水下装备可靠性和性能指标优化方法、装置和计算机设备与流程

1.本技术涉及系统可靠性评价技术领域，特别是涉及一种水下装备可靠性和性能指标优化方法、装置、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.现代化应用中，在对水下装备的使用性能提出严格要求的同时，对其可靠性性也提出了更高、更严、更全的需求。目前国内已系统开展了可靠性工程研究和实施，水下装备可靠性工作有所改善，但可靠性设计与性能设计“两张皮”现象却日益突出，其中指标体系不协调则成为其根本影响因素。可靠性专业和性能专业所用的是两种技术体系，可靠性专业关注水下装备长期使用过程中正常满足任务需求的概率，而性能专业更关注水下装备先进性和完成任务的能力。二者也存在着天然的联系：都关注产品的核心特性，而这些特性都是和产品设计密切相关的，可控设计因素的改变会引起产品性能指标和可靠性指标的改变。可靠性与性能要求相辅相成，有时又互为制约，二者的协同设计是一个权衡博弈的过程。目前，水下装备可靠性指标论证存在不协调性，主要表现为不同型号水下装备的同一类任务可靠性选用不同参数描述；不同型号之间可靠性指标不匹配；同一型号不同可靠性指标之间不协调等问题。
3.面对水下装备可靠性和性能指标体系存在的上述问题，急需开拓思路，广泛借鉴各行业的成功经验，吸纳成熟技术和先进理念，深入分析水下装备的使用和保障需求，全寿命周期任务和环境特征，系统梳理水下装备现有可靠性及性能指标体系，面向水下装备可靠性和性能协调提升的需求，研究水下装备可靠性和性能指标一体化论证方法，指导水下装备全面完善协同性好的可靠性和性能指标体系，为水下装备可靠性和性能一体化提升提供基础依据。
4.现有的论证体系都是讲可靠性指标和性能指标作为独立的两个部分进行论证，针对不同装备，可以找到一些特定的可靠性或者性能指标论证方法。例如《武器系统可靠性指标论证方法研究》一文中就提出了基于经费和无故障要求的可靠性指标论证方法；《舰炮武器系统主要性能指标的论证计算》一文中就提出了基于作战要求的性能指标计算方法。
5.现有的水下装备可靠性和性能指标优化体系，都没有综合考虑可靠性和性能的相互影响，无法做到协同设计，往往可能出现可靠性指标和性能指标之间的不协调，从而造成了资源的浪费。


技术实现要素：

6.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提升水下装备的可靠性指标和性能指标之间协调性的水下装备可靠性和性能指标优化方法、装置、计算机设备和存储介质。
7.一种水下装备可靠性和性能指标优化方法，所述方法包括：
8.基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可
靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；所述水下装备同时工作时的使用效能是不少于一台水下装备同时工作时能够击毁目标的概率；所述击毁概率是水下装备在能够突防敌方拦截的情况下，击毁敌方目标的概率；所述维修度是在规定的维修条件和保障条件下，在规定时间内完成修复故障水下装备的概率；
9.将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程注入所述水下装备可靠性和性能指标优化模型；
10.计算所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解，获取所述水下装备的最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。
11.在其中一个实施例中，所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件还包括：所述水下装备的研制经费小于等于预设的经费阈值；
12.所述使用可用度大于等于预设的使用可用度阈值；
13.所述水下装备同时工作时的使用效能大于等于预设的水下装备同时工作时的使用效能阈值；
14.所述贮存可靠度、所述实航可靠度、所述击毁概率和所述维修度分别限制在预设的指标内。
15.在其中一个实施例中，所述计算所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解，获取所述水下装备的最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率包括：以水下装备同时工作时的使用效能作为所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的优化目标，研制经费、使用可用度、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度作为所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件；
16.根据所述约束条件对所述水下装备可靠性和性能指标优化模型进行优化，获取所述水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。
17.在其中一个实施例中，当水下装备贮存期间具备维修能力时，
18.p
or
＝r
s
(t
s
)+[1
‑
r
s
(t
s
)]m
s
(t
d
)
[0019]
其中，p
or
是水下装备的使用可用度，r
s
(t
s
)是水下装备的贮存可靠度，m
s
(t
d
)是准备时间t
d
内完成维修任务的维修度；
[0020]
当水下装备贮存期间不具备维修能力时，
[0021][0022]
其中，每n台水下装备配备m台备份水下装备，每台水下装备包含i个单元，p
j
是单元j能够准备n个技术状态满足规定的性能指标的概率，r
j
(t
s
)是单元j在规定贮存时间内的贮存可靠度。
[0023]
在其中一个实施例中，所述水下装备同时工作时的使用效能方程包括：
[0024]
w(n)＝1
‑
[1
‑
w(1)]
n
＝1
‑
(1
‑
r
c
r
w
p1p2)
n
[0025]
w(1)＝r
c
r
w
p1p2[0026]
其中，w(n)是n台水下装备在规定的条件下进行发射，命中目标并将目标击毁的概率，r
c
是水下装备的装载可靠度，r
w
是水下装备在装载正常情况下，水下装备实航任务可靠度，p1是，水下装备能够突防敌方拦截的概率，简称为突防概率，p2是水下装备击毁目标的概
率，简称为击毁概率。
[0027]
在其中一个实施例中，所述实航可靠度方程包括：
[0028][0029]
其中，r
w
是水下装备的实航可靠度。
[0030]
在其中一个实施例中，还包括：基于所述水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率，获取所述水下装备的装载一年可靠性、平均故障间隔贮存时间、平均故障间隔实航时间、平均故障间隔装载时间和平均修复时间。
[0031]
一种水下装备可靠性和性能指标优化装置，所述装置包括：
[0032]
模型构建模块，用于基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；所述水下装备同时工作时的使用效能是不少于一台水下装备同时工作时能够击毁目标的概率；所述击毁概率是水下装备在能够突防敌方拦截的情况下，击毁敌方目标的概率；所述维修度是在规定的维修条件和保障条件下，在规定时间内完成修复故障水下装备的概率；
[0033]
模型注入模块，用于将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程注入所述水下装备可靠性和性能指标优化模型；
[0034]
模型优化模块，用于计算所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解，获取所述水下装备的最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。
[0035]
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0036]
基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；所述水下装备同时工作时的使用效能是不少于一台水下装备同时工作时能够击毁目标的概率；所述击毁概率是水下装备在能够突防敌方拦截的情况下，击毁敌方目标的概率；所述维修度是在规定的维修条件和保障条件下，在规定时间内完成修复故障水下装备的概率；
[0037]
将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程注入所述水下装备可靠性和性能指标优化模型；
[0038]
计算所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解，获取所述水下装备的最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。
[0039]
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0040]
基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；所述水下装备同时工作时的使用效能是不少于一台水下装备同时工作时能够击毁目标的概率；所述击毁概率是水下装备在能够突防敌方拦截的情况下，击毁敌方目标的概率；所述维修度是在规定的维修条件和保障条件下，在规定时间内完成修复故障水下装备的概率；
[0041]
将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程注入所述水下装备可靠性和性能指标优化模型；
[0042]
计算所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解，获取所述水下装备的最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。
[0043]
上述水下装备可靠性和性能指标优化方法、装置、计算机设备和存储介质，基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程注入水下装备可靠性和性能指标优化模型并计算最优解，获取水下装备的最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度、最优击毁概率、水下装备的装载一年可靠性、平均故障间隔贮存时间、平均故障间隔实航时间、平均故障间隔装载时间和平均修复时间，实现了可靠性指标和性能指标之间的协调，避免了资源的浪费。
附图说明
[0044]
图1为一个实施例中水下装备可靠性和性能指标优化方法的应用环境图；
[0045]
图2为一个实施例中水下装备可靠性和性能指标优化方法的流程示意图；
[0046]
图3为一个实施例中论证阶段可靠性和性能指标确定流程示意图；
[0047]
图4为一个实施例中水下装备可靠性和性能指标优化装置的结构框图；
[0048]
图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
[0049]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0050]
本技术提供的水下装备可靠性和性能指标优化方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与服务器104进行通信。终端102和服务器104可分别单独用于执行本技术提供的水下装备可靠性和性能指标优化方法；终端102和服务器104也可用于协同执行本技术提供的水下装备可靠性和性能指标优化方法。比如，服务器104基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；所述水下装备同时工作时的使用效能是不少于一台水下装备同时工作时能够击毁目标的概率；所述击毁概率是水下装备在能够突防敌方拦截的情况下，击毁敌方目标的概率；所述维修度是在规定的维修条件和保障条件下，在规定时间内完成修复故障水下装备的概率；将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程注入所述水下装备可靠性和性能指标优化模型；计算所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解，获取所述水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。
[0051]
其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。
[0052]
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种水下装备可靠性和性能指标优化方法，以该方法应用于图1中的终端为例进行说明，包括以下步骤：
[0053]
步骤202，基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；所述水下装备同时工作时的使用效能是不少于一台水下装备同时工作时能够击毁目标的概率；所述击毁概率是水下装备在能够突防敌方拦截的情况下，击毁敌方目标的概率；所述维修度是在规定的维修条件和保障条件下，在规定时间内完成修复故障水下装备的概率。
[0054]
构建水下装备可靠性和性能指标优化模型之前，在论证阶段需要初步确定可靠性和性能指标。通过确认水下装备任务使用要求，形成其功能基线，协同开展可靠性需求论证，初步确定总体技术方案以及初步的研制经费、研制周期和保障条件，编制形成装备研制总要求。图3为一个实施例中论证阶段可靠性和性能指标确定流程示意图，如图3所示，论证阶段可靠性与性能指标主要工作内容包括：
①
进行技术可行性论证，包括：对主要战术技术指标分析计算；确定初步总体技术方案；确定关键技术及解决途径；确定水下装备初步要求，包括通用质量特性要求；
②
进行初步风险识别和估计，以确定潜在问题的范围和可能的解决途径；
③
对系统进行工作分解，并进行经济可行性分析和项目计价，提出研制总经费及各阶段经费安排意见，估算产品成本和价格；
④
进行进度分析，估算研制周期，提出研制周期的安排意见，并绘制研制网络图。
[0055]
水下装备的性能综合特性参数如表1所示，包括击毁概率，该指标与水下装备的性能设计、任务性质和合格判据等因素有关，可通过水下装备的性能仿真确定；该指标往下分解则是水下装备各单元具体的功能性能指标要求，由不同的水下装备设计特征确定。可靠性综合特性参数主要包括使用可用度和检测合格率。综合考虑水下装备的技术与工作特点，结合其任务使命、寿命周期环境和综合保障要求，按照使用参数与合同参数区分使用，工作状态与非工作状态区分使用的原则，将水下装备综合特征参数使用可用度和检测合格率转化为水下装备具体的可靠性设计和考核指标，即水下装备的基本可靠性参数和保障设备的基本可靠性参数，如表2所示：
[0056]
表1水下装备综合特性参数
[0057][0058]
表2水下装备可靠性参数
[0059][0060][0061]
构建水下装备可靠性和性能指标优化模型时，需要基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；其中，水下装备同时工作时的使用效能是不少于一台水下装备同时工作时能够击毁目标的概率，击毁概率是水下装备在能够突防敌方拦截的情况下，击毁敌方目标的概率，维修度是在规定的维修条件和保障条件下，在规定时间内完成修复故障水下装备的概率。水下装备可靠性和性能指标优化模型是对可靠性与性能指标间关系的模型化描述，是开展水下装备可靠性与功能性能协同设计的基本手段。根据水下装备可靠性和性能指标优化模型进行可靠性与性能指标一体化论证时，首先应确定该型水下装备最期望达到的目标值，例如使用效能最优，使用可用度高，经济性最佳等。型号论证之初，通常根据用户对水下装备的要求直接给出使用可用度，并以此为基本依据，结合任务量和任务时间的分析论证可靠性以及其他维修性等参数。
[0062]
步骤204，将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存
可靠度方程和实航可靠度方程注入所述水下装备可靠性和性能指标优化模型。
[0063]
具体地，水下装备可靠性和性能指标优化模型中需要包含使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程，以使得能够对水下装备的可靠性和性能指标进行一体化优化。将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程注入至水下装备可靠性和性能指标优化模型，获取最终的水下装备可靠性和性能指标优化模型。
[0064]
步骤206，计算所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解，获取所述水下装备的最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。
[0065]
具体地，计算水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解，获取水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率，计算水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解时，由于水下装备可靠性和性能指标优化模型中的目标函数和约束条件是非线性函数，构成了复杂的非线性化优化问题。一般可以采用经典非线性规划方法(如牛顿法和共轭法)以及现代智能优化算法(如遗传算法、蚁群算法等)来加以求解。经典方法计算较为省时，但容易陷入局部最优解，可采用多搜索机制的结合、全局与局部搜索算法的结合、算法与优化问题自身特点的结合等途径，据模型的数据情况选择合适的求解算法，获取满足水下装备可靠性和性能指标优化模型要求的解，这个解可能是多个，根据工程经验选取其中的最优解，确定模型中各指标要求，作为水下装备的可靠性和性能指标要求。
[0066]
上述水下装备可靠性和性能指标优化方法中，基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程注入水下装备可靠性和性能指标优化模型并计算最优解，获取水下装备的最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度、最优击毁概率、水下装备的装载一年可靠性、平均故障间隔贮存时间、平均故障间隔实航时间、平均故障间隔装载时间和平均修复时间，实现了可靠性指标和性能指标之间的协调，避免了资源的浪费。
[0067]
在一个实施例中，所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件包括：所述水下装备的研制经费小于等于预设的经费阈值；
[0068]
所述使用可用度大于等于预设的使用可用度阈值；
[0069]
所述水下装备同时工作时的使用效能大于等于预设的水下装备同时工作时的使用效能阈值；
[0070]
所述贮存可靠度、所述实航可靠度、所述击毁概率和所述维修度分别限制在预设的指标范围内。
[0071]
具体地，在构建水下装备可靠性和性能指标优化模型时，考虑到水下装备研制经费通常随着可靠性指标要求和功能性能指标要求提高而增加，需要分析建立研制经费与可靠性和性能指标间的函数关系，即cer(cost estimate relation)模型，建立cer模型的常用方法包括：
①
线性回归分析：运用线性回归方法，建立参数与费用之间的线性函数关系。这种方法适用于参数与费用之间大致呈线性关系的情况。
②
非线性回归分析：运用非线性回归方法建立参数与费用之间的非线性关系模型，如(幂)指数关系、对数关系等。
③
人工神经网络：对于特殊未知的cer关系模型，可人工神经网络模型，以历史费用数据对模型进行
训练，获得基于神经网络的参数费用关系模型。
④
支持向量机：运用支持向量机方法建立cer模型。
⑤
专家经验公式：根据专家经验建立cer模型的基本形式。
[0072]
水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件包括：水下装备的研制经费小于等于预设的经费阈值；使用可用度大于等于预设的使用可用度阈值；水下装备同时工作时的使用效能大于等于预设的水下装备同时工作时的使用效能阈值；贮存可靠度、所述实航可靠度、所述击毁概率和所述维修度分别限制在预设的指标内。例如，假设某型水下装备研制时，给定的研制经费c0，使用可用度要求为不小于p
or
*，要求以使用效能(不小于w(1)*)最优进行指标论证，确定可靠性与性能指标一体化论证优化模型为：
[0073]
max w(1)
[0074]
s.t.c≤c0[0075]
p
or
＝r
s
(t
s
)+[1
‑
r
s
(t
s
)]m
s
(t
d
)≥p
or
*
[0076]
w(1)＝r
c
r
w
p2＝r
s
(t
s
＝2t
c
)r
w
p2≥w(1)*
[0077]
m
s
(t
d
＝t0)≥m
s
*
[0078]
考虑到费用约束，模型可优化为：
[0079]
max w(1)
[0080]
s.t.c＝f(p
or
,p2)≤c0[0081]
p
or
＝r
s
(t
s
)+[1
‑
r
s
(t
s
)]m
s
(t
d
)≥p
or
*
[0082]
w(n)≥w(n)*
[0083]
m
s
(t
d
＝t0)≥m
s
*
[0084]
w(1)＝r
c
r
w
p2＝r
s
(t
s
＝2t
c
)r
w
p2[0085]
w(n)＝1
‑
(1
‑
w(1))
n
[0086]
其中：
[0087]
f(p
or
,p2)——表示使用可用度和击毁概率的经费函数，通过需达到规定的可靠性和性能指标所需原材料、元器件等的制造成本决定；
[0088]
r
s
(t
s
)——水下装备贮存t
s
时间的贮存可靠度，根据表征需要，通常t
s
可在0.5a～3.0a内取值；
[0089]
r
c
(t
c
)——水下装备装载t
c
时间的装载可靠度，根据表征需要，通常t
c
可在0.5a～1.5a内取值；
[0090]
r
w
——水下装备在装载正常情况下，水下装备实航任务可靠度；
[0091]
p2——水下装备的击毁概率；它与水下装备的性能设计、任务性质和合格判据等因素有关，通过水下装备的性能仿真确定；
[0092]
t
s
——贮存时间；
[0093]
t
c
——装载时间；
[0094]
m
s
(t
d
)——维修度，即在规定的维修条件和保障条件下，在规定时间t
d
内完成修复故障水下装备任务的概率；
[0095]
m
s
*——维修度最低可接受值；
[0096]
t0——为修理允许延误时间，这里可理解为从接到修理水下装备指令到完成水下装备维修所允许的最大时间。
[0097]
本实施例中，通过设置水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件，实现了
对水下装备可靠性和性能指标优化模型的构建，实现了进行水下装备指标优化时可靠性指标和性能指标之间的协调，避免了资源的浪费。
[0098]
在一个实施例中，所述计算所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解，获取所述水下装备的最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率包括：
[0099]
以水下装备同时工作时的使用效能作为所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的优化目标；以研制经费、使用可用度、水下装备贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度作为所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件；
[0100]
根据所述优化目标对所述水下装备可靠性和性能指标优化模型进行优化，获取所述水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。
[0101]
具体地，计算水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解时，以水下装备同时工作时的的使用效能作为所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的优化目标；以研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度中不少于一项作为所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的优化目标约束条件；最后，根据优化目标和约束条件对所述水下装备可靠性和性能指标优化模型进行优化，获取水下装备的最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。例如，假设要求单台水下装备采购经费不多于1100万，同时参考以往型号经验，对部分指标要求如下：
[0102]
①
实航可靠度r
w
(t
w
)：实航可靠度规定值应不小于0.92，最低可接受值不小于0.75(置信度为0.8)；
[0103]
②
装载可靠度r
c
(t
c
)：在船上装载1年后，规定值不小于0.93，最低可接受值不小于0.8(置信度0.8)；
[0104]
③
贮存可靠度r
s
(t
s
)：在仓库保管条件下，并按要求进行正常的维护保养和检查，贮存2年，规定值不小于0.90，最低可接受值不小于0.8(置信度0.8)；
[0105]
④
维修性m(t
d
)：在贮存仓库的维修保障条件下，2小时内修复水下装备的概率不低于0.8(置信度0.8)。考虑到目前工业水平，维修度值不超过0.9。
[0106]
⑤
击毁概率p2：水下装备能够任务成功的概率不小于0.9；
[0107]
⑥
参考以往型号的费用情况，确定经费函数为指数关系c＝c0exp(0.02p
or
+0.08p2)；
[0108]
⑦
使用可用度不低于0.95；
[0109]
⑧
根据以往型号经验，将各可靠性指标约束条件设置为0.95。
[0110]
要求6台水下装备同时工作的使用效能w(6)不小于0.995，以单台使用效能w(1)最优进行指标论证，确定水下装备可靠性和性能指标优化模型为：
[0111]
max w(1)
[0112]
s.t.c＝1000*exp(0.02p
or
+0.08p2)≤1100
[0113]
p
or
＝r
s
(t
s
)+[1
‑
r
s
(t
s
)]m
s
(t
d
)≥0.95
[0114]
w(6)＝1
‑
(1
‑
w(6))2≥0.95
[0115]
0.95≥r
s
(t
s
)≥0.9
[0116]
0.95≥r
w
(t
w
)≥0.9
[0117]
0.95≥p2≥0.9
[0118]
0.9≥m
s
(t
d
＝2小时)≥0.8
[0119]
该模型中具有r
s
、r
w
、m
s
和p2四个变量，是典型的混合非线性规划问题，通过牛顿法和共轭法求解，确定的最优解如表4所示。其中最低可接受值以6台使用效能最接近0.995的下限要求为优化原则，规定值以6台使用效能最大化为优化原则。
[0120]
表4指标论证优化求解结果
[0121][0122]
本实施例中，以水下装备同时工作时的的使用效能作为所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的优化目标；以研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度中不少于一项作为所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的优化目标约束条件，根据优化目标和约束条件对所述水下装备可靠性和性能指标优化模型进行优化，获取水下装备的最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率，实现了可靠性指标和性能指标之间的协调，避免了资源的浪费。
[0123]
在一个实施例中，所述预设的使用可用度方程包括：当水下装备贮存期间具备维修能力时，
[0124]
p
or
＝r
s
(t
s
)+[1
‑
r
s
(t
s
)]m
s
(t
d
)
[0125]
其中，p
or
是水下装备的使用可用度，r
s
(t
s
)是水下装备的贮存可靠度，m
s
(t
d
)是准备时间t
d
内完成维修任务的维修度；
[0126]
当水下装备贮存期间不具备维修能力时，
[0127][0128]
其中，每n台水下装备配备m台备份水下装备，每台水下装备包含i个单元，p
j
是单元j能够准备n个技术状态满足规定的性能指标的概率，r
j
(t
s
)是单元j在规定贮存时间内的贮存可靠度。
[0129]
具体地，可用度方程包括水下装备贮存期间具备维修能力时和水下装备贮存期间不具备维修能力时两种情形，当水下装备贮存期间具备维修能力时，
[0130]
p
or
＝r
s
(t
s
)+[1
‑
r
s
(t
s
)]m
s
(t
d
)
[0131]
其中，p
or
是水下装备的使用可用度，r
s
(t
s
)是水下装备的贮存可靠度，m
s
(t
d
)是准备时间t
d
内完成维修任务的维修度。
[0132]
在水下装备贮存期间不具有现场维修能力的情况下，需要对发生故障的单元进行
更换，以保证水下装备的使用可用度。设一次水下装备技术准备工作需要准备n台，为了保证水下装备的使用可用度，要求每n台水下装备配备m台备份水下装备。设单套水下装备有l个单元组成，在水下装备技术准备时，对水下装备的l个单元分别进行检测，当某单元出现技术状态不满足规定的功能性能指标要求时，则利用备份单元进行更换。
[0133]
假设r
i
(i＝1,2,
…
,m)为水下装备第i个单元在规定的贮存时间(两次定时检测间隔时间)内的贮存可靠度。则水下装备的贮存可靠度为：
[0134][0135]
在一次技术准备中，需要对n台水下装备的每个单元进行检测，其技术状态不满足规定的功能性能指标要求时，更换备用单元；则单元j能够准备n个技术状态满足规定的功能性能指标的概率为：
[0136][0137]
其中，y
j
是在首先检测的n个单元j中技术状态满足规定的功能性能指标要求的个数；z
j
是在m个备份单元j中技术状态满足规定的功能性能指标要求的个数。
[0138]
在一次技术准备过程中，能够准备n台水下装备的使用可用度为：
[0139][0140]
水下装备装载状态和水下装备贮存状态基本一致，环境略有区别，因此装置可靠性指标可以在水下装备贮存可靠性指标基础上一同论证。尽管贮存和装载环境不同，但是二者有一定的可比性，因此贮存可靠度与装载可靠度存在很强的关联关系。根据国外水下装备的指标值和国内水下装备验证结果，装载与贮存相比，其环境影响因子二者大约为2倍的关系。折算到可靠性指标上来，即近似有：
[0141]
r
c
(t
c
)＝r
s
(t
s
＝2t
c
)
[0142]
水下装备属于大型复杂的机电系统，其故障规律近似呈指数关系，因此，贮存可靠度r
s
(t
s
)与平均故障间隔时间t
bsf
有下面近似关系：
[0143]
r
s
(t
s
)＝exp(
‑
t
s
/t
bsf
)
[0144]
本实施例中，通过设置水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件，实现了对水下装备可靠性和性能指标优化模型的构建，实现了进行水下装备指标优化时可靠性指
标和性能指标之间的协调，避免了资源的浪费。
[0145]
在一个实施例中，所述水下装备同时工作时的使用效能方程包括：
[0146]
w(n)＝1
‑
[1
‑
w(1)]
n
＝1
‑
(1
‑
r
c
r
w
p1p2)
n
[0147]
w(1)＝r
c
r
w
p1p2[0148]
其中，w(n)是n台水下装备在规定的条件下进行发射，命中目标并将目标击毁的概率，r
c
是水下装备的装载可靠度，r
w
是水下装备在装载正常情况下，水下装备实航任务可靠度，p1是，水下装备能够突防敌方拦截的概率，简称为突防概率，p2是水下装备击毁目标的概率，简称为击毁概率。
[0149]
具体地，为了确定水下装备的实航等任务可靠度，通常根据水下装备的技术要求，在充分考虑该型水下装备的性能、生存能力、任务执行能力和装备配备等因素的基础上，采用效能分析方法确定水下装备的实航等任务可靠度。水下装备系统效能参数综合反映了上述诸因素。设一台水下装备在规定的条件下进行发射，命中目标并将目标击毁的概率w(1)为，则上述击毁目标的概率的计算公式为：
[0150]
w(1)＝r
c
r
w
p1p2[0151]
根据水下装备的实战要求，对于同一敌方目标，进行n台水下装备同时工作，以保证至少有一台水下装备击毁目标，此时，n台水下装备能够击毁敌方目标的概率为：
[0152]
w(n)＝1
‑
[1
‑
w(1)]
n
＝1
‑
(1
‑
r
c
r
w
p1p2)
n
[0153]
其中，w(n)是n台水下装备在规定的条件下进行发射，命中目标并将目标击毁的概率，r
c
是水下装备的装载可靠度，r
w
是水下装备在装载正常情况下，水下装备实航任务可靠度，p1是，水下装备能够突防敌方拦截的概率，简称为突防概率，p2是水下装备击毁目标的概率，简称为击毁概率。
[0154]
水下装备的实航任务可靠度受到装载可靠性、突防能力和水下装备攻击能力的制约。为简便起见，如果不考虑敌方拦截问题，即突防概率为p1＝1，则水下装备的系统效能为：
[0155]
w(n)＝1
‑
(1
‑
r
c
r
w
p2)
n
[0156]
本实施例中，通过设置水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件，实现了对水下装备可靠性和性能指标优化模型的构建，实现了进行水下装备指标优化时可靠性指标和性能指标之间的协调，避免了资源的浪费。
[0157]
在一个实施例中，所述实航可靠度方程包括：
[0158][0159]
其中，r
w
是水下装备的实航可靠度。
[0160]
具体地，为了确定水下装备的实航任务可靠度，必须对装载可靠度和击毁概率进行估计，在方案论证阶段，可以根据历史数据对其进行预测。在获得装载可靠性和击毁概率后，就可以得到水下装备实航可靠度方程。在给定水下装备系统效能的情况下，由上式就可以给出水下装备的实航可靠度。但应当指出，由于上式中未考虑突防概率，这是较为冒进的。如果考虑突防敌方拦截因素，则在不降低水下装备系统效能要求的情况下，则需要提高水下装备的实航可靠度。
[0161]
本实施例中，通过设置水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件，实现了对水下装备可靠性和性能指标优化模型的构建，实现了进行水下装备指标优化时可靠性指标和性能指标之间的协调，避免了资源的浪费。
[0162]
在一个实施例中，所述计算所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解，获取所述水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率，之后还包括：
[0163]
基于所述水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率，获取所述水下装备的装载一年可靠性、平均故障间隔贮存时间、平均故障间隔实航时间、平均故障间隔装载时间和平均修复时间。
[0164]
具体地，水下装备的装载一年可靠性、平均故障间隔贮存时间、平均故障间隔实航时间、平均故障间隔装载时间和平均修复时间根据水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率以及水下装备的装载一年可靠性、平均故障间隔贮存时间、平均故障间隔实航时间、平均故障间隔装载时间和平均修复时间对应的公式计算获取，各计算公式如表5中的确定原则所示：
[0165]
表5其他指标计算结果
[0166][0167]
根据表4中的水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率，能够获取对应的水下装备的装载一年可靠性、平均故障间隔贮存时间、平均故障间隔实航时间、平均故障间隔装载时间和平均修复时间如表5中的优化结果所示。
[0168]
本实施例中，基于水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率，获取水下装备的装载一年可靠性、平均故障间隔贮存时间、平均故障间隔实航时间、平均故障间隔装载时间和平均修复时间，减少大量迭代计算性能指标要求、可靠性指标要求和经费要求的工作量，为提出可靠性与性能指标、经费需求高度协调的指标体系提供了工程实践性强的方案。
[0169]
应该理解的是，虽然图2
‑
3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2
‑
3中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0170]
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种水下装备可靠性和性能指标优化装置，包括：模型构建模块401、模型注入模块402和模型优化模块403，其中：
[0171]
模型构建模块401，用于基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；所述水下装备同时工作时的使用效能是不少于一台水下装备同时工作时能够击毁目标的概率；所述击毁概率是水下装备在能够突防敌方拦截的情况下，击毁敌方目标的概率；所述维修度是在规定的维修条件和保障条件下，在规定时间内完成修复故障水下装备的概率。
[0172]
模型注入模块402，用于将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程注入所述水下装备可靠性和性能指标优化模型。
[0173]
模型优化模块403，用于计算所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解，获取所述水下装备的最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。
[0174]
在其中一个实施例中，模型构建模块401中的水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件包括：所述水下装备的研制经费小于等于预设的经费阈值；所述使用可用度大于等于预设的使用可用度阈值；所述水下装备同时工作时的使用效能大于等于预设的水下装备同时工作时的使用效能阈值；所述贮存可靠度、所述实航可靠度、所述击毁概率和所述维修度分别限制在预设的指标内。
[0175]
在其中一个实施例中，模型优化模块403，还用于：以水下装备同时工作时的使用效能作为所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的优化目标，研制经费、使用可用度、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度作为所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件；根据所述约束条件对所述水下装备可靠性和性能指标优化模型进行优化，获取所述水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。
[0176]
在其中一个实施例中，模型注入模块402中预设的使用可用度方程包括：
[0177]
当水下装备贮存期间具备维修能力时，
[0178]
p
or
＝r
s
(t
s
)+[1
‑
r
s
(t
s
)]m
s
(t
d
)
[0179]
其中，p
or
是水下装备的使用可用度，r
s
(t
s
)是水下装备的贮存可靠度，m
s
(t
d
)是准备时间t
d
内完成维修任务的维修度；
[0180]
当水下装备贮存期间不具备维修能力时，
[0181]
[0182]
其中，每n台水下装备配备m台备份水下装备，每台水下装备包含i个单元，p
j
是单元j能够准备n个技术状态满足规定的性能指标的概率，r
j
(t
s
)是单元j在规定贮存时间内的贮存可靠度。
[0183]
在其中一个实施例中，模型注入模块402中水下装备同时工作时的使用效能方程包括：
[0184]
w(n)＝1
‑
[1
‑
w(1)]
n
＝1
‑
(1
‑
r
c
r
w
p1p2)
n
[0185]
w(1)＝r
c
r
w
p1p2[0186]
其中，w(n)是n台水下装备在规定的条件下进行发射，命中目标并将目标击毁的概率，r
c
是水下装备的装载可靠度，r
w
是水下装备在装载正常情况下，水下装备实航任务可靠度，p1是，水下装备能够突防敌方拦截的概率，简称为突防概率，p2是水下装备击毁目标的概率，简称为击毁概率。
[0187]
在其中一个实施例中，模型注入模块402中的实航可靠度方程包括：
[0188][0189]
其中，r
w
是水下装备的实航可靠度。
[0190]
在其中一个实施例中，模型优化模块403，还用于：基于所述水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率，获取所述水下装备的装载一年可靠性、平均故障间隔贮存时间、平均故障间隔实航时间、平均故障间隔装载时间和平均修复时间。
[0191]
上述水下装备可靠性和性能指标优化装置，基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程注入水下装备可靠性和性能指标优化模型并计算最优解，获取水下装备的最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度、最优击毁概率、水下装备的装载一年可靠性、平均故障间隔贮存时间、平均故障间隔实航时间、平均故障间隔装载时间和平均修复时间，实现了可靠性指标和性能指标之间的协调，避免了资源的浪费。
[0192]
关于水下装备可靠性和性能指标优化装置的具体限定可以参见上文中对于水下装备可靠性和性能指标优化方法的限定，在此不再赘述。上述水下装备可靠性和性能指标优化装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0193]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一
种水下装备可靠性和性能指标优化方法。
[0194]
本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0195]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
[0196]
基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；所述水下装备同时工作时的使用效能是不少于一台水下装备同时工作时能够击毁目标的概率；所述击毁概率是水下装备在能够突防敌方拦截的情况下，击毁敌方目标的概率；所述维修度是在规定的维修条件和保障条件下，在规定时间内完成修复故障水下装备的概率；
[0197]
将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程注入所述水下装备可靠性和性能指标优化模型；
[0198]
计算所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解，获取所述水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。
[0199]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件包括：所述水下装备的研制经费小于等于预设的经费阈值；所述使用可用度大于等于预设的使用可用度阈值；所述水下装备同时工作时的使用效能大于等于预设的水下装备同时工作时的使用效能阈值；所述贮存可靠度、所述实航可靠度、所述击毁概率和所述维修度分别限制在预设的指标内。
[0200]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：以水下装备同时工作时的使用效能作为所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的优化目标，研制经费、使用可用度、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度作为所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件；根据所述约束条件对所述水下装备可靠性和性能指标优化模型进行优化，获取所述水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。
[0201]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时使用可用度方程包括：
[0202]
当水下装备贮存期间具备维修能力时，
[0203]
p
or
＝r
s
(t
s
)+[1
‑
r
s
(t
s
)]m
s
(t
d
)
[0204]
其中，p
or
是水下装备的使用可用度，r
s
(t
s
)是水下装备的贮存可靠度，m
s
(t
d
)是准备时间t
d
内完成维修任务的维修度；
[0205]
当水下装备贮存期间不具备维修能力时，
[0206][0207]
其中，每n台水下装备配备m台备份水下装备，每台水下装备包含i个单元，p
j
是单元j能够准备n个技术状态满足规定的性能指标的概率，r
j
(t
s
)是单元j在规定贮存时间内的贮存可靠度。
[0208]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时水下装备同时工作时的使用效能方程
包括：
[0209]
w(n)＝1
‑
[1
‑
w(1)]
n
＝1
‑
(1
‑
r
c
r
w
p1p2)
n
[0210]
w(1)＝r
c
r
w
p1p2[0211]
其中，w(n)是n台水下装备在规定的条件下进行发射，命中目标并将目标击毁的概率，r
c
是水下装备的装载可靠度，r
w
是水下装备在装载正常情况下，水下装备实航任务可靠度，p1是，水下装备能够突防敌方拦截的概率，简称为突防概率，p2是水下装备击毁目标的概率，简称为击毁概率。
[0212]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时实航可靠度方程包括：
[0213][0214]
其中，r
w
是水下装备的实航可靠度。
[0215]
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：基于所述水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率，获取所述水下装备的装载一年可靠性、平均故障间隔贮存时间、平均故障间隔实航时间、平均故障间隔装载时间和平均修复时间。
[0216]
上述计算机设备，基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程注入水下装备可靠性和性能指标优化模型并计算最优解，获取水下装备的最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度、最优击毁概率、水下装备的装载一年可靠性、平均故障间隔贮存时间、平均故障间隔实航时间、平均故障间隔装载时间和平均修复时间，实现了可靠性指标和性能指标之间的协调，避免了资源的浪费。
[0217]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0218]
基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；所述水下装备同时工作时的使用效能是不少于一台水下装备同时工作时能够击毁目标的概率；所述击毁概率是水下装备在能够突防敌方拦截的情况下，击毁敌方目标的概率；所述维修度是在规定的维修条件和保障条件下，在规定时间内完成修复故障水下装备的概率；
[0219]
将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程注入所述水下装备可靠性和性能指标优化模型；
[0220]
计算所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的最优解，获取所述水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。
[0221]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件包括：所述水下装备的研制经费小于等于预设的经费阈值；所述使用可用度大于等于预设的使用可用度阈值；所述水下装备同时工作时的使用效能大于等于预设的水下装备同时工作时的使用效能阈值；所述贮存可靠度、所述实航可靠度、所述击毁概率和所述维修度分别限制在预设的指标内。
[0222]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：以水下装备同时工作时的使用效能作为所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的优化目标，研制经费、使用可用度、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度作为所述水下装备可靠性和性能指标优化模型的约束条件；根据所述约束条件对所述水下装备可靠性和性能指标优化模型进行优化，获取所述水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率。
[0223]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时使用可用度方程包括：
[0224]
当水下装备贮存期间具备维修能力时，
[0225]
p
or
＝r
s
(t
s
)+[1
‑
r
s
(t
s
)]m
s
(t
d
)
[0226]
其中，p
or
是水下装备的使用可用度，r
s
(t
s
)是水下装备的贮存可靠度，m
s
(t
d
)是准备时间t
d
内完成维修任务的维修度；
[0227]
当水下装备贮存期间不具备维修能力时，
[0228][0229]
其中，每n台水下装备配备m台备份水下装备，每台水下装备包含i个单元，p
j
是单元j能够准备n个技术状态满足规定的性能指标的概率，r
j
(t
s
)是单元j在规定贮存时间内的贮存可靠度。
[0230]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时水下装备同时工作时的使用效能方程包括：
[0231]
w(n)＝1
‑
[1
‑
w(1)]
n
＝1
‑
(1
‑
r
c
r
w
p1p2)
n
[0232]
w(1)＝r
c
r
w
p1p2[0233]
其中，w(n)是n台水下装备在规定的条件下进行发射，命中目标并将目标击毁的概率，r
c
是水下装备的装载可靠度，r
w
是水下装备在装载正常情况下，水下装备实航任务可靠度，p1是，水下装备能够突防敌方拦截的概率，简称为突防概率，p2是水下装备击毁目标的概率，简称为击毁概率。
[0234]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实航可靠度方程包括：
[0235][0236]
其中，r
w
是水下装备的实航可靠度。
[0237]
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：基于所述水下装备的最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度和最优击毁概率，获取所述水下装备的装载一年可靠性、平均故障间隔贮存时间、平均故障间隔实航时间、平均故障间隔装载时间和平均修复时间。
[0238]
上述存储介质，基于水下装备的研制经费、使用可用度、水下装备同时工作时的使用效能、贮存可靠度、实航可靠度、击毁概率和维修度构建水下装备可靠性和性能指标优化模型；将预设的使用可用度方程、水下装备同时工作时的使用效能方程、贮存可靠度方程和实航可靠度方程注入水下装备可靠性和性能指标优化模型并计算最优解，获取水下装备的
最优使用效能、最优实航可靠度、最优贮存可靠度、最优维修度、最优击毁概率、水下装备的装载一年可靠性、平均故障间隔贮存时间、平均故障间隔实航时间、平均故障间隔装载时间和平均修复时间，实现了可靠性指标和性能指标之间的协调，避免了资源的浪费。
[0239]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read
‑
only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
[0240]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0241]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。