装备自主维修保障的维修与库存联合优化.pdf

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1、航空学报Aug．252013Vo1．34No81864—1873ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaISSN1000—6893CN11-1929／Vhttp：／／hkxbbuaaeducnhkxb@buaaedu．cn装备自主维修保障的维修与库存联合优化徐玉国，邱静，刘冠军1．国防科学技术大学机电工程与自动化学院装备综合保障技术重点实验室，湖南长沙4100732．装甲兵工程学院技术保障工程系，北京100072摘要：装备自主维修保障系统(ALS)的核心是在网络化维修保障体系内由装备剩余使用寿命评估(RULE)信息驱动维修保障决

2、策，其能有效降低装备寿命周期成本、提高装备使用可用度。在分析RULE特性与ALS运行机制的基础上研究了ALS中装备维修和备件供应等各类成本的产生机理，以单位时间成本最小为目标提出了基于RULE的维修与库存联合优化模型，应用MonteCarlo仿真方法设计了求解最优维修保障成本的算法，并分析了RULE的漏检率与虚警率对维修保障效能的影响。关键词：自主维修保障；剩余使用寿命评估；维修；库存管理；优化；MonteCarlo仿真中图分类号：V215．7；TH165文献标识码：A文章编号：1000—6893(2013)081864—10在装备技术发展与作战样式演变的推

3、动下，本，将其与备件供应策略(s，Q)(Q为订购量)相装备维修保障正由传统模式向动态性、实时性、协结合，求解了固定预算约束下最大化系统使用可同性更强的自主维修保障模式转型，其核心是在用度的问题。网络化维修保障环境中基于剩余使用寿命评估随着装备自主维修保障系统(Autonomic(RemainingUsefulLifeEstimation，RULE)进行LogisticsSystem，ALS)及其核心技术故障预测维修保障决策，可有效改善装备使用、维修与保障与健康管理(PrognosticsandHealthManage—的效能。ment，PHM)的发展，将设备

4、实时剩余使用寿命评鉴于传统的事后维修策略不能满足装备系统估结果作为维修与备件补给的触发源进行维修保中关键部件维修与性能方面的要求，出现了许多障，已获得广泛的关注。Tu等l_6]以通用离心泵为将预防性维修与备件库存策略联合优化的研究。研究对象，采用基于模型的故障预测方法进行剩文献[1]～文献[43将备件供应模型(s，s)(s和s余使用寿命评估，研究库存管理与故障预测对部均为库存水平)与年龄换件模型相结合，提出了预件级和系统级使用可用度的影响。文献[7]～文防性维修策略下的备件库存策略。DiaIlo等L5提献E9]将线性与指数型退化模型框架应用于估计出了一种预防

5、性维修与备件供应的联合优化策部件的剩余使用寿命评估，并通过实时健康监控略，同时考虑装备寿命分布、预防性维修与修复性信息进行改进和更新，将其与Armstrong和At—维修的费用和时间以及全部的备件库存管理成kinsl_1¨提出的经典备件库存模型相结合，设计收稿Et期：2012—10—15；退修日期：2012—12—24；录用日期：2013—01-21；网络出版时间：2013—02—1914：35网络出版地址：WWWcnki．net／kcms／detail／11．1929．V201302191435．001．html基金项目：国家自然科学基金(51175502

6、)*通讯作者．Tel：0731-84573305E-mail：qiujing@nudt．edu．on塌格式}XuYG，QiuJ．LiuGJ．Jointoptimizationofmaintenanceandinventoryinequipmentau~nomiclogisticsActaAeronauticaetAs—tronauticaSinica．2013，34(8)：1864—1873徐玉国．邱静．灿冠军装备自i维修保障的维修与库存联合优化航空学报。2O334(8)1864—1873．徐玉国等：装备自主维修保障的维修与库存联合优化了动态自适应的维修／备

7、件订购方案，确定了最佳UUM安全、经济运行的剩余时问。RUL定义为的维修换件时间与订购时间。Rausch和Liaol】2l条件随机变量t一{tE0I～tltE0l>t，z()}，其针对制造设备的关键部件，在运行期间内对部件中tEoL为表示uUM失效时间的随机变量，t为的劣化量进行连续监控，集成劣化限维修策略UuM的当前年龄，z()为UUM当前时刻之前(DegradationLimitMaintenancePolicy)与基准的所有历史使用与运行信息。而RULE就是对备件库存控制策略(Base—stockSparePartInven—t进行预测，获得其估计值，

8、RUL的估计值X也toryControlPolicy