大型复杂装备虚拟维修训练系统设计

提出基于虚拟现实技术、虚拟样机技术和过程仿真技术的大型复杂装备虚拟维修训练系统设计方法。将系统划分为虚拟样机和虚拟维修过程仿真控制两大部分,虚拟维修仿真控制又包括虚拟环境生成和输出、人机交互、维修任务控制和虚拟样机及工具行为状态控制等4个模块,阐述每部分的组成和实现方法。在此基础上,重点研究基于维修知识描述网( MKDN)的维修知识描述方法,设计沉浸式虚拟维修训练系统仿真控制流程。所提供的方法和流程在某型导弹装备虚拟维修训练系统上得到了成功的应用。     

基于Petri网的维修保障流程多层次仿真模型研究

基于Petri网的武器装备系统维修保障流程多层次仿真模型，从简单Petri网开始，用子网代替初始简单网的库所或变迁，自顶向下重复至理想的细化程度．系统的装备、资源及其动态协作关系用Petri资源、库所、变迁描述．其建模过程为：分析维修保障活动→划分活动为独立事件→建立保障流程描述的上层Petri网模型→分析独立的任务过程→得到子过程模型→基本事件的Petri网模型→利用模型仿真计算整个流程的参数及提出改进建议．并以飞机轮胎刹爆维修保障过程详述了该模型的建立．     

基于改进Petri 网的装备维修资源需求预测

为解决维修工作分析方法在装备维修资源预测中存在的不足,提出一种用维修工作Petri网(maintenance task Petri net,MTPN)来描述装备维修过程的方法.基于Petri网理论并结合装备维修过程的特点,以某装备液压机构的故障维修为例,建立MTPN模型,并得出所需维修资源的种类和数量.实例结果表明:该方法对装备维修过程的描述清晰直观,得出所需装备维修资源的种类和数量准确详细.     

基于HTCPN的装备维修仿真与资源需求确定

针对维修工作分析法(MTA)确定维修资源繁琐复杂,不能体现占用型资源的占用与释放过程的问题,提出了采用Petri网理论来描述维修过程的方法。考虑维修工作特点,对Petri网进行改进,使用层次时间颜色Petri网(HTCPN)建立装备维修过程模型。运用基于JAVA环境下的PIPE软件对模型进行分析和仿真,直观展示出资源占用、释放和消耗的过程,并提取维修过程所需维修资源。以某自行发射装备液压系统故障维修为例,验证了该方法的合理性和有效性。     

基于Petri网的鱼雷保障虚拟训练系统

结合当前鱼雷武器保障训练实际需求,设计了基于虚拟样机和仿真控制技术的鱼雷保障虚拟训练系统方案.详细论述了基于维修知识描述Petri网的鱼雷保障过程,通过分析其保障资源、约束条件和操作过程建模,得出了鱼雷保障过程的建模原则,设计了该虚拟训练系统仿真流程.通过仿真实例说明,Petri网能很好地解决系统中的资源及作业结果对操作过程的约束问题.     

装甲车车载电台虚拟维修过程的建模技术

分析了电台维修的过程建模需求,提出了一种用于维修过程建模的扩展Petri网技术———维修过程描述网技术。介绍了该技术在电台维修建模上的基本应用方式。对一个实际的电台模件故障建立了维修过程描述网模型,以此对该建模技术进行了验证。     

基于Petri 网的虚拟维修过程建模

针对维修过程中复杂的活动关系,提出一种基于状态机Petri网的虚拟维修过程建模方法。对维修过程中的约束关系进行描述分析,建立了维修过程逻辑网模型,表达出整个维修操作过程,并结合示例验证模型的合理性。该方法解决了装备复杂维修过程的建模问题,可为实际维修提供技术支持。     

基于带优先级时间有色Petri网的装备维修过程模型研究

本文在分析维修过程中确定维修活动次序和选择维修资源常用规则的基础上，为时间有色Petri网的变迁规则增加了约束，提出了带优先级的时间有色Petri网的概念，并利用带优先级的时间有色Petri网进行了维修过程的仿真，仿真结果表明带优先级的时间有色Petri网能更好的模拟实际的维修过程。     

维修机构Petri网建模方法研究

在分析维修机构的任务、过程和资源等建模要素的基础上,提出了面向任务的维修机构性能建模框架.分析比较了离散事件系统建模方法,提出了Petri网在维修机构建模中的优势.研究了维修机构基本建模元素的Petri网实现方法和系统冲突的三种消解策略,包括变迁优先级、可实施谓词和随机开关.为提高建模效率和简化模型结构,提出了系统合成、逐步求精和逐步抽象相结合的Petri网系统建模方法,研究了模型的解析和仿真分析方法.该方法满足维修机构形式化描述和定量性能分析的需要,可进行维修保障效果分析与优化.     

车载电台虚拟维修智能辅助技术

根据装甲车载电台虚拟维修训练需求,设计了学生模型;学生模型是专家系统的一种,具有特定的知识表示方式和推理机制;介绍了框架表示法与Petri网相结合的知识表示方式和基于故障框架的推理机制,最后介绍了学生模型的建立过程并通过车载电台虚拟维修系统学生模型建立的实例对建立过程加以验证。     

基于模糊Petri网的故障诊断方法

故障诊断专家系统的推理策略取决于诊断知识的表达方式.基于模糊Petri网的知识表达是库所、命题、变迁、输入、输出及其可信度、影射等的集合.基于模糊产生式规则的模糊Petri网模型,能较好地表示和处理模糊知识,并能根据变迁的可信度大小,采用深度优先的搜索方法,以反向并行推理来缩小搜索空间,寻找到一条最有可能产生已知故障的路径.为此,以机车柴油机故障信息诊断系统为例,针对其故障信息的不确定性和模糊性,给出了基于Petri网的模糊诊断知识表达方法,讨论了建立在模糊Petri网模型基础上的反向模糊推理算法.     

基于DoDAF 的装备维修保障能力评估

针对当前维修保障能力评估研究缺乏对装备维修保障能力规范化描述环节,对评估实施规范性不强的问 题,将DoDAF 技术引入装备维修保障能力评估领域。在构建装备维修保障能力评估指标体系的基础上,设计基于 DoDAF 的装备维修保障能力评估思路,规范装备维修保障能力描述内容,提出建模步骤,并通过实例进行验证。结 果表明：该研究能实现评估指标和评估方法之间的有效衔接,为全面描述和客观评估维修保障能力建设情况提供技 术支撑。     

基于可拓理论的装备知识形式化描述模型研究

通过分析现有装备知识描述方法的特点,提出了构建装备知识形式化描述模型的需求;概括和归纳了可拓理论的内容及国内外研究现状,结合基元原理和拓展分析原理构建了5种装备知识形式化描述模型;为了说明装备知识形式化描述模型的可行性和有效性,以部分装备知识为例进行实例验证;装备知识形式化描述是进行装备参数聚合及装备体系评估的前提和基础。     

基于保障任务的维修资源柔性分配模型

根据装备保障维修资源、预计和任务属性描述,建立基于保障任务的维修资源柔性分配模型.模型含战损装备、维修任务、维修资源、维修保障控制等模块.采用该模型使维修资源分配目标函数最优,以减少维修资源冲突.其维修资源分配辅助决策系统包括维修资源Agent的查询、管理和分配等功能,以提高装备保障任务的执行效率.     

装备维修保障知识图谱构建方法研究

为解决装备维修保障信息化过程中出现的信息过载、知识搜索效率低下等问题,提出将知识图谱应用于 装备维修保障知识库的构建。利用装备维修保障内部数据源进行关键信息的抽取,给出装备维修保障知识图谱的构 建流程,并对装备维修保障知识图谱的军事应用进行分析,指出装备维修保障领域知识图谱的应用价值。结果表明： 该方法有助于维修保障人员快速准确地获取知识,增进知识的共享,提高信息化条件下的维修保障能力。     

中间层作战单元任务的描述模型

作战单元任务描述模型的中间层任务描述步骤含分解任务、分析基本作战单元子任务间的时序和逻辑关系、定义任务属性.该模型与维修保障模型的接口建立在任务组成、时间参数、故障率修正因子、时序与逻辑关系、允许停机时间、任务成功条件等信息基础上,以获得战备完好性与任务成功性评估指标.     

一种基于维修流程的装备维修任务调度方法

为了快速、有效地进行战时装备修理任务调度,减少故障装备在维修系统的等待时间,尽快恢复部队的战斗力,提出一种串行维修流程的多专业多作战单元维修任务调度的数学描述和模型。分析基于维修流程的装备维修任务调度问题,描述串行同顺序维修流程任务调度问题,给出求解维修调度的混合遗传算法,并以实例对算法的时间效率和优化结果进行仿真实验。仿真实验结果表明,该方法能有效解决一种战时维修任务调度问题。     

某型炮射导弹虚拟维修训练技术研究

为实现用仿真系统替代实际装备来训练维修人员的目的，针对某型炮射导弹武器系统维修训练的任务、过程和特点，研究了维修人员虚拟维修训练系统过程仿真模型、基于HLA分布式装备虚拟维修训练联邦成员结构和设计及基于神经网络的专家系统结构、知识库建立和推理机制，给出了装备虚拟维修训练系统的系统组成、体系结构和基于神经网络的智能故障诊断专家系统构建的具体实现过程。实践证明，该系统为复杂装备的维修训练提供了一种新的途径和手段。