k∕N(G)结构系统初始备件配置方法

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1、航空学报ActaAero几auticaetAstrOnauticaSinicaMar.252014V01.35N0.3773—779ISSN1000—6893CN11—1929/Vhttp:∥hkxb.buaa.educnhkxb(尽)buaa,educn忌/N(G)结构系统初始备件配置方法卢雷,杨江平+空军预警学院陆基预警装备系,湖北武汉430019摘要:针对现有备件冗余度建模中无限呼叫总体假设不合理、供应可用度计算困难的问题,提出一种女/N(G)结构系统初始备件配置方法。首先.采用有限源排队论获取备件短缺数概率分布。然后,给出计算^/N(G)结构系统供应可用度的方案,并

2、证明了方案的正确性。该方案在计算随机挑选的一套系统未因备件短缺而停机的概率基础上,利用女(或更多)套系统良好的二项分布概率估计系统供应可用度。最后,应用边际分析算法确定各项备件的数量。实例分析表明:该方法能优化女/_N(G)结构系统各组成部件的库存数量,且与单项法相比具有明显的优势,能以较少的备件费用达到相同的供应可用度目标。关键词:冗余;备件;排队论;二项分布;可用度;边际分析中图分类号:V215文献标识码:A文章编号:1000一6893(2014)03一0773一07为了满足高可用度和高可靠性的要求,大型复杂装备如舰船、相控阵雷达中越来越多地使用走/N(G)结构系统,志

3、/N(G)结构系统是指一个由N个同型部件组成的系统,当N个部件中有志个或是个以上部件正常工作时,系统正常工作。科学合理地确定出走/N(G)结构系统各组成部件所需的初始备件数量,将有助于装备战备完好性预定目标的实现,并节约大量的备件购置费用。目前,国内工程中主要采用国军标GJB4355《备件供应规划要求》中的单项法,直接对各部件提出备件保障概率要求(一般保障概率范围为o.80~o.99),并分别进行备件初始配置口]。单项法实施简单,但存在两点缺陷:①不能从系统整体角度控制备件购置费用和装备可用度的关系,得出的装备可用度可能不满足要求,备件购置费用也可能超出预算标准;②未考虑冗

4、余度对备件配置数量的影响。对于同一部件,只要部件装机总数一致,无论是否采取冗余度结构,应用单项法所得出的备件配置结果均相同。针对单项法的缺陷,大量文献提出了各种优化的备件配置方法,其中以可修复备件管理多级法(Multi—echleonTechniqueforRccoverableItemControl,MET—RIC)模型应用范围最广[2]。METRlC模型以装备战备完好性要求为优化目标,以备件购置费用为约束条件建立相应的备件配置模型,然后采用边际分析算法得到最优的备件配置方案。为改进METRIc模型的计算精度和应用范围,国外学者相继开发了M()nMETRIC[“、VARI

5、—METRIC[4j和DYNA—METRIc[51等模型。上述4个MET—RIC系列模型中,除DYNA—METRIC模型外,其他3个模型都只解决了单项法的第1个缺陷,而未考虑冗余度对备件配置数量的影响。DYNA—METRIc模型考虑现场可更换单元这一层级的冗余度对机群可用飞机架数的影响,但利用无线收稿日期:2013—06—07;退修日期:2013—07—19;录用日期:2013—09—16;网络出版时问:2013-09.2918:26网络出版地址:www.cn¨net/koms/detail/111929v201309291826.001.htmI基金项目:部级项目*通讯作

6、者.Tel:027—85975465E—mail:daIu210316@163com戮用榕武:LuL.YangJP.{nltla

7、sparea

8、

9、ocat

10、onmethodfor≈/^,(6)slructuresystem[JjiAcfaAeronaul}caetAstronaulIcaslnIca,201435(3):773—779.户雷.杨江平七/~(8)结构系统初始备件配i方法!如.航空学报.2014.35(3):773.779.航空学报Mar.252014VoI.35No3呼叫总体假设计算备件短缺数。无线呼叫总体假设不切合舰船、相控阵雷达等大型复杂装备系统的实际情况

11、,在这类装备中同一系统的套数很少,而不像机群,每架飞机算一套系统,套数很多。文献[6]除采用有限呼叫总体假设计算备件短缺数外,其他与DYNA~METRIC模型冗余度建模相同,但未提供计算系统供应可用度的方法,更适合评估规定库存量,而不是计算确定最优库存量。文献[7]将冗余度建模技术应用在空间站的备件定期补给供应上,其计算系统供应可用度的方法是利用超几何分布计算单部件条件下停机系统套数的概率分布,然后对多项部件进行综合,进而估算系统供应可用度。但随着允许停机系统套数的增加和每套系统中部件数量的增多,对多项部件停机系统

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