随机共因失效条件下的多阶段任务成功概率评估研究

共因失效广泛存在于装备作战任务过程中,合理地对共因失效事件进行建模,对于准确评估装备任务成功概率,具有十分重要的意义。针对现有的多阶段任务成功概率评估模型中没有考虑的一类随机共因失效问题,采用隐式二元决策图法,建立了当共因失效事件的产生服从随机分布时的多阶段任务成功概率评估解析模型,并以某型火箭炮装备为实际案例对模型进行了验证。研究结果表明：所建立的数学模型可以解决随机共因失效条件下的多阶段任务成功概率评估问题,为评估装备多阶段任务成功概率提供了模型支撑;合理地任务剖面分析与建模有助于准确评估装备任务成功概率。     

随机共因失效条件下战时合成部队携行备件配置优化研究

装备群在执行作战任务过程中通常会发生共因失效事件,分析共因失效故障对实现装备群的精确化保障具有现实意义。针对战时合成部队装备群遂行任务时,装备携行备件配置优化模型中没有考虑装备受击故障这一类随机共因失效的问题,提出了随机共因失效条件下的备件配置优化方法。建立了装备故障相关条件下的备件需求模型和多约束条件下的携行备件配置优化模型,引入拉格朗日乘子,利用边际效应法求出最优配置方案通过实例对该方法的可行性进行验证。研究结果表明,在装备随机共因失效条件下,所建立的模型可以为多约束携行备件配置优化提供模型参考。     

随机多阶段任务成功概率仿真评估研究

多阶段任务系统在工业和军事领域有着广泛应用,准确评估其任务成功概率,对于了解系统性能状态和指导任务规划具有十分重要的现实意义。针对武器装备任务具有较强随机性这一特点,研究随机条件下多阶段任务成功概率仿真评估方法,建立存在随机共因失效时,不可中断和可中断随机多阶段任务成功概率仿真评估流程,并采用Matlab实现了该仿真过程。结合算例,验证了仿真流程的正确性和有效性,并分析了任务参数对任务成功概率的影响。分析结果表明：该仿真评估方法可用于可中断和不可中断随机多阶段任务成功概率评估,能有效解决复杂任务的任务成功概率评估问题;对装备任务进行合理规划,能提高其任务成功概率。     

基于OODA环的合成部队光电装备作战效能评估

针对光电装备评估问题,研究陆军合成部队光电装备在观察-判断-决策-执行(OODA)环中的作战效能。分析基于OODA环的光电装备的作用,面向侦察打击全过程建立光电装备作战效能评估模型。采用指标聚合方法评估合成部队主要光电装备在体系对抗中的作战效能。结果表明：观察单元光电装备的性能和数量均对体系作战能力具有显著影响,当打击单元整体能力处于较高水平时,单纯提高观察单元的性能对整体作战能力提高影响有限,模型评估结果与实际情况基本相符;采用基于OODA环的评估模型在体系对抗中评估光电装备的作战效能,能够客观评估光电装备的作战能力,为合成部队光电装备作战效能评估、结构和编配优化提供支撑。     

考虑非遍历的抢修任务多目标动态调度

针对进攻作战中战损装备众多而抢修时间与抢修力量有限的矛盾,进行了进攻作战抢修任务动态调度研究。提出考虑非遍历的抢修任务多目标动态调度的现实军事问题,建立多目标规划数学模型,分析了非遍历、修理能力差异、待修装备优先级3个重要影响因素;根据所建模型的特点,设计了基于遗传算法的模型求解算法;运用Matlab软件进行了39辆待修装备、3个抢修组的动态调度示例仿真与分析。示例结果表明：通过实施机动伴随抢修和抢修任务动态调度,进攻作战部队能够获得约185 h的二次作战总时间,进而增强部队的持续作战能力,并大大减少决策工作量和决策时间、降低人为决策风险。     

地空导弹装备战场抢修效能评估

战场抢修是保持部队持续作战能力的重要手段,是战斗力的倍增器,从地空导弹武器系统的特点出发,结合部队实际和未来抢修技术的发展,应用层次分析法和模糊综合评估构建地空导弹装备战时维修的效能评估模型,并通过实例验证了模型的有效性;为地空导弹装备战时维修效能的评估提供了一种有效的方法。     

考虑维修能力的战时备件资源配置方法研究

研究战时备件资源配置问题对赢得战争胜利具有重要意义。综合考虑武器装备的毁损情况、故障装备修复能力和作战任务的时限要求,建立了考虑维修能力的战时备件资源配置优化模型,并提出了模型的求解方法,实现了备件资源的优化配置。研究发现：影响战时备件资源配置的因素主要有武器装备自身的可靠性、遭受打击造成损毁、作战任务的时限性和对故障装备的维修能力。实验结果表明：采用该方法可以有效降低备件资源的供应量,一定条件下确保作战任务在给定的时间窗口内完成。     

一种基于维修流程的装备维修任务调度方法

为了快速、有效地进行战时装备修理任务调度,减少故障装备在维修系统的等待时间,尽快恢复部队的战斗力,提出一种串行维修流程的多专业多作战单元维修任务调度的数学描述和模型。分析基于维修流程的装备维修任务调度问题,描述串行同顺序维修流程任务调度问题,给出求解维修调度的混合遗传算法,并以实例对算法的时间效率和优化结果进行仿真实验。仿真实验结果表明,该方法能有效解决一种战时维修任务调度问题。     

基于仿真的合成部队装备维修保障资源需求确定和效能评估

针对平时陆军合成部队装备维修保障资源需求确定及其验证问题,开展合成部队装备维修保障资源需求分析和装备维修保障效能评估研究。从保障对象、保障资源、保障策略3个方面对合成部队装备维修保障问题进行分析;以火控系统为例,采用蒙特卡洛仿真方法对单装火控系统维修时间和备件需求进行计算,在此基础上,分别计算单一种类装备群火控系统和多种类装备群火控系统的维修时间和备件需求,进而确定合成部队火控系统的维修保障人员和备件需求量;通过效能评估检验合成部队火控系统维修保障人员和备件需求计算结果的可信性。研究结果表明：采用该仿真方法确定合成部队各装备子系统的维修保障人员和备件需求是可行的;通过维修保障效能评估能够对维修保障资源需求计算结果进行验证。     

基于Petri网的某型导弹单发任务完成概率仿真

某型导弹作战任务流程主要包括后方仓库、技术和发射等阵地，使用基于Petri网原理的ExSpect仿真软件对其模拟。首先构建基本任务仿真模型，仿真开始后，根据装备可工作的概率P，确定开始执行任务还是因不可用而进行维修。经多次仿真可得装备作战单元任务完成概率，并通过应用实例验证模型的可行性。     

面向任务的作战单元携行备件配置优化方法研究

备件是作战单元的重要保障物资,能够使故障设备迅速恢复战斗力并投入作战使用。提出一种基于等效寿命转换的冗余系统备件需求计算方法,根据可修备件控制理论,以任务成功概率为目标函数,建立了基于多阶段任务的携行备件动态配置模型,通过引入拉格朗日约束因子,提出了多约束条件下的备件方案优化方法。通过算例,对结果进行了分析,计算得到的携行备件方案能够满足所有约束条件,并且与ExtendSim仿真结果之间的偏差小于3%,验证了该模型的正确性,为面向任务的携行备件优化提供了一种解决思路。     

区域防空任务保障性参数研究

以区域防空任务作战想定为背景,将区域防空体系的作战任务划分为预警侦察、战斗机拦截、导弹拦截和高炮拦截4个阶段.针对各阶段任务,给出参战的装备作战单元类型,建立各阶段任务的保障性参数,包括反映平时训练的使用度和反映战时作战能力的任务完成率、战斗准备时间、再次出动率等.     

复杂武器系统任务成功概率求解方法

每套武器系统与其保障系统构成了最小的军事单位，而一套武器系统又包括多种不同的装备，这些装备的完好性对于武器系统的任务成功完成具有重要的影响。武器系统的任务成功概率是武器系统维修保障能力的重要评估指标之一。本文在分别给出单台装备、多台相同装备的任务成功概率求解方法的基础上，利用复杂武器系统的任务成功逻辑关系得到复杂武器系统的任务成功概率；最后，通过计算某复杂武器系统某次任务的成功概率说明该方法的实用性。     

多型岸舰导弹作战单元部署优化模型

为解决多阵地岸舰导弹组合攻击作战任务中岸舰导弹作战单元部署定量决策问题,基于广义最大覆盖选址理论,结合岸舰导弹部队兵力数量有限的战场条件,构建多型岸舰导弹作战单元部署优化模型。针对目标舰艇位置、岸舰导弹火力覆盖范围等影响因素,利用蒙特卡洛仿真法,建立目标散布区域计算模型、岸舰导弹火力覆盖区域计算模型等辅助决策模型,通过粒子群优化算法进行模型解算。仿真结果表明,多型岸舰导弹作战单元部署优化模型及算法可以稳定地提供合理有效的优化方案,能够为战时多型岸舰导弹部署决策提供参考和依据。     

可修单元组合任务维修度评估方法研究

针对传统任务维修性评估方法不能有效估算特定任务剖面内装备总体维修时间问题,提出一种可修单元组合任务维修度评估方法。采用贝叶斯更新理论对功能单元维修时间概率密度函数进行更新;通过仿真加拟合的方式对可修单元组合各故障事件排除概率进行计算。示例分析表明：该方法不仅能解决因数据不完全统计因素引发的功能单元概率密度函数估计不准确的问题,而且能更加便捷地计算多个函数的卷积;任务维修度评估结果更加可信。     

基于Matlab的导弹营基本任务维修性仿真

任务维修性是在执行具体作战任务时所呈现出的维修性,是影响作战效能的基本因素之一。在实际作战或训练中,往往需要衡量装备作战单元作为一个整体的维修性,也即任务维修性。鉴于此,以某导弹营为研究对象,首先对其所遂行的作战任务以及任务维修性参数进行分析。在此基础上,分析导弹营任务维修性的仿真方法,给出其仿真过程,并在Matlab环境下建立其仿真模型,最终实现对任务维修性参数的仿真计算。最后,通过算例,验证了模型的有效性和实用性。