专利名称：一种装备维修任务调度方法
技术领域：
本发明涉及装备维修任务调度方法，特别是涉及以满足武器装备体系对抗作战任务保障需求为目标，把作战单元的故障装备作为一个整体，多种条件下的装备维修任务调度优化方法。是装备维修保障领域中非常重要的方法，为战时作战运筹和装备维修保障指挥决策提供有效的技术。
背景技术：
信息化战争下，武器装备在战争中表现的是一种体系与体系之间的对抗，主战装备与通信、气象、后勤、电子对抗等保障装备在不同战场条件下，对战争胜负的影响是动态多变的，维修保障要适应这种体系对抗的保障要求，其复杂性与对信息的依赖性均极大增力口，而且装备维修保障的难度也进一步增加。保障任务十分繁重，人力、物力、财力消耗巨大，维修资源供应和维修任务需求矛盾突出，如何对装备维修保障做出科学正确的决策，为装备维修保障行动争取时间，提高部队的战斗力具有重要意义。近年来，运用现代管理的理论和方法对装备维修优化保障的研究引起全军的重视，并取得了许多阶段性的成果，但对装备维修任务优化调度定性方法较多，定量方法较少。大多以单个故障装备为对象，没有考虑到装备的整体性，没有把作战单元作为一个整体为保障对象，而导弹武器装备的使用与维修保障具有与独立装备所不同的诸多特点。并且大多数方法是基于故障装备的全部维修工作都由某一维修小组来完成这种简单的维修组织实施方法下的调度，而武器装备维修保障中，根据维修机构(分队)的规模大小、不同级别所采用的维修组织实施方法是不同且多样的，单纯考虑独立的多台故障装备和唯一的修理组织实施方法难以得到较好的维修方案，影响决策的准确性。因此以满足武器装备体系对抗作战任务保障需求为目标，把作战单元的故障装备作为一个整体，研究多种条件下的装备维修任务调度优化方法，具有很强的理论意义和应用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，以武器装备体系对抗作战任务保障需求为目标，把参战作战单元故障装备作为一个整体，提供多种条件下装备维修任务调度方法，以缩短故障装备维修等待时间，提高作战单元的整体战斗力。为解决上述问题，本发明提供维修任务分配方法和维修任务调度方法。首先考虑多种动态不确定因素的影响，得到装备维修分配方法。然后根据装备维修组织实施方式的不同，把维修任务调度分为不考虑维修流程的维修任务调度和基于维修流程的装备维修任务调度，以尽快恢复参战作战单元战斗力为主要目标，得到相关调度方法。最后提出一种装备维修任务动态调度方法。本发明的装备维修任务调度方法包括以下步骤:(I)通过系统分析装备维修保障系统的组成，得到装备维修任务调度系统与维修保障系统的关系，给出装备维修任务调度的概念、特点、分类和框架结构，给出一种数据信息的数学表示方法。同时设计装备维修任务调度系统的结构和功能。(2)通过对装备维修任务分配问题分析,给出维修任务分配的定义,考虑维修任务不确定性，得到基于资源约束的装备维修任务的选择方法。考虑维修机构资源性能波动，得到基于负载的维修机构选择方法。在此基础上，针对已经确定的维修机构资源分配方案，考虑同一作战单元故障装备存在的紧密关系和维修机构的维修能力约束，得到多作战单元装备维修任务分配模型。(3)根据维修机构不同的维修组织实施方式，以尽快恢复参战作战单元战斗力为主要目标，把维修过程看成一个整体，认为任一个维修小组可完成任何维修任务，得到一种不考虑维修专业的装备维修任务调度方法；认为任一个维修小组只能完成相关专业领域的维修任务，得到一种基于维修专业的装备维修任务调度方法。以追求维修效益最大化为目标，得到一种基于最大维修保障时间的维修任务调度方法。(4)考虑维修过程中维修流程的不同，分别建立并行维修流程、串行同顺序、串行不同顺序维修流程和混合维修流程的装备维修任务调度模型。根据问题的特性，得到基于遗传算法的维修任务调度方法，给出维修优化方案。(5)对装备维修动态调度问题进行分析，在已有静态调度方案的基础上，提出基于事件和周期的装备维修任务动态调度方法。本发明的优点是:本发明给出装备维修任务调度系统的框架及相应的数学描述，为深入研究装备维修任务调度奠定了理论基础。得到的基于资源约束的装备维修任务选择方法，能够确保重点部队、重点方向和重点故障装备的优先维修；得到的基于负载的维修机构选择方法，可以充分利用维修资源，提高资源的利用率并减少装备维修等待时间；得到的多作战单元装备维修任务分配方法，综合考虑了影响维修的多种动态因素，使维修计划更加具有全局性、实用性，有助于降低装备故障造成的战斗损失；得到的一种装备维修任务动态调度方法，能及时响应状态的变化，能缩短故障装备维修等待时间。本发明在理论上丰富了装备维修保障性工程领域的研究内容，在实际应用中可以指导装备维修任务调度工作，能为战时作战运筹和装备维修保障指挥决策提供有效的技术。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。图1为本发明的装备维修任务调度框架结构图。图2为本发明的装备维修任务动态分配流程图。图3为本发明的不考虑维修专业的装备维修任务调度图示。图4为本发明的基于维修专业装备维修任务调度图示。图5为本发明的并行流程装备维修任务调度图示。图6为本发明的串行同顺序流程调度图示。图7为本发明的混合流程装备维修任务调度图示。图8为遗传算法与改进NEH计算结果的对比。为了更好的说明本发明的技术方案，以下结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。参见图1由于装备维修任务调度的复杂性，本发明将解决维修任务调度问题的过程分为两个主要阶段即装备维修任务分配和装备维修任务调度。参见图2为维修任务分配流程。作战区域中多个作战单元的多台装备发生故障，这些故障装备的信息被反馈到装备维修任务调度管理中心，装备维修任务调度管理中心按照作战计划和装备损伤等情况，对维修任务进行汇总与筛选，得到作战单元对故障装备的需求，考虑各维修机构的负载能力得到可用分配资源，然后综合维修环境及维修资源情况等因素，制订维修任务分配计划。参见图3根据装备维修组织实施方式的不同，认为任一个维修小组可完成任何维修任务，并把维修过程看成一个整体。得到不考虑维修专业的维修任务调度。参见图4认为任一个维修小组只能完成相关专业领域的维修任务，并把维修过程看成一个整体。得到考虑维修专业的维修任务调度。参见图5、6、7不仅考虑维修任务所属专业领域，还考虑维修业务流程，即把维修过程看成一件产品的生产过程，由多道工序组成得到基于维修业务流程的维修任务调度。本发明实施例针对图6中的串行同顺序流程调度，具体实施如下:(I)问题描述。假设有η个作战单元的故障装备分属于L个维修专业领域，每个领域的维修小组共有Hi1个,作战单元i有Sil台装备故障属于第I (I = I, ---,L)个维修专 业，故障装备 NijlQ = 1,2,…，n;j = l,2,...,
权利要求
1.装备维修任务调度方法，其特征在于包括如下具体步骤:(1)对装备维修任务调度的特点分析，得到维修任务调度的框架结构；给出装备维修任务调度问题的分类及其数学表示；设计装备维修任务调度系统的结构和功能；(2)考虑维修任务的不确定性，基于维修资源的约束，得到装备维修任务选择方法；针对维修机构资源消耗不均衡现象，得到基于负载的维修机构选择方法；针对已有的维修机构资源配置方案，考虑同一作战单元故障装备存在的紧密关系和维修机构的维修能力，得到多作战单元装备维修任务分配方法；(3)根据维修机构内部装备维修组织实施方式的不同，以尽快恢复参战作战单元战斗力为主要目标，分别得到一种不考虑维修专业的装备维修任务调度方法和一种基于维修专业的装备维修任务调度方法；(4)在作战单元故障装备满足其最大维修保障时间约束下，以“维修效益最大化”为目标，得到基于最大维修保障时间的装备维修任务调度方法；(5)根据维修过程中故障装备维修流程的不同，分别考虑并行维修流程、串行同顺序维修流程、串行不同顺序维修流程和混合维修流程的装备维修任务调度，得到基于维修流程的装备维修调度方法；(6)考虑战时维修任务调度的不确定性，在已有静态调度方案的基础上，得到基于事件和周期的装备维修任务动态调度方法。
全文摘要
本发明涉及以武器装备体系对抗作战任务保障需求为目标，把参战作战单元故障装备作为一个整体，多种条件下的装备维修任务调度方法，用以提高作战单元的整体战斗力。首先考虑战时动态不确定因素的影响，得到装备维修任务分配问题相关模型和方法。然后根据装备维修组织实施方式的不同，把维修任务调度分为不考虑维修流程的维修任务调度和基于维修流程的装备维修任务调度，以尽快恢复参战作战单元战斗力为主要目标，得到相关调度模型和方法。本发明的装备维修任务调度优化方法明显优于传统的维修调度方法，缩短了故障装备维修等待时间。
文档编号G06Q10/06GK103164757SQ20111041343
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者朱昱, 宋建社, 曹耀钦, 曹继平, 王连锋, 古西睿, 许欣 申请人:中国人民解放军第二炮兵工程学院