[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

摘要

用于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，属于机械设备保障性的设计方法，解决机械设备保障性设计过程中备件需求量计算困难、不准确的问题。本发明包括设置初值步骤、建立Gamma等效部件步骤、计算保障概率步骤和判断步骤，本发明针对Gamma单元的可靠性特性、立足多单元k/N表决部件的真实可靠性结构，进行快速计算备件数量，解决现有机械设备保障性设计中备件需求量计算不准确的问题。在机械设备的保障性设计阶段和列装运行阶段，能准确确定备件需求量进而能较为准确地估计全寿命周期机械设备相关费用，为评估机械设备费效比状态、实现机械设备“好保障、保障好”提供技术支撑。

主权项

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 … t0N]，其中的任意2个元素满足条件：当i＜j时，t0i≤t0j，部件单元装机数N>1；(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)＝tmi,i≤Q，tmi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 … t0N]，其中的任意2个元素满足条件：当i＜j时，t0i≤t0j；(2.3.5)判断是否m>L，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)。