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        裝備備件方案及使用可用度的評價方法

        2021-10-28 06:41:48聶貽韜高心軍
        船電技術(shù) 2021年10期
        關(guān)鍵詞:涵義馬爾可夫備件

        聶貽韜,高心軍

        裝備備件方案及使用可用度的評價方法

        聶貽韜1,高心軍2

        (1. 海裝裝備項目管理中心,北京 100071;2. 北京無線電測量研究所,北京 100071)

        本文運用馬爾可夫過程理論,對武器裝備使用狀態(tài)建立了馬氏鏈模型,分別以裝備長期穩(wěn)定后出現(xiàn)有故障無備件的概率和穩(wěn)態(tài)情形時處在正常工作狀態(tài)的概率,作為指標(biāo)來評價備件方案和使用可用度。該方法為科學(xué)合理地確定備件池的備件種類和數(shù)量、優(yōu)化備件申領(lǐng)時間等提供決策支持。

        武器裝備 備件 使用可用度 馬爾可夫過程

        0 引言

        備件是實施武器裝備綜合保障的物質(zhì)基礎(chǔ),是形成武器裝備保障能力、保持裝備作戰(zhàn)能力的重要條件。在當(dāng)前的保障體制下,換件維修依然是基層作戰(zhàn)單位的主要維修方式。備件方案直接關(guān)系到武器裝備的可靠性、任務(wù)成功性以及全壽命周期費用,其重要程度已經(jīng)日漸凸顯。

        可用性是武器裝備的可靠性、維修性及保障性量度的綜合指標(biāo),是系統(tǒng)效能的關(guān)鍵要素,可用于度量裝備的戰(zhàn)備完好性及確定其與保障資源之間的關(guān)系。而使用可用度作為反映戰(zhàn)備完好性的關(guān)鍵參數(shù),其優(yōu)化問題也成為部隊和工業(yè)部門研究人員開展武器裝備保障工作的重點方向。

        本文擬運用馬爾可夫過程理論,對武器裝備使用狀態(tài)建立馬氏鏈模型,以裝備長期穩(wěn)定后出現(xiàn)有故障無備件的概率,作為指標(biāo)來評價備件方案。并且以裝備穩(wěn)態(tài)情形時處在正常工作狀態(tài)的概率來評價使用可用度。該方法用馬氏鏈模型評價備件方案和使用可用度,為科學(xué)合理地確定備件池的備件品種和數(shù)量、優(yōu)化備件申領(lǐng)時間等提供決策支持。

        1 評價備件方案

        目前,備件保障大多實行三級,即裝備維修級別可劃分為基層級、中繼級和基地級。當(dāng)基層級備件缺少時可向中繼級申領(lǐng),基地級定期向中繼級倉庫配發(fā)一定數(shù)量的備件,中繼級備件仍缺少再向基地級申領(lǐng),但這種情況較少。通常情況下,我們只需考慮兩級保障,即發(fā)生故障后,中繼級已足夠解決問題。

        首先提出以下模型假設(shè):(1)考慮兩級保障,基層級最多僅庫存每一種備件的兩件;(2)故障維修方式為更換性維修,即經(jīng)修理后的器材視為新器材,其失效率等參數(shù)不改變;(3)裝備在使用過程中,將出現(xiàn)故障、維修及備件的供需狀態(tài),它們相互獨立且隨機出現(xiàn),狀態(tài)轉(zhuǎn)移具有無后效性;(4)器材的故障、維修、備件的供應(yīng)和申領(lǐng)等后勤延誤均服從指數(shù)分布,因此可采用馬氏鏈模型進行分析。

        當(dāng)=0,2時,符號表示為02,其涵義是裝備正常工作,且有2個備件,此時定義為狀態(tài)①; 當(dāng)=0,1時,符號表示為01,其涵義是裝備正常工作,且有1個備件,此時定義為狀態(tài)④; 當(dāng)=0,0時,符號表示為00,其涵義是正常工作,且無備件,此時定義為狀態(tài)⑦;當(dāng)=1,2時,符號表示為12,其涵義是裝備待修,且有2個備件,此時定義為狀態(tài)②;當(dāng)=1,1時,符號表示為11,其涵義是裝備待修,且有1個備件,此時定義為狀態(tài)⑤;當(dāng)=1,0時,符號表示為10,其涵義是裝備待修,且無備件,此時定義為狀態(tài)⑧;當(dāng)=2,2時,符號表示為22,其涵義是裝備維修,且有2個備件,此時定義為狀態(tài)⑨;當(dāng)=2,1時,符號表示為21,其涵義是維修,且有1個備件,此時定義為狀態(tài)③;當(dāng)=2,0時,符號表示為20,其涵義是維修,且無備件,此時定義為狀態(tài)⑥。

        通過上述分析,裝備工作狀態(tài)及基層備件數(shù)量E共有9種狀態(tài)。當(dāng)評價備件方案時,出現(xiàn)有故障無備件的概率是重點關(guān)注的指標(biāo)之一,即狀態(tài)⑧情形的概率。顯然,此概率越低,則備件方案越合適。

        圖1 裝備工作狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

        根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,可建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程組。記轉(zhuǎn)移矩陣

        則狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程組可表示為

        2 評價使用可用度

        3 模型應(yīng)用示例

        下面以某雷達(dá)天線車為例,運用馬爾可夫過程理論來評價它的備件方案。

        即從長期來看,出現(xiàn)有故障無備件的可能性小于10%,長期滿足率大于90%,則認(rèn)為該備件方案基本上是合理的。

        表1 四種器材的長期滿足率情況表

        4 小結(jié)

        本文應(yīng)用備件合理供應(yīng)策略,結(jié)合馬爾可夫過程給出了武器裝備的可用度計算方法,該方法可以有效計算武器裝備的使用可用度,通過改變產(chǎn)品的失效率和狀態(tài)裝備過程可以提高裝備的使用可靠性,同時在馬爾可夫過程中更加準(zhǔn)確的獲得轉(zhuǎn)移概率能更好的提高裝備可用度計算結(jié)果。

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        Evaluation Method of the Military Equipment Spare Parts Scheme and their Operational Availability

        Nie Yitao1, Gao Xinjun2

        (1. Marinre Equipment Project Management Center, Beijin 100071, China;2. Beijing Institute of infinite electric measurement, Beijin 100071, China)

        E92

        A

        1003-4862(2021)10-0041-04

        2021-08-19

        聶貽韜(1989-),女,助理工程師。研究方向:兩棲和輔助艦船以及陸特戰(zhàn)和防化專業(yè)。E-mail: 156420171@qq.com

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