[发明专利]一种用于舰载机弹射装置可用度的建模方法

说明书

本发明涉及一种用于舰载机弹射装置可用度的建模方法。该建模方法注重反馈、检修延时和时长对弹射装置可用度的影响，并考虑了周期性检修、预防检修和完全检修不同模式的综合作用。运用系统动力学对弹射装置可用度动态变化过程进行建模，弥补常规可用度建模法只能得到静态指标的不足。当不同检修模式的比重发生动态调整时，该建模法能够快速给出弹射装置可用度的动态响应，为提高弹射装置可用度提供理论依据，进而提升航母舰载机的作战能力。本发明通过仿真实验证实了建模方法的正确性和有效性。

(一)技术领域

本发明是一种用于舰载机弹射装置可用度的建模方法，具体地说是一种融合三种检修模式的基于系统动力学的舰载机弹射装置可用度的建模方法。

(二)背景技术

随着我国海军力量的快速发展，航空母舰(航母)的设计和使用引起越来越广泛的关注。而弹射装置作为航母的关键设备，直接影响到舰载机的出动能力，从而影响航母的作战能力。美国“尼米兹”号航母在1997年演习时的观测结果表明，如果1个弹射装置没有迅速的准备好，那么就不得不减少出动架次以完成舰载机的回收。当出动更多的架次时会增加这种可能性，底线是2个弹射装置发生故障，特别是当其中1个弹射装置位于中间位置时，这可能会阻碍到高强度作业节奏中出动回收作业的进行。因此，研究舰载机弹射装置的可用度建模方法有着重要的理论和实际价值。

目前，大多数文献是基于数理统计方法和概率论方法研究了弹射装置等设备可用度的建模问题。这些经典的建模方法是建立在设备特性、相互关系等众多假设条件之上的，同时没有充分考虑到多种检修模式相结合的情况。张晓红，2015基于设备预防检修与备件订购策略的联合优化，研究了设备可用度的问题。李玲，2013研究了设备的加速退化过程以及检修策略优化问题。J.Lam，2015基于设备使用状态设计了最优预防检修时机和策略。B.Castanier，2005研究了非周期性的设备预防检修的串联问题。A.Xanthopoulos，2017基于退化过程研究了Kanban系统的预防检修策略。W.Zhu，2015研究了组合磨损和冲击破坏系统的预防检修问题。S.Bouzidi-Hassini，2015考虑了人力资源约束，设计了联合生产和维护计划。M.Compare，2015研究了不确定条件下基于状态的检修优化遗传算法。H.Hong，2014针对随机退化系统，研究了最优状态检修决策。以上文献对于设备可用度的研究大多基于严格的假设条件，往往忽略了实际中的反馈问题、检修时间和等待检修时间的限制。这些文献大多不能从内部分析整个闭环系统的动态响应过程，只关注于静态指标的计算，这些限制使得传统的设备可用度研究方法难以满足现在军事发展的需求。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种用于舰载机弹射装置可用度的建模方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的一种用于舰载机弹射装置可用度的建模方法包括：无故障弹射装置模块(1)，退化弹射装置模块(2)，故障弹射装置模块(3)，周期性检修弹射装置模块(4)，完全检修弹射装置模块(5)，预防检修弹射装置模块(6)，弹射装置退化速率模块(7)，弹射装置故障速率模块(8)，弹射装置准备周期性检修速率模块(9)，弹射装置进行周期性检修速率模块(10)，弹射装置准备完全检修速率模块(11)，弹射装置进行完全检修速率模块(12)，弹射装置准备预防检修速率模块(13)，弹射装置进行预防检修速率模块(14)。在周期性检修、预防检修和完全检修不同模式下，利用系统动力学方法对舰载机弹射装置可用度建模，整体建模过程包括无故障弹射装置数量、退化弹射装置数量、故障弹射装置数量、预防检修弹射装置数量、周期性检修弹射装置数量和完全检修弹射装置数量6个状态变量，以及弹射装置准备预防检修速率、弹射装置准备周期性检修速率、弹射装置准备完全检修速率、弹射装置退化速率、弹射装置故障速率、弹射装置进行预防检修速率、弹射装置进行周期性检修速率和弹射装置进行完全检修速率8个速率变量，得到最终的弹射装置可用度模型。