[發明專利]一種裝備研制過程備件需求量預測方法

無效

• 申請號: 201010190151.X
• 申請日: 2010-05-25
• 公開（公告）號: CN101853448A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 郭霖瀚;陶小創;康銳;王乃超
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06Q10/00
• 分類號: G06Q10/00;G06Q50/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

1.一種裝備研制過程備件需求量預測方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

步驟一：直接獲取裝備的可達可用度指標A_a、平均故障間隔時間MTBF、平均修復時間MTTR和平均預防性維修時間MPMT；

根據用戶需求和裝備研制要求中規定的可達可用度指標A_a，從可靠性維修性設計數據中直接獲取平均故障間隔時間MTBF、平均修復時間MTTR和平均預防性維修時間MPMT；

步驟二：獲取系統級備件平均等待時間WT；

根據公式(1)，獲取系統級備件平均等待時間WT；

Aa=MTBFMTBF+MTTR+MPMT+WT---(1)]]>

步驟三：對系統級備件平均等待時間WT進行分配，獲取分系統等待時間WT_i；

如果能夠獲取分系統平均修復時間、平均供應時間以及分系統故障對任務完成影響程度信息，則采用Dephi分配法，否則采用等分配法；

等分配法具體為：

根據式(2)得到各分系統等待時間WT_i：

di·WTi=1mΣi=1mdi·WT---(2)]]>

式中：d_i為第i個分系統需求率，i＝1，2，…，m，m為裝備中分系統個數，具體為：

d_i＝λ_i+γ_i??????????????????????????????????????????????????????(3)

式中，λ_i為第i個分系統的故障率，γ_i為第i個分系統的更換率，在裝備研制階段，λ_i和γ_i從裝備的可靠性和維修性設計數據直接獲得；

Dephi分配法具體為：

根據式(4)將系統級備件平均等待時間WT分配到分系統級：

WTi=kiΣi=1mdidiΣi=1mkiWT---(4)]]>

式中，k_i為第i個分系統的期望因子值，第i個分系統中可修產品的比例為B_i，分配時考慮的因子為任務影響因子k_i1、供應時間因子k_i2和維修時間因子k_i3，不可修產品的比例為1-B_i，分系統的相關因子取值具體為：

任務影響因子k_i1為：k_i1與分系統級產品是否存在功能余度和該分系統故障后對系統任務完成的影響程度有關，當分系統功能余度越多因子取值越大，對任務完成影響程度越小，因子取值越大；

供應時間因子k_i2為：k_i2取值與該分系統的平均供應時間和分系統中最大平均供應時間有關：

ki2=MTTSimaxiMTTSi×10---(5)]]>

式中：MTTS_i為第i個分系統的平均供應時間，是分系統中的最大平均供應時間；

維修時間因子k_i3為：k_i3取值與該分系統的平均修復時間和分系統中最大平均修復時間有關：

ki3=MTTRimaxiMTTRi×10---(6)]]>

式中：MTTR_i為第i個分系統的平均修復時間，是分系統中的最大平均修復時間；

k_i＝B_i(k_i1+k_i2+k_i3)+(1-B_i)(k_i1+k_i2)??????????????????????????????(7)

步驟四：采用Dephi分配法獲取組成分系統的各LRU級產品等待時間WT_ij；

LRU為外場可更換單元，將第i個分系統的平均等待時間WT_i分配到LRU級別，具體為：

①若第i個分系統的第j個LRU為可修件，則第j個LRU的平均等待時間為：

WTij=LijΣj=1ndijdijΣj=1nLij(WTi·Bi)---(8)]]>

其中：第i個分系統中包括j個LRU級產品，第j個LRU的因子L_ij＝L_ij1+L_ij2+L_ij3，對于可修產品LRU相關因子為任務影響因子L_ij1、供應時間因子L_ij2和維修時間因子L_ij3，LRU相關因子取值具體為：

任務影響因子L_ij1為：L_ij1與LRU級產品是否存在功能余度和該LRU故障后對分系統任務完成的影響程度有關，當LRU功能余度越多因子取值越大，對任務完成影響程度越小因子取值越大；

供應時間因子L_ij2為：L_ij2取值與該LRU的平均供應時間和LRU的最大平均供應時間有關：

Lij2=MTTSijmaxjMTTSij×10---(9)]]>

式中：MTTS_ij為第i個LRU的平均供應時間，是LRU的最大平均供應時間；

維修時間因子L_ij3為：L_ij3取值與該LRU的平均修復時間和LRU的最大平均修復時間有關：

Lij3=MTTRijmaxjMTTRij×10---(11)]]>

式中：MTTR_ij為第i個LRU的平均修復時間，是LRU的最大平均修復時間；

WT_i·B_i為第i個分系統中可修產品的等待時間；d_ij為第i個分系統中第j個LRU的需求率，具體為：

d_ij＝λ_ij+γ_ij???????????????????????????????????????????????????(11)

式中：λ_ij為第i個分系統中第j個LRU的故障率，γ_ij為第i個分系統中第j個LRU的更換率；

②若第i個分系統的第j個LRU為不可修件，則它的平均等待時間為：

WTij=LijΣj=1ndijdijΣj=1nLij(WTi·(1-Bi))---(12)]]>

其中：第j個LRU的因子L_ij＝L_ij1+L_ij2，對于不可修產品相關因子為任務影響因子L_ij1和供應時間因子L_ij2，相關因子取值見步驟四；WT_i·(1-B_i)為第i個分系統中不可修產品的等待時間；

步驟五：獲取LRU備件缺貨期望值EBO_ij、庫存水平s_ij；

第i個分系統的第j個LRU備件缺貨期望值EBO_ij通過式(13)獲取：

EBO_ij＝WT_ij×d_ij?????????????????????????????????????????????????(13)

第j個LRU庫存水平s_ij滿足式(14)中的數量關系：

s_ij＝OH_ij+DI_ij-BO_ij??????????????????????????????????????????????(14)

式中：OH_ij為第i個分系統的第j個LRU現有備件庫存量，DI_ij為為第i個分系統的第j個LRU來自修復和補給的備件量，BO_ij為為第i個分系統的第j個LRU備件缺貨量，OH_ij、DI_ij和BO_ij均為非負的隨機變量；

由式(14)可知，當DI_ij≤s_ij-1時，OH_ij≥0，則此時還存在備件庫存，此時備件需求能夠得到滿足，第i個分系統的第j個LRU備件的缺貨期望值EBO_ij為：

EBOij=P{DIij=sij+1}+2P{DIij=sij+2}+3P{DIij=sij+3}+···=Σx=sij+1∞(x-sij)P{DIij=x}---(15)]]>

式中P表示概率，根據式(13)計算得出的EBO_ij，將EBO_ij代入式(15)，反解出庫存水平s_ij；

步驟六：根據庫存水平s_ij獲取備件滿足率EFR_ij；

將步驟五計算出的庫存水平s_ij代入式(16)求出第i個分系統的第j個LRU備件的滿足率；

EFR_ij＝P{DI_ij＝0}+P{DI_ij＝1}+…+P{DI_ij＝s-1}＝P{DI_ij≤s-1}???????(16)

備件庫存水平s_ij為備件需求量，EFR_ij用于表征LRU備件庫存水平s_ij滿足裝備使用要求的程度。