任务准备期内的军用飞机瞬时可用度.pdf

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1、2017年4月第43卷第4期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsApril2017VoI．43No．4http：／／bhxb．buaa。edu．cnjbuaa@buaa．edu．013DOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2016．0279任务准备期内的军用飞机瞬时可用度李军亮1’2，滕克难1’+，杨春周1，孙媛1，李季颖1(1．海军航空工程学院科研部，烟台264001；2．海军92635部队，青岛266041)摘要：军用飞

2、机是一种复杂的可修系统，其瞬时可用度计算是装备综合保障领域研究的难点。本文构建了基于作战任务和飞机技术状态驱动的随机维修网络(SMTN)，SMTN中各项活动的维修时间服从不同分布，定义了SMTN的矩母函数并求解系统维修度函数的数字特征，将得到的期望和方差分别代入不同分布形式函数进行验证，从而选定符合实际情况的SMTN的维修度函数，并对任务准备期内的军用飞机可用度进行仿真。在计算过程中基于蒙特卡罗技术设计了一种新方法，在提高计算效率的同时，可以较好地反映维修保障过程的逻辑性、拓扑性和随机性，仿真结果可以真实反映装备在任务准备期内瞬时可

3、用度的波动规律。该方法可以广泛应用到各种复杂的可修系统，为装备的使用决策提供依据，为保障系统的保障效能评估提供量化指标，对于综合保障领域“动态”指标的研究有着一定探索价值。关键词：瞬时可用度；随机维修网络(SMTN)；维修度函数；军用飞机；蒙特卡罗中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1001—5965(2017)04．0754-07装备瞬时可用度是装备在使用过程中的任一时刻处于可用状态的概率，是装备瞬时可用度的度量指标，是衡量装备战备完好与任务持续能力的重要参数，是可靠性数学、可靠性工程、装备综合保障领域基础理论问题研

4、究的热点。1o，随着科技的不断进步，还延伸至国民经济许多新兴领域，如信息技术产业、交通通信系统以及航天航空领域¨。，目前可用度问题研究的焦点是瞬时可用度的计算和波动规律研究。文献[3_4]基于马尔可夫过程和更新方程对系统可用度的模型进行了研究。文献[5—8]利用拉氏变换和逆变换的方法各研究了一类特殊系统的瞬时可用度模型。对于复杂可修系统故障时问或维修时间不服从指数分布的系统的可用度分析，一般借助仿真技术来实现¨’9。。文献[10]设计了评估复杂可修系统可靠度、瞬时可用度的蒙特卡罗方法，该方法利用Bootstrap方法作为框架，评估得

5、到一个维修周期的非马尔可夫系统的可靠度和瞬时可用度。可以看出瞬时可用度数学模型的建模方法研究工作比较成熟，国内外学者对各种复杂的系统建立了较为完善的瞬时可用度方程(微分、偏微分或积分方程)，但这些模型大都直接用于研究稳态可用度是否存在或求解稳态可用度。对于瞬时可用度的求解大多数只能给出故障时间、修复时间服从指数分布、均匀分布或者威布尔分布的某种单一分布形式，不能反映真实保障系统的复杂性、结构性、拓扑性和逻辑性。另外对保障系统的资源等待、备件延误时间等要素考虑不是很充分。对于瞬时可用度波动研究方面：文献[11．15]运用泛函分析方法，

6、从数学上较为严格地证明了多种类型的可修复系统的瞬时可用度，当时间趋收稿日期：2016-04．11；录用日期：2016．05-06；网络出版时间：2016-06．1517：16网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20160615．1716．003．html基金项目：国防预研基金(9140A27020212JBl4311)$通讯作者：E-mail：tknOOl@126．tom引用格式：李军亮，隧克难，杨春周，等．任务准备期内的军甩飞机瞬时可甩魔￡，]．北京航空航天大学学报，2017．43(

7、4)：754760．LIJL，TENGKN，YANGCZ，eta1．InstantaneousavailabilityofmilitaryaircraftdudngmissionpreparationpedodtJ]JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics．2017，43(4)：754—760(inChinese)．第4期李军亮，等：任务准备期内的军用飞机瞬时可用度755于无穷大时，是稳定的或渐近稳定的；文献[16]对威布尔分布条件下离散时间的单部件可修系统的瞬时可

8、用度模型进行了研究，提出了刻画系统瞬时可用度波动特征的波动参数。这些结论为稳态可用度的研究和应用奠定了坚实的理论基础。然而，军用飞机是一种复杂的可修装备，工程上的现实需求关心的问题是其使用瞬时可用度表现出的波动特性的影响因素是什么?比