考虑维修优先权的多状态冷储备系统可靠性模型

针对多状态两部件冷储备系统存在多类维护方式的情况,假设系统中的单维修台能够根据部件状态提供保养和维修两类服务,其中维修具有更高的优先级。采用连续Phase-type分布代替指数分布等典型分布,描述工作部件在不同性能水平的停留时间、维修台保养和维修时间。利用矩阵解析方法获得了系统稳态概率,推导出系统稳态可用度、系统工作时间、系统平均停机间隔时间、维修台故障件到达率和系统故障率等参数的解析表达式。通过算例验证了模型的正确性和适用性,演示了保养和维修速率对系统各可靠性参数的影响。研究结果表明,利用Phase-type分布对多状态系统开展可靠性解析建模,能够在确保良好解析特性的同时,有效提升模型的描述能力,从假设条件环节保证模型具有更强的通用性。     

考虑不同维修效果的多状态可修系统可靠性模型

为了研究不同维修效果下多状态可修系统的可靠性模型,考虑修后恢复修前状态、维修效果较差和维修效果好3种不同维修效果,假设系统工作状态可以划分为完好和一般两类,系统工作时间和维修时间服从连续Phase-type分布,建立系统状态马尔可夫转换的无穷小生成元矩阵,求得各状态稳态概率向量,给出了系统稳态可用度、稳态故障率的解析表达式。通过算例验证了该模型的有效性和适用性。     

基于比例风险模型的装备状态维修决策方法

利用多维状态特征参数对装备故障风险的强相关关系,采用威布尔比例风险模型建立了状态维修决策模型。针对典型比例风险建模过程中参数估计方面存在的缺点,采用基于遗传算法的参数估计方法,提高了建模精度。针对检测间隔期决策,提出通过确定状态劣化阈值,在状态劣化阶段实施动态检测的检测策略,建立了区间型检测间隔期优化方法;针对维修行为决策,将失效风险阈值与状态检测间隔期阈值相结合维修行为的综合决策,提高了决策的稳定性。以某发动机为例对状态维修决策方法的有效性进行了验证。     

基于关键零部件技术状态的机械产品定时维修间隔期优化方法

针对描述产品故障规律的函数很难获得和基于产品故障规律进行定时维修间隔期优化的方法在实际应用中有一定困难的问题,研究了基于产品关键零部件技术状态的定时维修间隔期优化方法。分析了基于关键零部件技术状态信息优化定时维修间隔期的思路,介绍了基于关键零部件技术状态信息评估定时维修方案合理性的方法,分别建立了维修不足和维修过剩时定时维修间隔期的优化模型。     

多层弹道导弹防御系统“离散马尔可夫”建模

期望值是一般性的基线,用来比较不同的多层导弹防御策略或火力射击原则(打击一个目标的拦截弹数量)。然而,期望值本身并不能给军事或国际安全研究者带来足够的关于整个导弹防御系统的效能概率分布信息。本文目的是为弹道导弹防御计划和费效分析提供相应的概率分布函数。为此,用离散时间马尔可夫过程对多层弹道导弹防御系统进行建模。该模型涵盖了多层弹道导弹防御系统的大部分问题,包括多再入飞行器,识别概率和防御资源伴随的风险和浪费,与所有敌对目标交战的可能性,以及所需的存弹总量。多层弹道导弹防御系统的效能用突破弹道导弹防御系统的弹头或导弹数量参数组成的概率分布函数表达。本文还提出了通过改变射击原则并且比较费效结果来优化弹道导弹防御系统的方法。因马尔可夫过程模型需要初始状态,所以军事情报和信息对于产生初始状态是必不可少的。     

机载“捕鲸叉”导弹机上指令发射系统的可用性模型

为计算“捕鲸叉”导弹机上指令发射系统的可用性,研究了两种模型。第一种模型是半-马尔可夫过程。采用后来研究的计算机模拟模型证明了半-马尔可夫模型的假设是成立的。用改变参数的方法检验了两种模型。主要参数有平均故障时间、平均修理时间和繁重的工作条件。不大重要的参数有维修效率和修理概率分布的维修时间(仅对模拟而言)。本报告的重要发现是:用可用性的标准定义来确定在复杂工作条件下系统的可用性是不合适的。     

多级保障设备寿命期内的可用度模型

针对具有三级维修机构保障的复杂设备,在小修修复如旧、中修大修均可使设备年轻固定时间的假设下,通过对设备使用和修理流程分析,给出了设备寿命期内的使用与修理状态转移图,建立了设备寿命期内的维修间隔期与可用度关系模型,求出了设备在固定的维修间隔期和一定维修转换规则下的平均可用度。案例分析得到了使可用度达到最大时的设备最佳维修间隔期,并通过与大修修复如新进行比较,说明了模型的适用性与灵敏性,可为设备维修决策提供依据。     

寿命服从指数分布的装备最佳维修间隔期确定

分析装备寿命服从指数分布最佳维修间隔期的确立方法.先设定主要参数及维修假设,其武器装备的寿命服从对数正态分布,装备的寿命和维修时间均可当作指数分布处理.接着确定分布密度函数,得出寿命服从指数分布时装备可用度的表达式.最后将相关参数进行泰勒展开得到装备的维修间隔期.工程应用结果验证该方法有效.     

基于GO法和RCM的惯性导航系统预测维修平台设计

针对惯性导航系统（INS）结构复杂、难以进行精确的系统可靠性分析和维修优化等问题,提出了一种基于GO法和以可靠性为中心的维修（RCM）的INS预测维修平台设计方法。利用GO法建立INS的可靠性分析模型—GO图,依据部件的寿命分布函数及时间应力采样更新部件的可靠度,实现部件残余寿命及系统可靠度的动态预测和评估。对不满足系统可靠性指标的INS,利用综合评价法权衡部件的贡献度、失效频度、检测度等影响因素,计算出各部件的维修优先度。最后按INS部件失效率恒定、失效率可变及故障部件隔离等不同情况分别进行仿真验证,结果证明所设计的INS预测维修平台是可行的、有效的,评价结果可为维修计划的制定提供参考依据。针对惯性导航系统（INS）结构复杂、难以进行精确的系统可靠性分析和维修优化等问题,提出了一种基于GO法和以可靠性为中心的维修（RCM）的INS预测维修平台设计方法。利用GO法建立INS的可靠性分析模型—GO图,依据部件的寿命分布函数及时间应力采样更新部件的可靠度,实现部件残余寿命及系统可靠度的动态预测和评估。对不满足系统可靠性指标的INS,利用综合评价法权衡部件的贡献度、失效频度、检测度等影响因素,计算出各部件的维修优先度。最后按INS部件失效率恒定、失效率可变及故障部件隔离等不同情况分别进行仿真验证,结果证明所设计的INS预测维修平台是可行的、有效的,评价结果可为维修计划的制定提供参考依据。     

马尔可夫模型状态转移概率矩阵的快速计算方法

马尔可夫模型在系统可用性分析中,具有重要应用.马尔可夫模型求解系统可用性的关键,是分析系统可能状态,并且计算系统状态转移概率矩阵,提出了系统可能状态分析的新方法,进一步根据单元状态转移概率矩阵,提出了系统状态转移概率矩阵分析计算的新方法,所提出的方法,概念清晰,便于编程计算,可用于马尔可夫模型,计算系统可用性.     

基于系统动力学的航天测量雷达维修保障系统效能评估

针对航天测量雷达维修保障系统效能评估难以量化和预测的问题,设计一种基于系统动力学的维修保障系统效能评估模型。阐述系统动力学建模评估基本步骤,给出航天测量雷达维修保障系统效能评估因果关系图和存量流图模型,并给出主要变量的函数方程描述;通过Anylogic仿真软件实现实例验证。验证结果表明：系统动力学模型评估具有可行性和有效性,可为持续改进航天测量雷达维修保障系统提供支撑。     

基于虚拟现实的装备维修性时间指标验证系统研究

为了对装备进行维修性时间参数试验及判定估计,提出一种基于虚拟现实的装备维修性时间指标验证方法。从总体方案、关键技术、维修动素数据库开发和时间指标建模4个方面进行分析,利用国军标对维修性时间参数提出的验证方法,在总成级maxct验证模型的基础上,构建了系统级maxct验证模型,并以某型两栖步战车综合传动系统为例进行了实例分析。实例分析结果证明,该方法为实现装备研制和维修性验证并行开展提供了新的依据。     

强占型排队模型在舰船RMS仿真中的应用

为解决舰船RMS仿真中遇到的有限维修资源配置与使用难题,提出了一种多通道的具有多优先级的强占型排队维修模型,并以平均逗留时间作为维修性能评价指标,对三类故障装备在强占型排队系统中的维修性能进行分析;经算例分析显示,提出的强占型排队维修模型相比其他排队模型而言,其维修效率更高;增加维修服务窗的数量和改善维修单元的维修效率将有利于降低故障装备在系统中的平均逗留时间。     

基于Markov-UGF 的复杂装备可靠性评估建模

为研究多状态元件各状态之间的转移过程及其组合爆炸问题,对复杂装备进行可靠性评估,应用Markov过程建立各状态之间的转移过程,通过拉式变换与反拉式变换,确定元件处于各个状态的概率函数,构建基于通用生成函数的多状态系统可靠性模型,给出在不同维修方式下的可靠性指标,并以控制单元为例进行仿真分析.结果可知:相比于完全维修和不完全维修,视情维修可以使多状态系统及元件维持在一个更高的可靠度水平.     

故障停机时间不可忽略情况下的延迟时间维修建模

阐述了延迟时间概念及其维修理论,并建立了复杂系统的延迟时间基本模型和不完全检查模型．在此基础上,考虑到设备的故障停机时间较长情况下,合理的维修间隔期会产生相应的变化,分别建立了延迟时间基本模型和不完全检查模型的修正模型,对延迟时间模型进行修正,并对复杂系统预防维修间隔期进行优化决策．通过案例研究,比较了延迟时间基本模型和不完全检查模型与修正模型关于确定合理维修间隔期的不同结果．研究表明,修正模型计算出的维修间隔期具有更高的精度．     

基于仿真的多部件系统状态维修决策优化方法

为通过部件组合维修提高维修效益,对采用状态维修的多部件系统,建立了部件状态随机劣化模型。采用幂指数函数建立以状态值为变量的可靠度函数,在考虑不完全维修、维修时间随机分布等因素的条件下,采用蒙特卡洛仿真方法建立了系统状态劣化过程模型。以单位寿命费用最小为优化目标,建立了多部件系统状态维修阈值的优化决策模型。案例分析结果表明,建立的状态维修决策优化模型能够显著降低维修费用、提高系统可用度,是适用且有效的。     

基于退化相关性分析的竞争失效系统可靠性模型

复杂系统失效往往受多个退化过程及外界冲击的影响,属于竞争失效过程。为分析此类系统可靠性同时考虑冲击过程对退化过程的影响、不同退化过程间的相关关系和冲击导致不同退化过程退化突增量之间的相关关系,基于Gamma过程和Copula函数建立系统竞争失效可靠性模型,并提出相应的可靠性近似模型以简化计算。在此基础上,给出相关模型的参数估计和Copula函数选择方法。以微型发动机为例对系统可靠性近似模型进行检验,并分析相关性参数对系统可靠性的影响。案例结果验证了可靠性近似模型的精确性,表明退化相关性对系统可靠度有直接影响,在退化故障为主要故障模式的系统可靠性分析中需要充分考虑退化相关性。     

基于Markov过程的多状态可修元件可靠性建模

在现有多状态可修元件完全维修建模和非完全维修建模的基础上,应用Markov过程构建了多状态可修元件的视情维修可靠性分析模型。从多状态元件的定义出发,分析了多状态元件在无维修条件下的状态转移关系,拓展构建了元件在完全维修、非完全维修以及视情维修条件下的状态转移微分方程和关系矩阵。以某可修系统的状态3元件和状态4元件为例进行了实例分析,仿真结果表明,视情维修相对于完全维修和非完全维修,可以使元件保持更高的可靠度和可用度。     

基于自适应马尔可夫参数交互多模型算法的弹道导弹跟踪研究

对弹道导弹主动段和自由段进行连续跟踪已成为弹道导弹防御亟待解决的问题。采用多模型交互算法,是解决该问题一条可行途径,但传统交互多模型马尔可夫概率转移矩阵参数固定,切换过程模型概率滞后。文中基于后验信息修正,提出了一种马尔可夫参数值自适应调整算法,根据不匹配模型误差压缩率的变化,自适应调整先验的马尔可夫概率转移矩阵参数,切换过程中较多地压缩不匹配模型的信息,放大匹配模型的信息,提高系统的收敛速度。仿真实验表明：马尔可夫参数自适应调整算法对弹道导弹主动段与自由段交替处的跟踪效果优于传统多模型交互算法。     

基于现场可编程门阵列战术数据链中自适应轮询接入控制协议的设计与实现

在战术数据链系统中,战术单元随时都有可能被摧毁而引起网络拓扑结构动态变化,导致系统服务效率降低。为了解决这一问题,基于动态调整轮询顺序的思想,提出一种自适应轮询接入控制协议（APACP）。采用概率母函数的方法和嵌入式马尔可夫链理论对系统进行建模,得到系统平均排队队长和平均轮询周期的解析解;利用数学软件MATLAB和现场可编程门阵列仿真验证协议的正确性。仿真结果表明,APACP能够根据战术数据链网络拓扑结构的动态变化自动调整轮询顺序,明显降低系统平均排队队长和平均轮询周期,克服传统轮询接入控制协议中空轮询的问题,节约了服务时间,提高了服务效率,改善了系统性能。