预警机协同潜艇封锁作战建模与仿真

研究潜艇协同作战攻击效能优化问题,由于预警机提供的预警信息不足,在对潜艇封锁作战中影响作战效能。为了解决上述问题,采用统计学方法,统计得出在不同信息质量下潜艇对舰船实施攻击的概率,作为评估效能的依据。提出以预警机测距精度和测速精度作为预警机提供信息的质量标准,对潜艇实施攻击概率作为作战效能评估指标,建立了预警机协同潜艇封锁作战的数学模型和CPN仿真模型。通过CPN Tools软件进行仿真,结果统计得出了潜艇实施反舰导弹或鱼类攻击的概率,表明预警机探测距离是影响潜艇作战效能的关键因素。     

基于有色Petri网的自动化物流系统的研究

针对西安科技大学自动化物流系统的任务规划,在研究有色Petri网相关理论的基础上,采用基于有色Petri网的方法对该物流系统进行建模,并结合实际系统提出了CPN模型描述性定义,然后在CPN Tools环境下对系统出、入库操作两种操作和出、入库和移库3种操作进行仿真,通过对系统模型状态空间的分析,验证了有色Petri网应用在物流系统中的通用性以及该系统具有有界性和活性等特性,进一步论证了该物流系统任务规划的合理性,为整个系统的稳定性和多任务的协调操作奠定了理论基础。     

基于CPN的进路式联锁调度建模及其分析

提出一种基于有色Petri网(CPN)的进路式联锁调度算法模型,其中包括对联锁调度过程中机车的任务内正常行驶、进路联锁运算、机车驶离任务路线、闯入未开放进路、故障处理恢复等情况建立了清晰的模型。并利用CPN Tools对模型进行仿真验证与分析,结果表明该联锁调度CPN模型正确模拟了井底机车运输调度,对于机车调度是安全可靠的。     

失事潜艇高压援救快速减压控制仿真研究

研究快速对失事潜艇救生问题,高压援救/饱和减压技术是目前援潜救生领域的研究重点.针对现有失事潜艇通风系统不具备高压环境快速减压控制功能,且通风量无法满足破损状况下艇内实际需求.为改善失事潜艇通风条件,实现快速减压技术建模,开发了基于MPTT的减压模型和基于混杂Petri网(HPN)理论的失事潜艇高压援救过程控制系统.通过对系统的一系列仿真研究,结果证明系统能够稳定地维持失事潜艇艇内生存环境,能够执行快速减压操作保障艇员安全返回水面.     

空投主动声自导鱼雷反潜仿真与分析

建立了某型空投主动声自导鱼雷在特定海洋环境下的反潜模型,并在主动声纳方程的基础上,对潜艇目标强度、鱼雷干扰噪声级对鱼雷主动声自导作用距离的影响进行了分析.另外,还对单枚空投主动声自导鱼雷对定向定速潜艇的攻击过程进行了仿真模拟,在不同的距离和舷角上分析了仿真得出的数据,得出了该型鱼雷反潜的一些基本规律,如潜艇处于鱼雷的主动声自导作用距离之内时,鱼雷对潜艇的命中概率最高,鱼雷投放于潜艇的艇首舷角命中概率也较高.对研究潜艇对抗空投主动声自导鱼雷的方法具有重要的参考作用.     

潜射弹道导弹时潜艇运动仿真的数学模型

通过操纵潜艇使之满足水下发射弹道导弹时所需的条件,是影响导弹齐射时间间隔的重要因素.为了研究这一动态过程,需要对潜艇的运动过程进行仿真,而建立潜艇运动的数学模型是仿真的关键.潜射弹道导弹时潜艇要受到静力、艇体水动力以及复杂的激变力的作用.采用Gertler六自由度运动方程对潜艇的运动状态进行仿真时,需要充分收集潜射导弹试验数据,掌握潜艇的水动力系数和基本构造,在此基础上合理处理复杂激变力是建立潜艇运动仿真数学模型的关键.该文通过分析水下垂直发射弹道导弹阶段潜艇的受力情况,应用简化的Gertler六自由度运动方程建立潜艇空间运动的微分方程组,得到了用于潜艇运动仿真的数学模型.     

基于EJB和HLA的潜艇作战仿真系统设计与实现

研究的目的是建立一个更具有重用性、扩展性和灵活性的潜艇作战仿真系统。在分析了系统需求的基础上,提出了基于EJB(企业级JavaBean)和HLA(高层体系结构)的潜艇作战仿真系统架构,建立了包含基础模型、装备模型和兵力模型的潜艇作战仿真模型系。详细描述了基于EJB的潜艇作战仿真模型、仿真数据库访问、基于HLA的联邦对象模型以及联邦成员的设计与实现。介绍了系统的部署以及一个仿真实例的运行过程。运行结果表明,该系统运行稳定可靠,部分模型得到重用,验证了系统设计方案的可行性。     

以潜制潜的搜索效能分析与仿真

潜艇在未来的联合反潜作战中将担负重要的使命任务,但是由于潜艇搜索作战仿真模型的匮乏,严重影响了作战研究的科学性.建立潜艇对潜搜索效率模型成为以潜制潜作战研究的瓶颈问题.在认真研究潜艇的搜索过程和影响其搜索效率的各种因素的基础上,分两种情况(反潜潜艇发现目标的距离大于目标开始规避反潜潜艇的距离、反潜潜艇发现目标的距离小于等于目标开始规避反潜潜艇的距离)建立了潜艇对潜搜索效率模型.通过对潜艇搜索效能的仿真分析,提高了以潜制潜作战研究的科学性,给出了保证和提高搜索效率的使用方法.     

面向任务的航空备件需求仿真

航空备件是航空装备维修保障合理的物质基础,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。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,利用蒙特卡洛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。     

基于有色Petri网的成像卫星任务规划建模

在深入分析成像卫星任务规划问题模型要素的基础上,以有色Petri网为理论工具,提出一种基于CPN(Coloured Petri Net)的成像卫星任务规划模型。该模型分为顶层模型、控制模型、目标成像任务规划模型和图像传输任务规划模型,具有良好的模块化和通用化特点。通过设计典型仿真实例,考察所建模型在无任务冲突情况下和在有任务冲突情况下的任务规划能力,验证了所建模型的有效性。所建模型可以为成像卫星任务规划方案的制定提供理论依据。     

改进粒子群算法在舰船备件配置优化问题中的应用

舰船备件在装备系统维修保障等各方面都有着举足轻重的地位,其随舰出海数量的合理性直接影响到保障效率。论文提出基于CLPSO算法的舰船备件配置优化方法,以系统任务可靠度与费用之比为研究问题的目标函数,系统任务可靠度、费用作约束条件构建模型并进行求解。通过实例验证了算法与模型的优越性和可行性。     

Spare parts inventory control considering stochastic growth of an installed base

Installed base is a measure describing the number of units of a particular system actually in use. To maintain the performance of the installed units, spare parts inventory control is extremely important and becomes very challenging when the installed base changes over time. This problem is often encountered when a manufacturer starts to deliver a new product to customers and agrees to provide spare parts to replace failed units in the future. To cope with the resulting non-stationary stochastic maintenance demand, a spare parts control strategy needs to be carefully developed. The goal is to ensure that timely replacements can be provided to customers while minimizing the overall cost for spare parts inventory control. This paper provides a model for the aggregate maintenance demand generated by a product whose installed base grows according to a homogeneous Poisson process. Under a special case where the product’s failure time follows the exponential distribution, the closed form solutions for the mean and variance of the aggregate maintenance demand are obtained. Based on the model, a dynamic (Q, r) restocking policy is formulated and solved using a multi-resolution approach. Two numerical examples are provided to demonstrate the application of the proposed method in controlling spare parts inventory under a service level constraint. Simulation is utilized to explore the effectiveness of the multi-resolution approach.     

军用飞机保障能力评价建模与仿真

在对军用飞机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。仿真出飞机使用可用度（A0）、出动架次率（SGR）、备件延误时间（SDT）、系统无故障工作时间（MTBF）等指标，来评价保障能力。仿真模型可以量化分析影响军用飞机保障能力的各种因素，显示、预测保障系统运行状态，提供辅助决策。通过改变任务计划、备件策略、维修策略。做动态敏感性分析。可以评价不同方案的维修保障能力，改进现有维修保障系统。仿真模型目前应用于航空兵部队团级保障能力评价，今后还将对未定型飞机开展维修保障仿真验证。     

On-orbit servicing: a time-dependent, moving-target traveling salesman problem

The robotic capability of maintaining and repairing space assets, on‐orbit servicing (OOS), has the potential to change the way spacecraft are designed, manufactured and operated. The most common OOS mission concept envisions an orbital “depot”, where consumables and spare parts for spacecraft will be stored. A “servicing platform”, based at this depot, will be used to service a number of client spacecraft and then return to the depot for resupply. We model OOS as a time‐dependent, moving‐target traveling salesman problem and present an algorithm for minimizing the total amount of energy or time required for OOS operations.     

Additive manufacturing in the spare parts supply chain

As additive manufacturing (AM) evolves to become a common method of producing final parts, further study of this computer integrated technology is necessary. The purpose of this research is to evaluate the potential impact of additive manufacturing improvements on the configuration of spare parts supply chains. This goal has been accomplished through scenario modeling of a real-life spare parts supply chain in the aeronautics industry. The spare parts supply chain of the F-18 Super Hornet fighter jet was selected as the case study because the air-cooling ducts of the environmental control system are produced using AM technology. In total, four scenarios are investigated that vary the supply chain configurations and additive manufacturing machine specifications. The reference scenario is based on the spare parts supplier's current practice and the possible future decentralization of production and likely improvements in AM technology. Total operating cost, including downtime cost, is used to compare the scenarios. We found that using current AM technology, centralized production is clearly the preferable supply chain configuration in the case example. However, distributed spare parts production becomes practical as AM machines become less capital intensive, more autonomous and offer shorter production cycles. This investigation provides guidance for the development of additive manufacturing machines and their possible deployment in spare parts supply chains. This study contributes to the emerging literature on AM deployment in supply chains with a real-world case setting and scenario model illustrating the cost trade-offs and critical requirements for technology development.     

备件消耗预测仿真方法研究

准确的备件消耗预测是合理有效地进行备件保障各项工作的基础。在综合分析考虑备件消耗影响因素的基础上，对部件的使用寿命过程进行了仿真，建立了备件消耗仿真预测模型，实例计算了未来一定时间段内的备件消耗量，并与解析法、移动算术平均模型、灰色区间预测模型、平稳过程模型和最小二乘法等方法的预测结果进行了分析比较。实验结果表明：使用仿真方法预测备件消耗量能更真实地反映备件消耗实际情况，并且能够为备件的需求供应提供更大限度的保障，提高备件保障率。     

关于维修策略备件储备的数学模型的探讨

产品的维修性设计是可靠性设计的重要内容之一，替换维修是最节约时间的维修方式，对更换单元采用替换维修的方式，必须具备足够的备品备件。如何确定备件数量，一直是可靠性研究的重要内容之一。本文提出了概率模型、JF模型、改进模型，各有其优越性。希望达到抛砖引玉的目的，有更多更完善的灵敏学模型被提出。     

基于工程应用的备件分析及仿真研究

为解决型号研制中备件分析流程指导性不强、备件预测计算模型选控对比原则缺失、备件配置大量冗余的现状,从装备使用维护任务出发,开展基于工程应用的备件分析方法及仿真研究.依据行业标准规范,结合型号备件配置经验,制定基于工程应用的备件分析流程.以最少的保障资源需求满足装备固有的可靠性和安全性水平为前提,开展预防性维修备件分析,建立航空装备状态与保障资源的映射.选取适用于工程应用的修复性维修备件预测模型,基于Matlab仿真完成各预测模型选控对比研究.通过开展基于工程应用的备件分析及仿真研究,可实现航空装备备件的定性分析和定量计算,减少备件冗余,提高装备可用性和备件资源利用率.     

基于改进遗传算法的不规则图形排样

针对大规模零件和布料优化排样问题,研究遗传算法在智能排样中的应用及其在智能优化排样中的优缺点。以传统遗传算法优化排样为基础,提出一种改进的基于遗传算法的优化排样算法,利用图形间的相似度对图形群体进行分类,降低遗传算法的时间复杂度。实验结果证明,该方法在时间复杂度上优于传统的遗传算法优化排样,适用于大规模的图形排样系统。