调到该故障事件发生故障的时刻；所述修复性维修单元确定故障事件发生后应处理的驱动事件，包括备件供应、修复性维修、换件维修和处理驱动事件的开始时刻、持续时间、延误时间。

22、优选地是，所述修理时间服务台模型如下：

23、装备平均服务率μ为：

24、μ＝(m1×μ1+m2×μ2+…+mn×μn)/(m1+m2+…+mn)

25、装备总的服务台个数c为：

26、c＝m1+m2+…+mn；

27、假定受损装备的时间到达强度是λ，其中故障属于飞发类，需要由飞发类修理服务台修理的比例为k1(0<k1<1)，故障属于特设类，需要由特设类修理服务台修理的比例为k2(0<k2<1)，以此类推，其中需要满足归一化条件，即实际的飞发类故障部件的到达强度是k1λ，特设类故障部件的到达强度是k2λ，则有：

28、ws＝max(ws1，ws2，...，wsn)

29、式中，如果装备故障修理装备中没有使用服务台，则对应的平均逗留时间wsi项为零，单个服务台平均修理时间txl为

30、txl＝mttr+δtrydk+δtrycz+δtryst+δtsbsl+δtsssl+δtbjql。

31、优选地是，所述建立故障事件生成子模型的过程包括：利用立装备逻辑数学模型，确定正在运行的设备数，以及各个设备的零件数；确定随机抽样数据；基于所述随机抽样数据，产生随机数；对随机数进行直接抽样；记录设备故障类型，写入故障事件表，记录零件无故障时间。