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。     

考虑预防性维修的备件需求量计算模型

备件是装备使用与维修的重要物质基础,是影响装备寿命周期费用的重要因素。针对传统备件需求量计算模型未考虑预防性维修需求的问题和不足,以工龄更换维修策略为例,建立考虑预防性维修的备件需求量计算模型,提出基于离散法的模型求解算法。通过具体算例对模型的应用方法和效果进行了验证,并与传统的备件需求量计算模型进行了对比分析。研究结果表明：传统备件需求量计算模型存在很大误差;预防性维修策略下备件需求量计算模型能够显著提高备件需求量计算的准确性,不仅可以对任意周期长度的备件需求量进行计算,而且还可以用于分析装备寿命周期备件保障费用。     

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。     

基于离散事件仿真的多状态多阶段任务系统可靠性分析

介绍了多状态多任务系统可靠性参数的离散事件仿真算法。对多阶段任务系统及其特点进行了分析,提出了利用表决冷储备（AS）树描述多阶段任务系统每个阶段的逻辑结构关系。利用状态图分析了多状态多阶段任务系统的行为。依据离散事件仿真思想,分别给出了多状态多阶段任务系统的仿真算法,具体介绍了算法的假设条件、输入参数、输出参数、算法框架、如何描述AS树、如何确定系统状态、如何确定单元转移状态。给出了计算实例,验证了该算法的正确性和有效性。该仿真算法可以很好地描述多阶段任务系统复杂行为,可以获得多种了解系统运行规律的可靠性参数,具有很强的通用性与实用性。     

考虑休息的维修任务调度模型及其求解算法

由于维修资源通常具有使用周期性,即每工作一段时间需要进行休息,而维修任务具有紧迫性,需要不间断地进行,如何在给出维修任务调度方案的同时也给出维修资源的休息时间是一个值得探讨的问题。文中给出考虑休息的维修任务调度问题的假设条件,并建立了一种混合整数规划模型,对问题进行了数学描述。提出一种粒子群求解算法,包括算法框架、粒子表示、资源技能分配算法、粒子解码过程、更新公式等。通过具体实例,证明了模型与算法的有效性。     

舰船发电系统多状态可靠性马尔可夫报酬模型

针对舰船发电系统的多状态特征,考虑舰船计划维修间隔期对系统可靠性参数的影响,利用马尔可夫报酬模型构建冷储备结构的发电系统状态转移矩阵、报酬矩阵、报酬函数和系统需求满足函数,通过对报酬矩阵元素的合理赋值,获得系统区间可用度、平均可工作时间、平均停机时间、平均故障次数、计划维修间隔期内系统可靠度等参数,并通过算例验证模型正确性和适用性,分析系统计划维修间隔时间、单机组平均修复时间等指标对系统可靠性参数的影响,为研究舰船发电系统可靠性设计提供建模工具,为合理安排舰船装备维修结构提供技术支持。研究结果验证了马尔可夫报酬模型在复杂多状态系统可靠性建模和计算方面的便捷性和灵活性。     

多目标优化的多品种维修器材分配问题研究

为了更好地满足部队维修器材需求,优化需求数量超过供应中心库存数的多品种维修器材分配整合供应问题,建立了保障重点、兼顾公平、效用最大的多目标优化模型。提出了采用灰色关联度方法对多目标进行处理,将多目标转化为单目标问题,并将之内嵌到改进遗传算法中。实例验证表明,该算法最优适应度值及平均适应度值可分别降低31.538 5%和37.371 1%,验证了该模型能有效减少器材分配失衡,提高器材供应效率。     

武器系统预防性维修间隔期的多目标决策研究

为解决武器系统故障率难以用时间为自变量进行表达的问题,鉴于武器系统的故障与射弹量密切相关,以间隔射弹量确定预防性维修的时机在实际中更易于操作,且间隔射弹量数据易于统计,在利用现场采集故障数据的基础上,建立了以射弹量为自变量描述武器系统故障率的故障率模型,并利用该故障率模型对使用可用度和维修费用这两个重要目标进行了解析表达。采用多目标粒子群算法,针对某型武器系统,以使用可用度和维修费用为优化目标,进行优化决策,得到了符合要求的满意解。     

车载冷发射刚柔耦合动力学建模与仿真

为了分析大跨度柔性车架和起竖托架对车载冷发射系统动态响应的影响,满足快速化和精确化仿真的需要,针对车载冷发射系统典型结构和弹射物理过程,基于笛卡尔坐标方法描述体的运动,以适应发射车约束复杂的特点。采用浮动坐标系方法描述柔性体的变形,通过模态综合法缩减系统的自由度数,并提出采用赫兹接触模型模拟弹重的释放过程,最终建立了车载冷发射系统刚柔耦合动力学快速仿真模型。分别基于弹射模拟试验系统和实装系统对仿真模型进行了试验验证和仿真验证,并进行了车载冷发射刚柔耦合动力学响应分析。结果表明：提出的刚柔耦合仿真模型能够快速有效地分析车载冷发射弹射过程的动态响应特性,满足工程设计的需要;柔性车架模型比刚性车架模型更合理,而且弹射过程发射管口x向相图的奇异点为稳定焦点,说明车载冷发射系统能够恢复到稳定平衡状态。     

考虑非遍历的抢修任务多目标动态调度

针对进攻作战中战损装备众多而抢修时间与抢修力量有限的矛盾,进行了进攻作战抢修任务动态调度研究。提出考虑非遍历的抢修任务多目标动态调度的现实军事问题,建立多目标规划数学模型,分析了非遍历、修理能力差异、待修装备优先级3个重要影响因素;根据所建模型的特点,设计了基于遗传算法的模型求解算法;运用Matlab软件进行了39辆待修装备、3个抢修组的动态调度示例仿真与分析。示例结果表明：通过实施机动伴随抢修和抢修任务动态调度,进攻作战部队能够获得约185 h的二次作战总时间,进而增强部队的持续作战能力,并大大减少决策工作量和决策时间、降低人为决策风险。     

考虑两类监测失效时冷贮备系统的可靠性建模与分析

对于冷贮备系统的可靠性建模与评估,现有计算公式只考虑了监测装置监测故障状态的任务可靠性,而假设其对正常状态的监测任务完全可靠,这将给冷贮备系统可靠性评估带来误差.为了完善冷贮备系统可靠性评估理论,提高评估精度,在分析现有计算公式局限性的基础上,将监测装置和转换装置作为2个独立部件考虑,并按转换装置类型将冷贮备系统分为Ⅰ...     

基于向量通用生成函数的多性能参数多态系统可靠性分析

通用生成函数在多态系统可靠性分析中发挥着重要作用,但变量通用生成函数不能分析多性能参数多态系统。针对具有多种性能参数的多态系统可靠性分析的需要,提出了向量通用生成函数的定义和对应的运算符。根据多态串-并联系统的结构特点,提出了利用向量通用生成函数估算系统可靠度的步骤。最后利用算例进行了验证,并且与传统可靠性分析方法和Monte Carlo仿真方法所得到的结果进行了对比分析。算例的结果显示,向量通用生成函数能够准确快速地估算多性能参数多态系统可靠度,在多态系统可靠性分析和优化中具有应用前景。     

一种新型GO法操作符及其在多态系统中的应用

针对现有GO法在多态复杂系统可靠性分析中存在准确性和灵活性不高的问题,引入一种新的GO操作符—多态操作符。定义了联合状态矩阵和布尔矩阵两个概念,基于此给出多态操作符的运算规则和定量算式。以某供水系统和惯性导航系统为例,基于多态操作符建立其系统可靠性分析模型,并通过仿真计算获得系统动态可靠性分析的数据。结果证明,所提多态操作符在可靠性建模过程中对单元的状态维数和系统的复杂度不敏感,能够更好地模拟具有复杂输入输出逻辑关系的系统。     

大型复杂武器系统可靠性和维修性指标的总体优化方法

可用性是装备效能的重要组成部分,是装备常规技术性能得以发挥的前提。通过对大型复杂武器系统层次结构和可用度基本关系式的研究,采用数学分析方法确定了各分系统可用度指标协调改进的基本原理。研究了在工程实践中,各分系统的指标改进难度对改进次序的影响,设计了分系统级可用性和设备级可靠性维修性指标优化的计算方法并确定了算法流程。采用Matlab编程,以某型舰为例,检验了算法的可行性与有效性,给出了完整的计算示例,从而可为以最小的代价实现和改进装备总体可用度指标,使各分系统所属设备的可靠性和维修性指标形成一个整体的要求,提供理论依据和方法。     

自动步枪刚性抛壳可靠性分析与设计方法研究

动作可靠性是机构设计中必须考虑的重要因素,也是衡量系统质量好坏的关键指标。为研究自动步枪抛壳机构的动作可靠性,确立了影响抛壳动作可靠性的主要影响参数,建立了一套自动步枪刚性抛壳可靠性分析与设计流程。构建了刚性抛壳动作可靠性简化虚拟样机模型,通过仿真表明抛壳挺位置、抛壳窗后挡板位置和抛壳速度是影响抛壳动作可靠性的主导因素;自动机速度足够大时,重力对抛壳动作可靠性的影响较小;给出了抛壳挺位置确定方法,确立了抛壳窗定位尺寸的取值方程,为自动步枪结构设计提供了参考和依据。还设计了一套可调节抛壳窗后挡板位置的装置并进行射击实验,实验结果与动作可靠性仿真结果一致,表明该方法有效性和适用性较好,具有一定的理论意义和工程应用价值。     

引信微机电安全系统的可靠性分析与改进

在引信微机电（MEMS）安全系统结构设计与仿真分析的基础上,对其开展了量化的工作可靠性水平评估,并进行设计方案的改进和试验验证。针对小口径弹药引信的工作环境特点,给出MEMS安全系统的设计方案和关键结构的设计要求,并利用有限元仿真分析初步确定设计方案的可行性。同时,为在结构仿真分析的基础上开展定量的可靠性分析,提出基于有限元法的结构可靠性仿真方法及其实现流程,并以ANSYS软件为例提出CAE程序的集成方法和实现步骤,解决可靠性分析程序对有限元软件工具的自动调用问题。综合考虑载荷、结构尺寸和材料参数等因素的随机性,分析关键结构的可靠性水平和主要的影响因素,并据此给出了增加电推冲器装药量、控制关键尺寸的变异系数和取消闭锁机构等改进建议。加工MEMS安全系统的实物样机,并通过试验验证了该设计方案的可行性。     

变深度发射性能可靠性影响因素多元逐步回归分析

针对某发射系统变深度性能可靠性影响因素最佳子集获取问题,综合考虑设计偏差、装药性能偏差和环境因素,建立诸因素影响程度的多元逐步回归模型。以性能试验信息为基础,对试验数据中诸影响因素进行相关性分析,计算给出诸影响因素的相关系数,回归分析结果与试验测量结果相吻合;以此为基础进一步获取环境因子进行性能折算,结果表明经多元回归分析修正后的性能参数的估计误差标准差缩小,可有效提高变深度发射性能可靠性的估值精度。     

以系统效能为目标的装甲车辆可靠性、维修性、保障性和测试性权衡分析

在装甲车辆论证过程中,权衡分析是确定可靠性、维修性、保障性和测试性（RMST）定量要求的关键环节,但目前缺少科学有效的方法。提出以系统效能为目标的装甲车辆RMST权衡分析方法。基于装甲车辆使用和维修管理的实际情况,构建了由战备完好率、任务可信度和固有能力三部分组成的装甲车辆系统效能模型。在系统效能模型的基础上提出两种RMST权衡分析方法,即基于比较的权衡分析方法和基于灵敏度的权衡分析方法。该方法为合理地确定装甲车辆RMST定量要求,提高装甲车辆系统效能提供一种有效手段。