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考虑设计迭代的快速研制系统任务可靠性研究

史宪铭  
【摘要】: 高可靠的快速研制系统具有加快武器装备研制、快速响应用户需求的重要特征。设计迭代是快速研制系统执行研制任务过程中影响任务可靠性的重要因素之一。考虑设计迭代时,快速研制系统任务流程可变,对资源需求也具有一定的随机性,因此需要建立新的任务可靠性评估参数和模型。针对设计与制造任务,本文分析了快速研制系统迭代过程的主要形式,研究了考虑设计迭代的快速研制系统任务可靠性建模和分析技术。 首先,面向快速研制系统任务可靠性评估的需求,提出了快速研制系统的可靠性参数。 其次,研究了不考虑资源冲突情况下的快速研制系统任务可靠性评估问题。在研究发生单个设计迭代的快速研制系统任务可靠性计算方法的基础上,对于可能发生多个设计迭代的情况,从发生故障引起任务延迟的角度,提出了时延网络及其任务可靠性的二次BDD算法。该算法将设计迭代造成的时间延迟归结到返工原因点,简化了求解难度。 第三,研究了考虑资源冲突情况下的快速研制系统任务可靠性评估问题。采用设计结构矩阵描述任务过程中的设计迭代,提出了基于Markov排队网络的快速研制系统任务可靠性模型,并给出了系统任务可靠性参数计算方法;分析任务接受策略对任务平均等待系数的影响,提出了快速研制系统接受任务策略分析模型,应用该模型分析得出的任务接受策略可以使企业期望收益最大。 第四,在设计流程复杂、设计迭代相互关联、任务时间服从一般分布等情况下,难以建立有效的解析模型,对此论文研究了快速研制系统任务可靠性的仿真模型。针对构建快速研制系统的仿真对象问题,提出了基于多Agent的快速研制系统可靠性复合仿真建模方法,增强了仿真模型的智能性;在此基础上,针对制造任务,将Petri网嵌入到GERTS网中,提出了用于快速研制系统制造任务可靠性仿真的EPN-GERTS模型,简化了建模过程,同时也能考虑任务之间的资源冲突;针对研制任务,提出了用于快速研制系统研制任务可靠性仿真的改进GERTS模型,该模型可以描述设计迭代过程的动态运行特点,使仿真结果更加准确。 最后,设计开发了快速研制系统可靠性建模分析与仿真软件,在软件设计中考虑了设备寿命状态对系统任务可靠性的影响,克服了以往仿真中假设是新设备的缺陷。论文结合某型发动机的快速研制系统,进行了应用研究。


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