[发明专利]基于Petri网的导弹武器系统基层级维修建模方法

说明书

技术领域

本发明属于航天保障性技术领域，涉及一种基于Petri网的导弹武器系统基层级维修建模方法。

背景技术

随着高新技术导弹武器系统的发展、作战样式的不断改变以及军队建设的转型，导弹武器系统基层级维修在现代战争中的作用日益凸显，因此，建立结构合理、功能协调、过程顺畅的装备基层级维修过程就具有了更为重要的意义。导弹武器系统在基层级维修过程的建模技术是一项综合性和基础性技术。由于系统本身的复杂性和不确定性，使得对于基层级维修过程的建模非常繁琐。

导弹武器系统基层级维修过程分析需要简单直观的图形建模，目前，应用较多的是网络图法，而基于网路图的分析方法主要有PERT/CPM法、箭线活动法、邻接矩阵法等，但是这三种方法都无法对概率型邻接关系的维修活动进行建模。因而在导弹武器系统维修过程中面对概率型邻接关系的维修作业时，无法提供维修活动时间数据和维修资源数量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于Petri网的导弹武器系统基层级维修建模方法，该方法通过对确定型和概率型邻接关系的维修活动建模获得所需维修活动时间数据和确定维修资源数量，确保了导弹武器系统基层级维修保障工作的顺利进行。

本发明的基于Petri网的导弹武器系统基层级维修建模方法包括以下几个步骤：

步骤1，根据导弹武器系统的实际使用及基层级维修工作流程，将该基层级维修工作按层次划分为维修事件、维修活动和维修作业，对其中的每个维修作业进行逻辑关系和时序关系的分析，获得维修作业之间的逻辑顺序和时间顺序，所述逻辑关系包括确定型、概率型关系；

步骤2，基于步骤1中维修作业之间的逻辑顺序和时间顺序，利用Petri网对导弹武器系统基层级维修工作中的维修活动进行建模；用Petri网中的库所表示在维修活动中导弹武器系统的各部件的状态；用Petri网中的变迁表示在维修活动中导弹武器系统的各部件的维修作业，使各部件状态发生变化；

步骤3，简化步骤2中利用Petri网对导弹武器系统基层级维修工作中的维修活动建立的模型A，该模型A由并联、串联、选择及循环四种基本模型中的一种或多种组合而成，利用如下四种基本模型的简化方式获得最简化模型，该最简化模型由两个状态和一个变迁组成；

其中，所述四种基本模型的简化方式如下：

对于串联的基本模型，利用获得最简化模型；

对于并联的基本模型，利用以下公式获得最简化模型；

对于选择的基本模型，利用获得最简化模型；

对于循环的基本模型，仅包含两个变迁，利用获得最简化模型；

其中λ为对应模型的总延迟时间，λ_i、λ_i、λ_i为对应模型的第i、j、k个变迁平均延迟时间，n为对应模型的变迁总个数，α_i为所述选择模型中执行第i个变迁的概率，且α为所述循环模型中执行变迁的概率。

进一步的，对于步骤2中建立的模型中的串联路径，该串联路径上存在多个维修作业，每个维修作业均需要相应数量的维修保障资源，将其中数量最多的数量值作为该串联路径上所需配备的最小维修保障资源数量。

进一步的，对于步骤2中建立的模型中的并联路径，对该并联路径上的所有并联分支上的最小维修保障资源数量求和，获得该并联路径的最优维修保障资源数量；并选取该并联路径上的所有并联分支中维修时间最长的维修时间作为该并联路径的最优维修保障时间。

进一步的，若基于Petri网的导弹武器系统基层级维修是装备的拆卸分解，

则用Petri网中的库所表示在维修活动中导弹武器系统的各部件的状态有：待拆卸状态、拆卸状态、已拆状态、装配状态、到位状态；

用Petri网中的变迁表示在维修活动中导弹武器系统的各部件的维修作业有：拆卸变迁、拆卸完成变迁、装配变迁、装配完成变迁。

进一步的，步骤3中，利用四种基本模型的简化方式获得最简化模型时：

根据组成模型A的四种基本模型的复杂度，由简至难进行简化。

有益效果

本发明的建模方法对比已有技术，不仅能够对确定型邻接关系而且能够对概率型邻接关系的维修活动进行建模，从而获得导弹武器系统基层级所需完整的维修活动时间数据和确定维修资源数量，确保了导弹武器系统基层级维修保障工作的顺利进行。

附图说明

图1为本发明的维修作业的层次结构示意图；