任务期间考虑故障件报废无补给下的多级装备可用度评估

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstrOnaulicaSinicaApr．252017Vol38No．4SSN1000．6893CN11-1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．educnhkxb@buaa．educn任务期间考虑故障件报废无补给下的多级装备可用度评估刘任洋1，李华2，李庆民3H1．海军装备研究院，北京1000372．海军工程大学兵器工程系，武汉4300333．海军工程大学科研部，武汉430033摘要：针对任务期间普遍存在的故障件报废问题。提出了一种适用于多等级多层级航空装备的可用度近似评估方法。首先通过忽略维修和运输时间将存在报

2、废率的可修件等效为消耗件，然后分别通过后方保障中心对飞行基地备件量的分配以及下层级部件对上层级部件备件量的折算，将多等级多层级备件模型转化为单等级单层级模型，最后利用伽马分布的可加性得到整个保障系统的装备可用度。在实际算例中，通过与仿真结果的对比得出：当维修和运输时间较小或飞行基地备件配置充足时，本文提出的近似评估方法具有较高的精度。关键词：任务期间；多等级多层级；故障件报废；可用度；备件方案中图分类号：V125．7；E911；TJ761．1文献标识码：A文章编号：1000—6893(2017)04—220465—09对于航空器材库存建模技术的研究，自Sherbr

3、ooke[13于1968年提出备件管理多级(METRIC)模型以来，该模型得到不断拓展和改进，已发展成为包含Mod—METRICE2j、Vari—METRIC[31、Dyna—METRIC¨3等诸多模型在内的较为完善的理论体系。由于METRIC理论采用系统的分析方法，其操作简单、运算结果精度高，是目前解决可修复性备件多级库存问题的主流方法15。。国外一些较为先进的备件优化工具，如瑞典的OPUSlO、美国的VMETRIC等均将其作为核心模型和算法。随着对备件保障问题研究的不断深入，在装备多维修级别、多层次结构的一般保障模式基础上，国内外学者结合串件拼修踊_8]、横向

4、补给一9。12

5、、需求时变[13-14]等诸多保障工作中存在的实际问题，运用METRIC理论研究出了相应模型和算法，取得了不错的效果，进一步丰富和发展了METRIC理论。然而，尽管METRIC理论在装备多级库存建模中应用广泛，效果显著，但也有其无法解决的问题：首先，在时间维度上，METRIC理论假设保障周期任意长，着眼于解决装备从列装到退役整个寿命周期内总的备件规划问题，而对于短期任务下的备件方案评估问题，METRIC理论无法适用；其次，在空间维度上，METRIC理论所考虑的保障组织结构是包含外部供应商在内的完备的保障体系，在该体系下，备件即使报废也能从外部获得无

6、限的补给[15I。而当装备在执行具体任务时，受条件制约可能只得到部分保障组收稿日期：2016—05—24；退修日期：2016一07—13：录用日期：2016—10-08；网络出版时间：2016—10．1413：50网络出版地址：WWWcnkinet／kcms／detail／11．1929V．201610141350006html基金项目：国防预研项目基金(51304010206，51327020105)*通讯作者E-mail：lichen9001@hotmailcom引用梧武：和任洋，李华．李庚民j任务期阃考虑敌唪侔报废无补给下的多级装备可璃度评估!J]．航空学报

7、．2017．38(4)：220465．L

8、uRY，LIH，LIQMEvaluationforavailabilityofmulti-echelonmulti-indentureequipmentwithscrapoffailurepartsduringthemis．sionfJ2ActaAeronauticaetAstronauticaSinica，2017，38(4)：220465，220465—1航空学报织的支持，由于保障站点维修能力有限，存在故障件无法修复而又得不到外部补给(外部供应商的补给时间通常很长，短期任务无法考虑)的普遍情况，此时METRIC理论的基

9、石——库存平衡方程不再成立，METRIC理论亦无法处理该类问题。针对上述问题，在部队现有多等级多层级保障模式背景下，结合任务期间顶层保障站点修复概率小于1的实际情况，以整个保障系统装备可用度为指标，利用近似等效思想提出一种快速有效的备件方案评估方法。与METRIC侧重装备整个寿命周期备件的总体规划和评估问题不同，该方法着眼于具体任务阶段，因此可与METRIC理论相辅相成，为保障人员在装备服役不同阶段对备件方案和保障效能进行有效评估提供新思路。1问题描述及假设以最基本的两等级两层级保障模型为例，更多等级更多层级的情况仍可按本文方法类推。考虑由一个后方保障中心和多个飞

10、行基地构成