[發明專利]一種考慮健康狀態劣化的裝備保障資源配置策略制定方法

在審

• 申請號: 202110640356.1
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113326649A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 樊冬明;馮強;任羿;王自力;海星朔
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06Q10/04;G06Q10/00;G06N3/00;G06F111/08;G06F119/02;G06F119/12
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本發明提供了一種考慮健康狀態劣化的裝備保障資源配置策略制定方法，為了解決目前裝備保障資源配置方案精確性、準確性低等問題。其具體步驟如下：步驟(1)：裝備組成部件的健康狀態退化建模；步驟(2)：裝備保障過程描述；步驟(3)：裝備可用度和保障成本評估；步驟(4)：裝備保障資源配置優化策略；本發明考慮到裝備各組成部件退化程度的差異性、維護資源/維護人員/保障時間的限制性等因素，發明了一種考慮健康狀態劣化的裝備保障資源配置策略制定方法，為多級維修站點配置保障資源，可滿足裝備中各異質部件精確化、異質化的保障資源需求，在保證裝備效能的同時，降低整體的保障成本。

(一)所屬技術領域

本發明屬于涉及裝備保障技術領域，涉及一種考慮健康狀態劣化的裝備保障資源配置策略制定方法。

(二)背景技術

隨著國際社會形勢的日益復雜，國防科技的地位顯得愈發重要。現代高科技戰爭不僅重視裝備的作戰性能，更重視裝備的保障能力，從某種程度來看，裝備的保障能力已成為了影響部隊整體作戰能力的重要因素。同時，由于裝備任務過程中的動態性、復雜性，裝備各組成部件退化程度的差異性、維護資源/維護人員/保障時間的限制性等原因，保障費用占裝備壽命周期內總費用的60％甚至更高，使得裝備的保障資源配置方案已成為了提高裝備作戰效能的關鍵性因素。

現有的裝備保障資源配置方法主要包括經驗法和基于裝備故障率的配置方法。經驗法是最普遍的一種裝備保障資源配置方法，其以經驗數據為主要依據，不考慮裝備的任務/使用過程，對保障資源進行大批量存放，不僅無法有效提高裝備的效能，還造成了巨大的保障成本。基于裝備故障率的配置方法是以裝備的壽命規律或靜態可靠性特征來制定裝備保障資源的配置方案，導致保障資源的配置方案精確性和準確性較低，無法滿足現代裝備精確化、異質化的保障資源配置方案要求。

因此，如何考慮裝備的各組成部件在使用過程中的異質退化數據，設計一種考慮健康狀態劣化的裝備保障資源配置策略制定方法，能夠在保證裝備效能的同時，降低整體的保障成本是一個亟待解決的復雜問題。

(三)發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提出一種考慮健康狀態劣化的裝備保障資源配置策略制定方法，具體步驟如下：

步驟(1)：裝備組成部件的健康狀態退化建模；

步驟(2)：裝備保障過程描述；

步驟(3)：裝備可用度和保障成本評估；

步驟(4)：裝備保障資源配置優化策略；

其中，在步驟(1)中，構建裝備組成部件的健康狀態退化模型。由于裝備使用過程中的累積損傷，其組成部件的健康狀態會逐漸退化。同時，由于裝備組成部件的使用環境、任務剖面等差異，其健康狀態的退化呈現明顯的異質化特征。因此，本發明利用Wiener過程的隨機過程來描述并預測裝備組成部件的健康狀態退化。假設{X(t)，t≥0}為裝備關鍵參數的退化量，μ＞0表征Winener的漂移參數，假設裝備組成部件的失效閾值為D_f＞0，則其健康狀態首次達到失效閾值的時間，可表示為：

T_RUL＝inf{t|X(t)＝D_f，t≥0} (1)

裝備組成部件的故障累積概率和故障密度函數可表示為：

裝備組成部件的剩余壽命期望與方差分別為：

裝備組成部件健康狀態的退化建模仿真具體步驟如下：

Step 1：選定裝備中的關鍵特征參數Par，設置退化建模最大仿真迭代次數Iters_max，設置當前退化建模仿真迭代次數Iters＝1；