基于仿真的备件消耗预测方法研究(2)

　　装备使用任务建模以对任务或者装备系统的使用想定、使用方案为建模描述对象，描述任务的发生、任务剖面、任务内容、任务时间、任务约束、任务成功条件以及任务执行中突发事件的处理等。任务剖面为产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述，其中包括任务成功或故障的判断准则。对于完成一种或多种任务的产品都应制定一种或多种任务剖面。装备使用任务模型是仿真过程的输入，装备在任务的执行过程中将产生维修任务[6]。

　　2.2装备系统建模

　　建立装备本身的结构模型、可靠性模型等。装备结构模型描述装备各个功能单元的层次关系，包括单元间的从属关系和各个单元的数量，如可能还需提供父单元与子单元的运行比。装备结构模型通常可以产品树的形式进行描述。系统可靠性模型是以系统的可靠性框图的形式表现装备各功能单元之间的关系。它反映了系统的各个功能单元对整个系统可靠性的影响。

　　2.3维修保障系统建模

　　建立装备保障系统的概念模型，描述装备保障机构的组成、位置、保障资源配置、保障关系、保障规则等。对装备使用分队，应描述其装备种类、数量，战备车数量等；对于维修机构，应描述其所承担的维修工作范围，维修工作任务的资源需求和工作时间分布，以及与使用分队的保障关系及故障装备维修的排队规则；对于备件供应单位，必须描述清楚其备件的品种、数量、库存控制模型、供应保障的排队规则等。这些信息是仿真系统模拟保障系统工作过程的关键。

　　2.4使用与维修保障活动建模

　　对使用与维修保障活动进行建模，是将保障装备的使用与维修工作区分为各种工作类型和分解为作业步骤进行详细分析，以确定工作频度、工作间隔、工作时间，需要的备件、保障设备、保障设施、技术资料，各维修级别所需的人员数量、维修工时及技能等要求。维修活动可以分为预防性维修和修复性维修。武器装备需要不断地进行预防性维修，以减少故障的发生，保持其可用状态，通过修复性维修对发生故障后的武器装备进行修复，以恢复其可用状态[7]。

　　（1）预防性维修：预防性维修活动与任务数量、任务时间、日历时间参数有关。为了预防在同一时间所有系统都要求进行预防性维修，预防性维修根据下一次预防性维修任务、下一次预防性维修任务时间、最近一次预防性维修的时间等参数随机的进行预调整。

　　（2）修复性维修：修复性维修工作用于在武器装备使用过程中发现故障后，排除故障并恢复武器装备的可用状态。修复任务是模型中最重要和最复杂的部分之一。修复任务可以通过更换子产品进行修复，也可以直接对系统或产品进行修复。

　　3案例分析

　　本案例基于SIMLOX仿真平台对装备维修保障进行建模。SIMLOX仿真平台是由瑞典系统与后勤工程公司（SYSTECON）开发的一个基于蒙特卡洛、资源排队论和系统工程的多功能计算机仿真平台，它能够对装备实际运行环境和保障体系进行仿真，模拟并分析复杂的使用和保障方案，同时支持对战备完好性和系统使用保障的相关投资之间的定量权衡，可以解决与维修保障相关的问题。

　　3.1案例想定描述

　　某部队先进行一个月的日常训练之后，执行为期半个月的演习任务，主战装备包括47台主战坦克和26台装甲车。在日常训练期间，由基层级保障系统、以及相应的中继级保障系统和基地级保障系统三级保障体系提供保障，在执行演习任务期间，装备的保障工作将只有基层级保障系统提供。

　　3.2装备维修保障建模

　　3.2.1装备使用任务建模

　　装备使用任务主要描述为：日常训练任务每天执行两次，每次间隔12小时。如果系统有异常，允许每一训练任务有15分钟的延迟。训练任务执行时至少需要1架主站坦克。演习任务持续半个月，其中每个子任务执行4小时。演习任务执行时需要至少1辆主战坦克和1辆装甲车。基于SIMLOX对任务建模后，可以通过任务剖面视图来查看分析所建立的任务剖面，由于篇幅原因，这里不再给出任务剖面视图。

　　3.2.2装备系统建模

　　装甲车和主站坦克这两个系统由外场可更换单元（LRU）、车间可更换单元（SRU）、直接替换单元（DU）和可废弃件（DP）等不同的部件组成。装备系统产品结构树如图2所示。

　　输入信息包括产品结构、各组成部分的故障率和类型等信息。每辆主战坦克由107个LRU，39个SRU，11个DU和1个DP组成；装甲车由89个LRU，29个SRU，15个PRU11个DU和1个DP组成。

　　3.2.3维修保障系统建模