李昊霖　王遠(yuǎn)達(dá)

摘? 要：本文利用柔性作業(yè)車間調(diào)度理論對(duì)多機(jī)種保障中保障裝備的調(diào)度進(jìn)行仿真，首先對(duì)多機(jī)種航空保障裝備調(diào)度的內(nèi)涵進(jìn)行明確，在分析多機(jī)種飛機(jī)出動(dòng)時(shí)飛行保障所需的保障裝備基礎(chǔ)上，建立了多機(jī)種保障中保障裝備調(diào)度仿真模型，設(shè)計(jì)了相適應(yīng)的遺傳算法，通過實(shí)例對(duì)模型及算法機(jī)型驗(yàn)證，結(jié)果表明，仿真結(jié)果能夠優(yōu)化保障時(shí)間，為多機(jī)種編隊(duì)快速作戰(zhàn)提供有力支撐。

關(guān)鍵詞：柔性作業(yè)車間調(diào)度;多機(jī)種保障;航空保障裝備調(diào)度

引言

不同性能的諸機(jī)種部隊(duì)合同作戰(zhàn)，已成為空軍的主要作戰(zhàn)樣式，多個(gè)機(jī)種聯(lián)合組成以空中預(yù)警指揮機(jī)為核心的多機(jī)種合成編隊(duì)，通過多機(jī)種保障基地進(jìn)行飛行保障。各機(jī)種要在較短時(shí)間完成各自的飛行保障活動(dòng)，這就要求多機(jī)種保障基地對(duì)各類航空保障裝備進(jìn)行高效調(diào)度，盡可能縮短保障時(shí)間，為多機(jī)種編隊(duì)升空作戰(zhàn)提供充分時(shí)間。

保障裝備在完成飛行前準(zhǔn)備保障作業(yè)上能否達(dá)到最佳效益，取決于裝備數(shù)量和裝備效率兩方面。在裝備數(shù)量有限的前提下，保障裝備必須提高效率才能達(dá)到最佳效益。保障裝備的效率集中反映在裝備利用率上，合理的作業(yè)調(diào)度是提高裝備利用率的關(guān)鍵。目前飛機(jī)的地面作業(yè)保障調(diào)度主要以人工調(diào)度為主，保障裝備的配置數(shù)量以往主要根據(jù)固定的比例進(jìn)行估算配置，但是大批量多機(jī)種飛機(jī)的保障工作如果仍然沿用此法會(huì)造成保障規(guī)模過大，現(xiàn)實(shí)問題亟需合理方法進(jìn)行配置。

1? 飛行保障基本流程和保障工序作業(yè)

飛行保障的基本流程包括預(yù)先機(jī)務(wù)準(zhǔn)備、直接機(jī)務(wù)準(zhǔn)備及再次出動(dòng)準(zhǔn)備。由于多機(jī)種編隊(duì)出動(dòng)時(shí)間短，多機(jī)種飛行保障采取預(yù)先準(zhǔn)備與直接準(zhǔn)備相結(jié)合的方法進(jìn)行，有利于集中時(shí)間提高效率。多機(jī)種保障采用一線保障作業(yè)模式，各項(xiàng)保障工作以及飛機(jī)的放飛、接機(jī)等全部在起飛線進(jìn)行，各類保障保障裝備也集中停放在起飛線。其基本流程為：在飛行保障任務(wù)之后，組織保障人員和保障保障裝備進(jìn)場，將接收的飛機(jī)牽引至指定地點(diǎn)，按照飛行任務(wù)的要求，補(bǔ)充燃料、滑油、液壓油、特種液體和氣體，裝掛彈藥等，準(zhǔn)備工作完成后，起動(dòng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)入飛行實(shí)施階段，將飛機(jī)起飛之前所作的準(zhǔn)備工作統(tǒng)稱為飛行前準(zhǔn)備，為飛行前準(zhǔn)備所做的保障工作即為飛行前準(zhǔn)備的飛行保障。

飛行保障過程中各個(gè)專業(yè)主要完成的工作主要有：機(jī)械：加添燃油、液壓油、潤滑油、補(bǔ)充氮?dú)獾?，由機(jī)械師和機(jī)械員共同完成，需要加油車、冷氣車等保障保障裝備。航電：通電檢查并完成慣性導(dǎo)航系統(tǒng)調(diào)校，需要電源車保障。軍械：完成武器彈藥的裝掛，需要掛彈車等進(jìn)行保障。特設(shè)：充填氧氣，通電檢查座艙電器儀表系統(tǒng)，需要電源車及氧氣車保障。

2? 模型建立

2.1? 模型假設(shè)

為建立多機(jī)種保障保障裝備調(diào)度模型、使用柔性作業(yè)車間調(diào)度的理論與方法解決多機(jī)種保障保障裝備調(diào)度問題，作如下假設(shè)：

①每架飛機(jī)接受每道保障工序的次數(shù)不多于一次;

②每型飛機(jī)接受保障工序的順序可以不同;

③每架飛機(jī)的保障工序必須串行進(jìn)行，后工序不能先于前工序;

④任何飛機(jī)沒有優(yōu)先保障權(quán)，必須服從于既定的保障順序;

⑤保障過程中沒有新飛機(jī)的加入，也不臨時(shí)取消飛機(jī)的保障;

⑥一臺(tái)保障裝備在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)不能對(duì)兩架或兩架以上飛機(jī)實(shí)施保障;

⑦同一時(shí)刻一架飛機(jī)不能接受兩臺(tái)或兩臺(tái)以上保障裝備的保障;

⑧同型保障裝備對(duì)同型飛機(jī)在相同工序的保障時(shí)間相等;

⑨不考慮保障裝備移動(dòng)時(shí)間、不考慮保障保障裝備展開時(shí)間、不考慮檢查簽字時(shí)間。

2.2? 問題描述

多機(jī)種保障裝備調(diào)度問題可以描述如下：設(shè)共有N型（1、2、3……N）n架飛機(jī)，m個(gè)保障階段，第i個(gè)保障階段的并行裝備的個(gè)數(shù)為Mi。每一架飛機(jī)都按各自的保障路線順次經(jīng)過個(gè)m個(gè)保障階段，各架飛機(jī)在各個(gè)保障階段有各自的保障時(shí)間。理論上，所有的飛機(jī)都可以選擇在第i（1≤i≤m）階段的Mi臺(tái)裝備中的任意一臺(tái)進(jìn)行保障。當(dāng)最后一架飛機(jī)選擇最后階段Mm臺(tái)裝備中的一臺(tái)結(jié)束保障后，整個(gè)保障過程結(jié)束。

2.3? 數(shù)學(xué)模型

為了方面描述，首先定義相關(guān)符號(hào)，如下所示：

根據(jù)上述算法原理，可將FJSP的求解過程通過編寫Matlab程序來實(shí)現(xiàn)。

4? 算例分析

由預(yù)警機(jī)、轟炸機(jī)、電子干擾機(jī)、無人機(jī)組成的多機(jī)種編隊(duì)某一波次需要出動(dòng)10架執(zhí)行突擊任務(wù)。其中包括1架預(yù)警機(jī)，2架轟炸機(jī)，3架電子干擾機(jī)和4架無人機(jī)分別執(zhí)行指揮、對(duì)地攻擊、電子干擾、護(hù)航任務(wù)。各機(jī)型飛機(jī)保障工序及時(shí)間見表1。

進(jìn)行遺傳算法的參數(shù)設(shè)置：染色體種群規(guī)模取500，迭代次數(shù)取150，交叉概率取0.8，變異概率取0.2，遺傳算法進(jìn)行matlab編程，運(yùn)行程序得到優(yōu)化結(jié)果。

可以看出，運(yùn)行的最優(yōu)結(jié)果為255，代表保障時(shí)間為255。

從圖中可以顯然得到保障裝備的調(diào)度情況，包括各個(gè)時(shí)間段內(nèi)保障飛機(jī)的先后順序，因此可以得到結(jié)論，本文所設(shè)計(jì)的遺傳算法求解的保障裝備調(diào)度結(jié)果對(duì)多機(jī)種保障裝備調(diào)度有具體鮮明的指導(dǎo)意義。

5? 結(jié)語

本文在分析多機(jī)種保障飛行前準(zhǔn)備活動(dòng)的車輛調(diào)度模式的基礎(chǔ)上，基于柔性作業(yè)車間調(diào)度理論，建立了多機(jī)種保障車輛調(diào)度模型。在模型建立過程中，考慮了工序約束性和車輛柔性等因素，使模型更貼近真實(shí)多機(jī)種保障過程，并通過實(shí)例驗(yàn)證了模型的可信性;在遺傳算法設(shè)計(jì)中，雙層編碼具備良好的解空間特性;采用邊際分析算法對(duì)車輛利用率進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化，改善忙閑不均現(xiàn)象。在給定平均保障延誤時(shí)間約束下，模型可以為場站多機(jī)種保障車輛調(diào)度方案提供決策支持，幫助指揮員高效調(diào)度各種保障車輛，從而提高保障效率。

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