[发明专利]一种舰艇装备可用度评估方法

说明书

本发明公开了一种舰艇装备可用度评估方法，包括获取任意时刻装备维修站点部件的需求率；根据站点的部件需求率，计算站点部件的在修数量；根据站点的部件需求率，计算站点部件的在途数量；根据站点的部件需求率，计算站点部件的维修保障延误数量和运输保障延误数量；获取站点部件的供应均值及方差；根据站点的部件库存量、部件供应值以及部件短缺数量，计算获得部件的期望短缺数；根据部件的期望短缺数和方差，结合部件供应均值和方差，计算部件的可用度；并计算装备的可用度。本发明技术方案的方法，模型算法准确，且计算速度快，适用于建立任意层级装备时变可用度模型，在低可用度和修复概率较高时误差小，适用性范围广泛。

技术领域

本发明属于舰艇装备可用度评估领域，具体涉及一种舰艇装备可用度评估方法。

背景技术

备件是装备维修重要的物质基础。当备件需求因任务变化波动导致保障系统无法达到稳态，或备件保障系统修复能力有限而备件消耗速度大于备件再生补充速度时，装备瞬时可用度处于波动起伏中。如执行自主保障任务期间，备件修复能力有限的舰艇编队，执行战时任务多级保障的战机编队。装备一般由多层级部件构成，装备现场通常仅具备换件维修能力，中继级和基地级有较强的修复能力，能对装备不同层级的部件进行修理，在修理本级产生的SRU时，只有先将LRU修理完毕，才开始修理SRU。备件修理时间通常服从指数分布，当装备为简单的单层级结构时，可采用动态帕尔母定理对任意时刻处于在修的LRU数量进行计算，而当装备层级结构复杂时，动态帕尔母定理存在扩展性差，计算效率低等问题。因此如何准确的建立多级多层装备时变可用度模型，对任务期间作战单元备件方案库存优化和评估具有重要意义。

目前，国内外对备件库存模型进行了大量的研究，并取得一系列成果。文献(Sherbrooke C C.Metric A Multi-echelon Technique for Recoverable Item Control[J].Operations Research，1968，16(1)：122-141；)针对不同保障等级、不同装备层级的稳态备件库存问题，依次建立多级多层的METRIC模型、MOD-METRIC模型、VARI-METRIC模型。后续学者在放宽METRIC模型一系列假设前提下，对模型进行了扩展研究(详见：王慎，李庆民，彭英武等.串件拼修对策下两级备件维修供应系统动态管理模型[J].航空学报，2013，34(6)：1326-1335；)。针对保障系统处于非稳态时的库存模型研究可分为两类：一类是完全可修系统，整个任务阶段备件无报废，即备件最终修复概率为1；二是不完全可修复系统，及整个任务阶段备件存在报废，备件最终修复概率小于1。对完全可修复系统备件库存模型研究有：Isaacson E、F.Michael等针对战时备件需求较平时起伏大、备件消耗快等特点，建立了LRU修理时间服从指数分布的两级单层库存模型；在此基础上，考虑装备钝化、维修能力限制等因素，建立了两级单层时变可用度模型(详见：徐立，李庆民，李华，等.有限维修能力下作战单元时变可用度评估模型[J].国防科技大学学报，2016.38(1):114-121.XU LI,LIQIN MING,LI HUA.Evaluation Model of Time-varying Availability for CombatUnits under Finite Repair Capacity[J].Journal of National university ofDefense technology，2016.38(1):114-121.(in Chinese)；)；在单层级动态帕尔母定理的基础上，扩展至使其适用于两层级装备，建立了多级两层级装备时变可用度模型，但该方法计算效率低，且难于继续扩展至3层级或任意层级(详见：王睿，雷红伟，彭英武，等.战时任务条件下舰艇装备多级备件优化[J].上海交通大学学报,2013,47(4):398-403；)。另一个技术方案中，对备件修复概率小于1的保障系统，在忽略备件的修理时间的前提下，将不全修复件等效为消耗件，建立了多层级不完全修复件近似可用度评估模型(详见：李华，李庆民，刘任洋等.任务期内多层级不完全修复件的可用度评估[J].系统工程与电子技术，2016,38(02):476-480；)。以上对备件修复概率小于1的库存模型在可用度较高时误差较小，在低可用度和修复概率较高时误差较大，适用性范围有限。