[發明專利]一種基于故障率的地面電子設備維修備件需求預測方法

有效

• 申請號: 201711421474.3
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108022024B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 田雙蜀;李昌隆;易飛;曹琴
• 申請（專利權）人: 北京航天晨信科技有限責任公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 葛鵬

1.一種基于故障率的地面電子設備維修備件需求預測方法，其特征在于具體步驟為：

第一步 對地面電子設備按照可維修更換模塊進行細化

對地面電子設備的功能進行細化，以設備的故障模式和功能為基礎，根據維修人員的維修能力將設備劃分為不同的可維修模塊，即子模塊或零部件；

根據維修人員的能力將地面電子設備按照功能和性能進行子部件劃分；針對部隊人員的維修能力，按照某地面電子設備的組成，將該設備劃分為板卡、面板可更換器件，包括：開關、按鍵和指示燈及可更換線纜的維修可達子模塊i；

第二步 統計維修可達子模塊i的年故障率

根據裝備的歷史維修記錄，按照劃分維修可達子模塊i進行年故障率統計；即，

對在同一使用環境設備的歷史維修數據進行統計，按年進行劃分，計算各子模塊i的第j年故障率η_ij；

第三步 統計分析維修可達子模塊i歷史故障率的變化趨勢，確定備件需求量

通過歷史故障率變化趨勢分析，將維修可達子模塊i分解為故障率變化趨勢不明顯模塊、故障率超過閾值模塊和故障率呈現遞增變化趨勢模塊；

對于變化趨勢不明顯模塊按照正態分布分析，確定滿足保障概率φ備件數量n_i；即

n_i＝N_i×η_i (1)

其中，N_i為系統中維修可達子模塊i總數量；η_i為故障分布概率不小于保障概率φ的故障率；

對于當前故障率超過預先設定閾值θ_i的設備時，則進行全部更換，備件數量依據裝備的設定數量進行計算，即為N_i；

對于故障率呈現遞增變化趨勢的維修可達子模塊i，且當前故障率小于設定閾值θ_i時，采用故障率預測模型確定未來1年內的維修可達子模塊i故障率，根據系統的特點來計算每個模塊的備件需求數量；故障率預測模型采用人工智能方式進行建模，包括：灰色預測和人工神經網絡；當預測未來1年維修可達子模塊i故障率為η_i′，則備件需求數量為

n_i＝N_i×η_i′ (2)

采用灰色預測方式，定義：故障率的歷史序列為x⁽⁰⁾(k)，k＝1,2,…,L；L是歷史序列的個數；灰色生成是對該序列作累加生成，一次正向累加生成序列(1-AGO)：x⁽¹⁾(k)，k＝1,2,…,N；

建立GM(1,1)灰微分白化方程：

參數序列

計算得

公式(6)中，

Y_N＝[x⁽⁰⁾(2) x⁽⁰⁾(3) … x⁽⁰⁾(k)]^T (8)

歷史數據序列的預測值為

對預測結果的殘差建立自回歸模型得到殘差序列進而得到故障率的預測值即，維修可達子模塊i故障率為η_i′；

當預測的故障率大于預先設定閾值θ_i時，采用全部更換的方式進行維修備件儲備，即備件數量依據裝備的設定數量進行計算；

至此，完成一種基于故障率的地面電子設備維修備件需求預測。