一种装备维修保障仿真评估方法及系统与流程

本发明涉及一种装备维修保障仿真评估方法及系统，属于装备维修保障仿真相关，具体涉及一种健康与故障融合数据驱动的维修保障仿真评估方法及系统。

背景技术：

1、装备维修保障系统是一个涉及人—机—环境工程的复杂大系统，包括人员、资源和装备等方面的组成要素，这些要素之间的关系错综复杂。为了使保障系统在装备使用过程中发挥最大效能，在保障方案设计时需要进行合理的运筹，即以最少的资源消耗，使装备获得及时、有效而经济的保障。

2、在传统的装备研制过程中，由于缺乏必要的验证环境和条件，一般只在定型阶段对维修保障方案进行定性评价，在装备交付后再通过收集使用、故障、维修等数据，对维修保障方案进行定量评估和设计优化，验证时机滞后，改进费用较高；另外，随着数据监测、健康管理等技术的不断发展，装备的信息化、智能化水平越来越高，维修模式也逐步从传统的“计划维修”和“修复性维修”向“预测性维修”、“健康维修”转变，装备综合保障设计的迭代优化和充分验证问题更加突出。

3、目前，借助于计算机技术对装备维修保障系统进行仿真是解决上述问题的主要手段，传统的保障仿真大多采用基于故障或者健康的单一数据进行驱动，缺少以装备健康维修管理单元(hmu)和故障维修管理单元(lru)的实时状态数据进行融合，难以满足信息化水平逐渐提高下的健康与故障混合管理装备的维修保障设计需求。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种装备维修保障仿真评估方法及系统，该装备维修保障仿真评估方法及系统

2、本发明通过以下技术方案得以实现。

3、本发明提供的一种装备维修保障仿真评估方法，包括以下步骤：

4、s1：根据待评估任务周期内的演习及训练任务确定仿真任务事件执行序列为t＝(t1,t2,...,tn)，任务对装备健康度要求序列为h＝(h1,h2,...,hn)；

5、其中，t为任务事件触发时间，h为装备执行对应事件要求的最低健康度；

6、s2：根据装备健康维修管理单元hmu在t时刻的健康退化参数确定健康度为hhi(t)＝hi(p1,p2,...,pn)，故障维修管理单元lru在t时刻的健康度为

7、其中p为hmu的健康表征参数；

8、s3：对装备健康维修管理单元hmu和故障维修管理单元lru的健康数据进行融合，确定t时刻分系统的健康度为hsk(t)＝πhlj(t)∑whihhi(t)，装备的健康度为h(t)＝∑wskhsk(t)；

9、其中，whi为各hmu所占分系统健康度的权重，wsk为各分系统所占装备健康度的权重；

10、s4：比对s1中的健康度要求与s3中的装备健康度，若装备健康度小于健康度要求，则驱动保障仿真系统进行修复性或健康维修，否则进行预防性维修或推进下一次任务；

11、s5：针对于lru的修复性维修优先级高于针对于hmu的健康维修，当只有健康维修时，计算各hmu的δhi＝hi-whihhi(t)值，并从大到小排序，按照顺序依次进行维修工作，直至装备健康度满足任务要求；

12、s6：根据装备维修保障方案对s4中的预防性维修、s5中的修复性维修和健康维修安排保障人员、工具以及备件；

13、s7：根据任务完成和资源消耗统计数据，进行系统可用度、任务成功率、备件满足率和备件利用率的指标评估。

14、基于一种装备维修保障仿真评估方法的系统，包括仿真主控界面模块、资源库模块、预防性维修模块、修复性维修模块、健康度评估模块、健康维修决策模块、仿真指标评估模块，以及：

15、仿真主控界面模块用于读入装备数据、任务数据、保障资源数据、绘制任务转换年谱，并实例化装备类、资源库类、评估指标类，完成任务分配及预防性维修任务安排；

16、资源库模块用于存放资源库信息和资源库实例化方法，并基于资源库类参数实时更新资源库界面；

17、预防性维修模块用于通过当前仿真时间与预防性维修触发时间比较，并根据预防性维修让步逻辑判断是否触发当前预防性维修，如果进行预防性维修，完成当前时间、维修需用备件消耗，人员、工具占用、释放等动作，同时在主界面显示装备预防性维修状态、登记预防性维修任务、记录预防性维修日志；

18、修复性维修模块通过蒙特卡罗抽样触发装备修复性维修，完成维修需用备件消耗，人员、工具占用、释放等动作，同时在主界面显示装备修复性维修状态、登记修复性维修任务、记录修复性维修日志；

19、健康度评估模块通过健康测试参数和健康退化曲线进行hmu健康度计算，利用任务重要度数据逐级计算出系统级和装备级的健康度；

20、健康维修决策模块根据当前装备健康度以及当前任务健康等级要求判断是否进行健康维修，如当前装备的健康等级小于最低健康等级要求，计算每一设备的健康影响度，按照任务健康影响度排序执行修复任务，直到装备健康度达到任务要求，维修完成该设备参数置为基准数据；

21、仿真指标评估模块用于实时更新评价指标，并在仿真指标评估界面动态更新备件满足率、备件利用率，并绘制任务可用度和任务成功率曲线。

22、所述仿真主控界面模块还能显示装备初始状态和信息提示列表框的初始状态。

23、所述资源库信息包括人员、工具、备件。

24、所述仿真评估的主要指标有系统可用度、任务成功率、备件满足率和备件利用率，评估的主要数据包括仿真总时间t、维修总时间tm、初始备件数nri、单次任务备件消耗数nui、单次任务备件补充数nci、单次任务备件可用数量nai、任务执行总次数nm、任务成功总次数ns。

25、所述系统可用度的计算公式为：

26、

27、所述任务成功率的计算公式为：

28、

29、所述备件满足率的计算公式为：

30、

31、所述备件利用率的计算公式为：

32、

33、本发明的有益效果在于：根据装备综合保障方案建立装备任务模型、组成模型、维修模型、资源模型和供应模型，对装备健康维修管理单元(hmu)和故障维修管理单元(lru)的实时状态数据进行融合，驱动维修保障仿真评估系统进行维修保障仿真评估，可实现故障维修、健康维修和故障-健康混合维修等多种维修保障模式下的指标可视化验证，可为装备的综合保障设计提供参考依据和技术手段。

技术特征：

1.一种装备维修保障仿真评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.一种装备维修保障仿真评估方法的系统，其特征在于：包括仿真主控界面模块、资源库模块、预防性维修模块、修复性维修模块、健康度评估模块、健康维修决策模块、仿真指标评估模块，以及：

3.如权利要求2所述的装备维修保障仿真评估方法的系统，其特征在于：所述仿真主控界面模块还能显示装备初始状态和信息提示列表框的初始状态。

4.如权利要求2所述的装备维修保障仿真评估方法的系统，其特征在于：所述资源库信息包括人员、工具、备件。

5.如权利要求2所述的装备维修保障仿真评估方法的系统，其特征在于：所述仿真评估的主要指标有系统可用度、任务成功率、备件满足率和备件利用率，评估的主要数据包括仿真总时间t、维修总时间tm、初始备件数nri、单次任务备件消耗数nui、单次任务备件补充数nci、单次任务备件可用数量nai、任务执行总次数nm、任务成功总次数ns。

6.如权利要求5所述的装备维修保障仿真评估方法的系统，其特征在于：所述系统可用度的计算公式为：

7.如权利要求5所述的装备维修保障仿真评估方法的系统，其特征在于：所述任务成功率的计算公式为：

8.如权利要求5所述的装备维修保障仿真评估方法的系统，其特征在于：所述备件满足率的计算公式为：

9.如权利要求5所述的装备维修保障仿真评估方法的系统，其特征在于：所述备件利用率的计算公式为：

技术总结
本发明提供了一种装备维修保障仿真评估方法及系统，可根据装备综合保障方案建立装备任务模型、组成模型、维修模型、资源模型和供应模型，对HMU和LRU的实时状态数据进行融合，驱动维修保障仿真评估系统进行维修保障仿真评估。本发明可实现故障维修、健康维修和故障‑健康混合维修等多种维修保障模式下的指标可视化验证，可为装备的综合保障设计提供参考依据和技术手段。

技术研发人员：黄仁超,王玉峰,姚会举,郭璐,陈学忠,张振,胡渊富,陈琴
受保护的技术使用者：江南机电设计研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11