一种基于可用度的三级备件配置方法研究

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任务与有效可用度在备件计算中的对比分析

ｄ一
一
可用度仅为ＮＡＴＯ的海军经验公式，未见其确定机理或实际数据决策应用的相关文献，尚不能为其他海军或民用设备提供决策参考。本文将任务可用度与有效可用度经验公式对比分析，显示了任务可用度的优势；在此基础之上，分别解析了寿命服从指数分布的备件在故障发生后，采用更换策略时，备件携行量与任务可用度、有效可用度的关系；后应用Ｍｏｔ— ａｌ法，证了本最ｎｅＣｒｏ方验
上，分别解析了寿命服从指数分布的备件发生故障后，采取更换策略时，备件携行量与任务可用度、有效可用度之间的
关系；后，用ＭｏｔＣｒ最应ｎｅａｏ方法，证了备件携行量与任务可用度关系式的正确性。所得结果优于依据ＮＡＯ给 — ｌ验且Ｔ
一
（一
ＭＡＲＴＭＴＣＦＭＡＲＢ＋Ｔ
）
ＰＭｄｗｎｉｏｔｍｅＭｉｉｎｉｓ０ｔｓｍｅ
（１）
ＮＴＡＯ给出的舰船装备的有效可用度（ｆｃｉＥｅｔｅｖ
Ａａａｉｔ）ｖｉｂｌ的经验公式为Ｉｌｉｙ６１
依据任务时间和装备的使用保养规程，确定预因此可认为是定值。ＭＢＦＴＣ为备件的寿命期望１，防性维修项目和次数后，Ｍｏｎｍ也可以很容易ＭｓｏｔｅＰｄｗｔｅｉｉｉｉ为输入变量，ｓｎｍ则与是需要确定的变量。计算得到。由文献［可知，２］任务期携带ｎ个备件时的任务
出的有效可用度经验公式的结果。关键词：任务可用度；有效可用度；备件计算

舰船备品备件配置方法研究

里方法将是备件配１的发展方向。
１序官、
舰艇愈来愈复杂的现代化装备，要保持平时的战备完好性和战时优良的战斗恢复夺ｆ，ｆｔ备件的合理优化配置都是至关重要．的。备件的过量配置影响舰船的有效战斗载造成装备经费的浪费；荷，备件的缺乏则直接影响到各种维修力量的发挥，特别是战场上破损装备战斗性能的恢复。资料显示，一方面由于备件的缺乏造成了Ｅ３一飞机的能执行任务率的实际值比目标值平均相差近１个百分点，０备件短缺的原因的主要是备件的实际需求的种类和数量大于备件的预测配置量；另一方面在舰艇所配置的备件中，又有相当一部分备件配置很不合理，所配备件当中只有不到十分之一的份额被使用，其余绝大多数备件直到舰艇退役都没有使用过。统计数据显示在装备庞大的维修费用中，备件的费用占了３－００５％。因此如何配置备件问题即是经济问题又是战斗力恢复问题，本文通过分析研究众多舰艇备件的配置方法，得出了综合考虑战时和平时两种因素的舰艇备件优化配置方法将成为备件配置的发展趋势。２和平时期备战阶段的备件配Ｉ方法、２１传统的以主观经验为主的备件配．
而易见。２２以统计历史数据为基础的预测备
件的配里方法
在故障数据极端缺乏的情况下，通常采
用经验法（专家法）来确定备件的配置种类
统计预测法是利用历史数据采取统计学方法．找出器材的消耗规律，并由此建立
· ９１
数学模型，来预测装备备件的消耗量。该方法要求大量准确的历史数据，而且建立模型时没有考虑舰载系统中部件的失效模式，以及该失效模式是否是关键的失效模式因而该方法在反映备件的需求时准确有效性存
在着缺陷。
２３运用ｏｔＣｒ方法时备件的Ｍｎ一ａ。．ｅｌ寿命或备件的需求情况进行模拟仿真，以此来预测备件的需求童

备件配置的优化设计探讨

依据．宣称是用仿真试验得出的。这说明不对数
于实际的备件保障中过于保守因而在２０世纪８０年代起美国军方使用 “ 后订货期望值 ”模型．这一一
模型在理论上是不严密的．也是与客观实际背离的笔者在２００９年导出了泊松分布的平均概率模
总之．国外现行备件保障模型均低估了实际的
保障概率．因而报导中常常卜Ｈ现备件的积压事件例如：１９９０年，英国国防部积压库存７０亿美元的
备件成了废弃物．美国国防部则超过３４０亿美元
在１９９７年．美国商用航空工业备件的库存积压超
合理的．据此进行的仿真试验也可以得到Ｅ１Ｊ证对于系统备件保障概率的模型，符合客观
实际的是不同更换模块失效概率的加权模型．适用
过５２０亿美元．其中有２３０亿美元备件尚可修复．还有２９０亿美元只能废弃。据估计，商用航线工业的备件过剩数字处于２５％～４０％之间。在１９９３ — １９９７年间．商用航空的备件从７％～１０％的年复比增加．大大高于交通和机群增长的速度。
情况．・而这是背离客观实际的
ｔ内保障概率最低的水平，在配置备件保障的起始时刻，备件保障无疑等于ｌ，随着备件对象在ｔ。叫‘ 问内的逐个失效而备件随之减少．导致备件保障慨

基于保障度的战时三级备件保障优化研究

不足：
（１）大多文献考虑的是平时备件的量化保障，较少研究战时备件的量化情形；（２）主要研究单级所需备件的种类和数量，而没有考虑在多级条件下备件调度对保障度的影响。战时维修保障和平时有很大不同，战场环境复杂多变，战损频繁，装备故障率大大提高，战时考虑更多
ｔｏａｃｃｏｕｎｔｔｈｅａｃｔｕａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｗａｒｔｉｍｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｕｐｐｏｔｒａｎｄｔｈｅｌｉｆｅｏｆｔｈｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｏｌｄａｎｄ
０引言
备件作为重要的维修器材，是平时保证装备良好战备状态，战时保持和恢复装备战斗力的重要因素。
我军备件保障大多实行的是三级保障，即基层级、中继级和基地级。对于三级或两级备件保障问题，文献
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｐａｒｅｐａｒｓｓｕｐｐｏｄ，ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈ，ｗｅｔａｋｅｉｎ－
中图分类号：Ｖ２１５．７文章标识码：Ａ文章编号：１００７－３２２１（２０１３）０５・０１７３－０４

武器装备可修件三级库存模型研究

中图分类号：Ｊ１Ｔ０文献标识码：Ｂ
ＲｅｅｒｈｏｒｅｓａｃｎＴｈｅ－ＥｃｅｏｎｖｎｔｒｏｅｆｈｌｎＩｅｏｙＭｄｌｏｔｐｉａｌｒｓｉＷｅｐｎＥｑｐｍｅｈｅＲｅａｒｂｅＰａｔｎａｏｕｉｎｔ
ＬＮＪａ，ＭＡＺｅ — ｈＳｉｎ — ｈｎＺＩｉｎｈｎｓｕ，ＵＮＪａｇｓｅｇ，ＨＡＯＤｕｏ
（．ＯｄａｃｎｉｅｒｇＣｌｇ，ｈｊｚｕｎｅｅ０００，ｈａ１ｒｎｎｅＥｇｅｎｏｅｅＳｉａｈａｇＨｂｉ５００Ｃｉ；ｎｉｌｉｎ２ｒｎｎｅｅｈｏｏｙＲｓａｃｎｔｕｅＳｉａｈａｇＨｂｉ５００ｈｎ；．ＯｄａｃｃｎｌｅｅｒｈＩｓｔｔ，ｈｉｕｎｅｅ０００，ＣｉａＴｇｉｊｚ３５２ｒｙｏＬ．６３２ＡｍｆＡ，ＧｎｚｕｉｇＪｉ３１０，ｈｎ）Ｐｏｇｈｌｌ１６０Ｃｉａｎｉｎ
ｔｅｖｉｉｆｔｅｍｏｅｓｖｉａｅ．ＴｅｉｖｎｏｐｉｚｔｎｓｒｔｇｆｒｐｉｂｅｐｉｓａｉｅｅｔｌｖｌａｈａｄｔｏｈｄｌｗａａｄｔｄｈｎｅｔｒｏｔｌｙｌｙｍｉａｉｔａｅｏｅａｒｌａｒｔｄｆｒｎｅｅｓｃｎｏｙａｂｂａｎｄｆｍｈｄｌＯａｏｒａｉｅｔｅｍｉｔｒｎｃｎｍｉｅｃｅｃｏｈｑｉｍｅｔｓｐｏｗｒ．ｅｏｔｉｅｒｏｔｅｍｏｅ，Ｓｓｔｅｌｈｌａｙａｄｅｏｏｃｆｉｎｙｆｒｔｅｅｕｐｎｕｐ￣ｏｋｚｉｉＴｅｒｌｍｅｔｎｅｈｉｕａｓｗｒｒｖｄｄｔｋｅｉｉｎｆｒｍａａｅｓｏｐｒｔｔｅｓｍｅｔ．ｈｏｙｅｅｎｓａｄｔｃｎｑｅｍｅｎｅｅｐｏｉｅｏｍａｅａｄｃｓｎｇｒｆｓａｅａｈａｉｏｏｍｅＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｐｉｂｅｐｒ；Ｉｖｎｏｙｏｔｚｔｎ；ＲｐｉｃｐｂｌｙＲｅａｒｌａｔａｓｎｅｔｒｐｉａｉｍｉｏｅａｒａａｉｉｔ

面向使用可用度的舰载机可修备件库存模型

ＸＩＡＧｕｏｑｉｎｇ，ＣＨＥＮＨｏｎｇｚｈａｏ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）
应时间等因素对舰载机可用度的影响，为制订资源配置方案提供建议．
关键词：使用可用度；库存模型；有限维修渠道；舰载机
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．．ｉｓｓｎ．１００６－７０４３．２０１２０３０７０
ｄｅｐｅｎｄｓｏｎｔｈｅｌｆｉｇｈｔｐｌａｎ．Ｔｈｅｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｌ — ｌｅｖｅｌ（Ｏ — ｌｅｖｅ１）ｉｎｖｅｎｔｏｙｒｈａｓａｃｅｔｒａｉｎａｍｏｕｎｔｏｆｓｐａｒｅｐａｒｔｓ，ａｎｄｔｈｅｓｐａｒｅｐａｒｔｓｉｎｖｅｎｔｏｒｙｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓｔｈｅ（Ｓ－１，Ｓ）ｐｏｌｉｃｙ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ－ｌｅｖｅｌｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ（Ｉ－ｌｅｖｅ１）ａｎｄｄｅｐｏｔ－ｌｅｖｅｌ（Ｄ — ｌｅｖｅ１）ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅＯ — ｌｅｖｅｌｉｎｖｅｎｔｏｒｙｓｈｏ￣ａｇｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｌｓａｏｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅＩ－ｌｅｖｅｌ

备品备件数量确定方法的研究

备品备件数量确定方法的研究中国工程物理研究院电子工程研究所肖明珠摘要：针对产品失效主要包括贮存失效和工作失效的实际情况，建立了产品的可靠度模型，提出了备品备件的通用计算公式，并给出了常见的３种寿命分布类型的备品备件数量的近似计算方法，提供的例子验证了计算公式的正确性。

关键词：备品备件，可靠性。

保障性Ｙ１前言备品备件对提高武器系统的保障性有着重要的作用，合理科学地配置备品备件不仅关系到武器系统的战备完好性，还直接关系到武器系统的经济费用。

备品备件配置的数量少，就很难实施及时保障，造成设备失修，作战效能降低，备品备件配置的数量多，则会造成产品积压，经费浪费。

在武器系统保障计划中，一般都要提出了备件利用率、备件缺少率、备件种类缺少率、保障设备利用率、保障设备缺少率等几种定量指标，但对备品备件的数量没有给出明确的指标。

一般情况下，备品备件的需求数量要根据备品备件种类、机用数量、寿命分布类型和武器系统的跺障要求综合计量得出。

２备品备件数量的计算配置备品备件的主要目的是为了避免由于产品失效所造成的使用可靠度和或作战效能下降。

在产品贮存期或执行任务期内，产品失效包括贮存失效和工作失效两种状态。

仅仅由于贮存环境、因数、时间等引起的产品失效如老化叫作贮存失效，而由于产品工作所造成对产品性能的损失效称为工作失效。

相对一般产品而言，贮存失效和工作失效是相互影响和包含的，但也会存在一个主要失效模式。

电子类和金属类产品失效主要是由于工作失效引起的，贮存失效很小，而电容器、触发管的失效则主要是由于贮存失效引起的，工作失效很小。

长时间连续工作的产品主要考虑工作失效，单次间歇性工作的产品则主要考虑贮存失效。

武器交付以后要经历运输、贮存、技术准备、战时使用等任务剖面，在不同的任务剖面，产品所所经历的事件和环境有所差别，因而导致产品失效・１２３・也会有所不同。

在贮存和技术准备两产品在整个使用期内工作的累计时间或次数远小于产品的工作寿命指标，因此可以认为产品失效主要是由贮存失效引起的。

基于备件库存的舰炮使用可用度建模与仿真

该方法能够定量地描述使用可用度与备件库存之间的关系，出了影响使用可用度的关键环节，找为优化配置保障资源提供辅助决策。
关键词：炮；件；用可用度；舰备使库存
中图分类号：３１ＴＩ９
文献标识码：Ａ
第７卷
第５期
徐廷学等：基于备件库存的舰炮使用可用度建模与仿真
・ｌ３・３
要求” 的实际，为在新的战争形态下有效保障装备战
多级结构（ｌｃｅｏ）目前维修机构以及ＭｕｔＥｈｌ是ｉｎ
备完好性，件库存的确定就必须紧贴舰炮的使用可备件库存设置常采用的一种形式，备多级结构的备件保
武器系统的任务要求和使用特点所决定。使用可用工作状态。针对目前“ 经费紧张，备件短缺，以满足保障难度不仪是决定系统效能的一个重要因素，而且还是
收稿日期：０００ — １２１－ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ１２
基金项目：装备维修改革项目（装研字第２０Ｘ号）０８Ｘ作者简介：徐廷学（９２，，１６一）男河南驻马店人，教授，博导，主要研究方向为武器装备综合保障理论与技术、系统建模与仿真。
摘要：用可用度是舰炮战备完好性的重要度量标准，三级备件库存结构和使用可用度着手，立了使从建
舰炮使用可用度和备件保障度的关系模型，并利用蒙特卡罗法对给出的示例进行了仿真。仿真结果表明，

舰载机装备体系可修复备件配置模型

舰载机装备体系可修复备件配置模型张帅;滕克难;吕卫民;孙媛【摘要】针对舰载机可修复备件配置问题，提出了基于体系思想和体系工程的备件资源优化方法。

首先，对舰载机装备体系进行了研究，分析了舰载机装备体系的3种基本组成结构；其次，运用体系工程方法，研究了舰载机装备体系3种基本结构的备件优化配置模型；最后，基于舰载机装备体系基本结构备件配置模型，运用多级Vari-Meric理论和边际优化方法进行了实例分析，并通过与其他方法的比较分析，验证了方法的合理性和有效性。

%According to inventory allocation problem for carrier-based aircraft repairable spare parts in the multi-level, multi-items construction, an optimal allocation method is put forward based on system of system ideas and engineering. First, the carrier-based aircrafts systems of systems is described, three basic component structures are analyzed. Then, the spare parts optimal allocation models of the three basic component structures of carrier-based aircrafts systems of systems are given based on systems of systems engineering. Finally, an application example of basic component structure of carrier-based aircraft systems of systems is provided based on the Vari-Metric theory and marginal optimal method. Through the comparison with other methods in the example, the rationality and validity of method is verified.【期刊名称】《火力与指挥控制》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】5页(P123-127)【关键词】可修复备件;舰载机;体系;优化配置【作者】张帅;滕克难;吕卫民;孙媛【作者单位】海军航空工程学院，山东烟台 264001;海军航空工程学院，山东烟台 264001;海军航空工程学院，山东烟台 264001;解放军92957部队，浙江舟山 316000【正文语种】中文【中图分类】V215;N949舰载机装备体系是在一定的战略指导、作战指挥和保障条件下，为完成一定的作战任务，由功能相互联系、相互补充、相互作用的多型舰载机按照一定的结构组成的有机整体［1-3］。

基于稳态可用度的武器系统备件优化配置

(
)
(3)
(
)
其中， 1 ≤ j ≤ m − 1 且 m − 1 ≥ 1 。工程上常用的 δ 的表达式为：
δ=
(1 − P ) TSR
一般情况下，备件器材寿命分布为指数分布类型，即
DOI: 10.12677/dsc.2018.73024 228 动力系统与控制
周正
n
P=∑
i =0
( λt )
i!
DOI: 10.12677/dsc.2018.73024 227 动力系统与控制
周正
率增长。不完全维修后部件继续投入运行，某时刻又发生故障，再次进行不完全维修。如此下去，维修越来越频繁，维修时间也越来越多，直到最终部件报废，这一过程称为准更新过程[4]。综上所述，我们进行如下假设：假设 1：可修复件的失效率随使用时间增加，而可靠度随使用时间下降。假设 2：可修复件投入使用时是全新的，从开始使用至部件报废的这段时间称为一个使用全寿命周期。假设 3：可修复件只能进行不完全维修，即维修后无法恢复到最初状态，且每次故障维修、延误的时间不可忽略。N t →∞ t
进一步可得，
(t ) lim N= = N lim t →∞ t →∞ t
N (U ( t ) )
m U ( t ) a.s. m η1 (1 − α ) 1 − β 1 + = t µ µ1 1 − α m (1 − β ) U (t )
(
( )
)
(
)
(4)
一般情况下，武器系统含有多项器材，这里假设所需备件种类为 k 项，若从军事性角度考虑，兼顾经济性，则可以武器系统的稳态可用度为目标函数，以经济性指标为约束条件来构造计算模型：

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关键词使用可用度；备件；优化模型Ｕ６７２中图分类号
ＡＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆＴｈｒｅｅＳｐａｒｅＰａｔｒｓＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＡｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ
级构成，装备实行三级维修和备件供应保障¨ ７］。装备发
生故障时，基层单位有基层维修机构和备件库，当基层级维修机构无法使故障件修复时，可把故障件送到中继级维修机构进行维修或者到中继级备件库领取备件；当在中继级
辜健于虎陈国卫乔三保
４３００３３）（海军工程大学动力工程学院武汉
摘ห้องสมุดไป่ตู้
要
保障经费是影响装备使用可用度的重要因素之一，在有限的保障经费下，要使装备具有最大的使用可用度，建立备件供应保障
的优化模型尤为重要。根据装备维修作业体系目前由基层级、中继级和基地级三级构成，装备实行三级维修和备件供应保障，建立了一个以保障经费为约束条件的装备可用度最优化模型，最终获取了一个最优的三级备件分配方案。
ＡｂｓｔｒａｃｔＳｅｃｕｒｉｔｙｆｕｎｄｓｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｓｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅｓｕｐｐｌｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｓｐａｒｅｐａｒｔｓｉｓｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｇｒｅａｔｅｓｔｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｕｎｄｅｒｌｉｍｉｔｅｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ｛ｕｎｄｉｎｇ．Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｉｍｐｌｅ — ｍｅｎｔｅｄｗｉｔｈｔｈｒｅｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｎｄｓｐａｒｅｐａｒｔｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｓｙｓｔｅｍｃｕｒｒｅｎｔｌｙｉｎｗｈｉｃｈｇｒａｓｓ — ｒｏｏｔｓｌｅｖｅ／．ｔｈｅｒｅｌａｙｌｅｖｅｌ，ａｎｄａｂａｓｅｌｅｖｅｌｂｅｉｎｇｉｎｃｌｕｄｅｄ．Ａｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅ１ｉｓｂｕｉｌｔ，ｗｈｉｃｈｔａｋｅｓｓａｆｅｇｕａｒｄｔｈｅｆｕｎｄｓａｓｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｎｄａｂｅｓｔｔｈｒｅｅｓｐａｒｅｐａｒｔｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｐｌａｎｉｓｏｂｔａｉｎｕｌｔｉｍａｔｅｌｙ．ＫｅｙＷｏｒｄｓｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ，ｓｐａｒｅｐａｒｔｓ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌＣｌａｓｓＮｕｍｂｅｒＩ７６７２
ｌ引言
对装备使用可用度的影响因素很多，提高装备的可靠性、维修性可以提高装备使用可用度，同样，增加保障资源，来减少保障资源延误时间，也可以提高装备的使用可用性。但是，维修资源越多，所需要的保障费用也就越高，所以建立装备的使用可用度与维修保障费用的关系模型尤为重要，对装备使用可用度和维修保障费用进行优化，在有限的
ＧＵＪｉａｎＹＵＨｕＣＨＥＮＧｕｏｗｅｉＱＩＡＯＳａｎｂａｏ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｖａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ４３００３３）
总第２２３期２０１３年第１期
舰船电子工程
ＳｈｉｐＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ＶｏＬ３３Ｎｏ．１
１１８
一
种基于可用度的三级备件配置方法研究