反水雷裝備維修保障仿真模型研究探討

中國船舶重工集團公司第七一○研究所 陳跟東

1.引言

現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭是裝備體系對抗的局部戰(zhàn)爭，即使武器裝備很先進，如果形不成裝備體系的作戰(zhàn)能力和保障能力，也不能有效地贏得戰(zhàn)爭的勝利，及時精確的裝備維修和保障是打贏信息化條件下高技術(shù)局部戰(zhàn)爭的關(guān)鍵。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，針對反水雷裝備維修保障的仿真建模研究成為熱點之一。

2.反水雷裝備維修保障系統(tǒng)分析

2.1 反水雷裝備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組成

反水雷裝備一般采用的是三級維修保障體制，即基層級、中繼級和基地級。每一級別都配備有相應(yīng)的維修機構(gòu)和維修器材倉庫。保障系統(tǒng)的基層級維修，對應(yīng)于部隊(團級及以下)的基層級修理所，中繼級維修對應(yīng)軍師級維修單位，基地級維修對應(yīng)于基地級(或支援級)修理機構(gòu)。這三級維修主要負責(zé)對故障單元的修理或報廢。基層級庫存負責(zé)向裝備提供所需的備件，而且接收基層級維修修復(fù)后的故障件作為備件儲存；中繼級庫存負責(zé)向基層級庫存供應(yīng)所需備件，接受中繼級維修修復(fù)后的故障件作為備件儲存；基地級庫存負責(zé)向中繼級庫存供應(yīng)所需備件，接收基地級維修修復(fù)后的故障件作為備件儲存，而且承擔(dān)備件的購置任務(wù)。

2.2 反水雷裝備系統(tǒng)運行分析

若反水雷裝備中某一可更換單元(零部件、組件或模塊等)出現(xiàn)故障后，它被馬上從裝備中拆下并送基層級維修部門進行修理，與此同時，基層級庫存如果有該種備件，則立即實施供應(yīng)并將其安裝到裝備上。對于故障單元，基層級修理部門首先判斷該故障是否可以在本級修理，如果可修復(fù)，則進行修理并將修復(fù)件送往本級儲存；否則，就將該故障件送中繼級修理部門修理。同時，從中繼級庫存領(lǐng)一個備件送到基層級儲存，如此時中繼級無該備件，則判斷該故障件是否能修復(fù)，如果可以修復(fù)，就將其修復(fù)后送回基層級；否則，將其送往基地級維修。如果可修則將修復(fù)件送往基層級，若不可修則直接請領(lǐng)一個備件送基層級儲存。在保障的過程中將產(chǎn)生備件、維修人員和費用(只考慮運輸費用和基地級維修工時費)的需求。

3.反水雷裝備維修保障仿真模型

通過對國內(nèi)外諸多維修保障模型的研究和分析，反水雷裝備維修保障建模以對反水雷裝備系統(tǒng)及其維修保障系統(tǒng)的建模為核心，包括反水雷裝備使用任務(wù)建模、反水雷裝備系統(tǒng)建模、維修保障系統(tǒng)建模和使用與維修保障活動建模。

3.1 反水雷裝備使用任務(wù)建模

反水雷裝備使用任務(wù)建模以對任務(wù)或者裝備系統(tǒng)的使用想定、使用方案為建模描述對象，描述任務(wù)的發(fā)生、任務(wù)剖面、任務(wù)內(nèi)容、任務(wù)時間、任務(wù)約束、任務(wù)成功條件以及任務(wù)執(zhí)行中突發(fā)事件的處理等。任務(wù)剖面為產(chǎn)品在完成規(guī)定任務(wù)這段時間內(nèi)所經(jīng)歷的事件和環(huán)境的時序描述，其中包括任務(wù)成功或故障的判斷準(zhǔn)則。對于完成一種或多種任務(wù)的產(chǎn)品都應(yīng)制定一種或多種任務(wù)剖面。反水雷裝備使用任務(wù)模型是仿真過程的輸入，反水雷裝備在任務(wù)的執(zhí)行過程中將產(chǎn)生維修任務(wù)。

3.2 反水雷裝備系統(tǒng)建模

建立反水雷裝備本身的結(jié)構(gòu)模型、可靠性模型等。反水雷裝備結(jié)構(gòu)模型描述裝備各個功能單元的層次關(guān)系，包括單元間的從屬關(guān)系和各個單元的數(shù)量，如可能還需提供父單元與子單元的運行比。反水雷裝備結(jié)構(gòu)模型通常可以產(chǎn)品樹的形式進行描述。系統(tǒng)可靠性模型是以系統(tǒng)的可靠性框圖的形式表現(xiàn)裝備各功能單元之間的關(guān)系。它反映了系統(tǒng)的各個功能單元對整個系統(tǒng)可靠性的影響。

3.3 反水雷維修保障系統(tǒng)建模

建立反水雷裝備保障系統(tǒng)的概念模型，描述反水雷裝備保障機構(gòu)的組成、位置、保障資源配置、保障關(guān)系、保障規(guī)則等。對反水雷裝備使用分隊，應(yīng)描述其裝備種類、數(shù)量，戰(zhàn)備車數(shù)量等；對與維修機構(gòu)，應(yīng)描述其所承擔(dān)的維修工作范圍，維修工作任務(wù)的資源需求和工作時間分布，以及與使用分隊的保障關(guān)系及故障裝備維修的排隊規(guī)則；對于備件供應(yīng)單位，必須描述清楚其備件的品種、數(shù)量、庫存控制模型、供應(yīng)保障的排隊規(guī)則等。這些信息是仿真系統(tǒng)模擬保障系統(tǒng)工作過程的關(guān)鍵。

3.4 使用與維修保障活動建模

對使用與維修保障活動進行建模，是將保障裝備的使用與維修工作區(qū)分為各種工作類型和分解為作業(yè)步驟進行詳細分析，以確定工作頻度、工作間隔、工作時間，需要的備件、保障設(shè)備、保障設(shè)施、技術(shù)資料，各維修級別所需的人員數(shù)量、維修工時及技能等要求。維修活動可以分為預(yù)防性維修和修復(fù)性維修。武器裝備需要不斷地進行預(yù)防性維修，以減少故障的發(fā)生，保持其可用狀態(tài)，通過修復(fù)性維修對發(fā)生故障后的武器裝備進行修復(fù)，以恢復(fù)其可用狀態(tài)。

(1)預(yù)防性維修：預(yù)防性維修活動與任務(wù)數(shù)量、任務(wù)時間、日歷時間參數(shù)有關(guān)。為了預(yù)防在同一時間所有系統(tǒng)都要求進行預(yù)防性維修，預(yù)防性維修根據(jù)下一次預(yù)防性維修任務(wù)、下一次預(yù)防性維修任務(wù)時間、最近一次預(yù)防性維修的時間等參數(shù)隨機的進行預(yù)調(diào)整。

(2)修復(fù)性維修：修復(fù)性維修工作用于在武器裝備使用過程中發(fā)現(xiàn)故障后，排除故障并恢復(fù)反水雷武器裝備的可用狀態(tài)。修復(fù)任務(wù)是模型中最重要和最復(fù)雜的部分之一。修復(fù)任務(wù)可以通過更換子產(chǎn)品進行修復(fù)，也可以直接對系統(tǒng)或產(chǎn)品進行修復(fù)。

4.結(jié)束語

建模與仿真技術(shù)已成為推動反水雷裝備維修保障程發(fā)展的重要技術(shù)。通過對反水雷裝備維修保障建模及仿真運行，能夠發(fā)現(xiàn)維修保障系統(tǒng)存在的問題，并進一步對維修保障方案進行優(yōu)化。這對于提高反水雷裝備的維修保障能力和加快新裝備形成戰(zhàn)斗力具有重要的意義。

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