[发明专利]大型货轮长期保障任务多Gamma单元备件需求量确定方法

权利要求书

1.一种大型货轮长期保障任务多Gamma单元备件需求量确定方法，以可用度为保障要求，包括设置初值步骤、建立Gamma等效部件步骤、计算保障概率步骤和判断步骤，其特征在于：

(1)设置初值步骤：

设置保障概率目标值P0＝0.5～0.99，置备件需求变量j＝0；

(2)建立Gamma等效部件步骤，包含下述子步骤：

(2.1)建立单元寿命数组T0：

建立包含N个元素的数组，数组中的每个元素表示单元寿命值，随机产生并服从G(a0,b0)分布，a0、b0分别为G(a0,b0)的形状参数和尺度参数，由单元可靠性寿命试验数据进行Gamma分布拟合计算得到；将数组中的所有元素按从小到大顺序排列，得到单元寿命数组T0：

T0＝[t₀₁ t₀₂ … t_0N]，其中的任意2个元素满足条件：当i＜j时，t_0i≤t_0j，部件单元装机数N1；

(2.2)建立备件单元寿命矩阵：

建立L行Q列的备件单元寿命矩阵M：

M中的每个元素表示备件单元寿命值，随机产生并服从G(a0,b0)分布，a0、b0分别为G(a0,b0)的形状参数和尺度参数，由单元可靠性寿命试验数据进行Gamma分布拟合计算得到；矩阵表达式中，Q＝N-k+1，k为部件正常工作所需的最小单元数，均由部件特性确定，1≤k≤N；L为模拟次数，1000≤L≤10000；

(2.3)建立部件寿命数组T1，包括如下过程：

(2.3.1)建立包括L个元素的部件寿命数组T1，置序号变量m＝1；

(2.3.2)置部件寿命数组T1中的第m个元素T1(m)＝T0(N-k+1)，T0(N-k+1)为单元寿命数组T0中第(N-k+1)个元素；然后更新单元寿命数组T0：

(2.3.3)置单元寿命数组T0中的第i个元素T0(i)＝t_mi,i≤Q，t_mi为备件单元寿命矩阵M中的第m行第i列元素；

(2.3.4)将单元寿命数组T0中的元素从小到大排序，得到再次更新的单元寿命数组T0：

T0＝[t₀₁ t₀₂ … t_0N]，其中的任意2个元素满足条件：当i＜j时，t_0i≤t_0j；

(2.3.5)判断是否mL，是则转步骤(2.4)，否则置m＝m+1，转过程(2.3.2)；

(2.4)Gamma拟合：

对部件寿命数组T1进行Gamma分布拟合计算，得到该部件的Gamma等效部件，记为G(a,b)，a为形状参数，b为尺度参数；

(3)计算保障概率步骤：

计算保障概率P：

其中，R(x)为等效Gamma部件可靠度，t为保障任务时间，j为备件需求变量，Gamma函数x、y为时间变量；

(4)判断步骤：

判断是否P≥P0，是则得到备件需求量j×(N-k+1)；否则j＝j+1，转步骤(3)。

2.如权利要求1所述的大型货轮长期保障任务多Gamma单元备件需求量确定方法，其特征在于：

所述建立备件单元寿命矩阵子步骤中，使用Matlab中gamrnd函数建立备件单元寿命矩阵M：M＝gamrnd(a0,b0,L,N-k+1)；a0、b0分别为G(a0,b0)的形状参数和尺度参数，由单元可靠性寿命试验数据进行Gamma分布拟合计算得到；L为模拟次数，1000≤L≤10000；N为单元装机数，由部件特性确定。

3.如权利要求1所述的大型货轮长期保障任务多Gamma单元备件需求量确定方法，其特征在于：

所述Gamma拟合子步骤中，使用Matlab中的gamfit函数，对T1进行Gamma分布拟合计算，得到变量phat：

phat＝gamfit(T1)；

从而得到该部件的Gamma等效部件G(a,b)；其中a＝phat(1)，b＝phat(2)。

4.如权利要求1所述的大型货轮长期保障任务多Gamma单元备件需求量确定方法，其特征在于：

所述计算保障概率步骤中，先利用Matlab中的gamcdf函数计算等效Gamma部件可靠度R(x)：R(x)＝1-gamcdf(x,a(j+1),b)；再利用Matlab中的quad积分函数来计算保障概率P，P＝quad(@R(x),0,t)/t。