基于任务的k／n（G）系统舰船备件需求预测
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文第章２４编０３２号１卷：１年 ００８１第５月０８６Ｘ期（２０２１）０８２１８９０８ Ｓｙｓｔｅｍｓ系Ｅｎ统ｇｉ工ｎｅ程ｅｒｉ与ｎｇ电ａ子ｎｄ技Ｅｌ术ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ网址Ｖ：Ａｗｏｌｕｗ．ｇｗ４ｕ３．ｓｓｔ ｙｓ２Ｎｅ０ｌｏ２ｅ１．．８ｃｏｍ
基于任务的犽／狀（犌）系统舰船备件需求预测
刘海涛１， ，邵松世２，张志华２
关键词：舰船备件；任务后检修；事后维修；指数型备件；需求预测 中图分类号：Ｅ９１１；Ｖ１２５．７ 文献标志码：Ａ 犇犗犐：１０．１２３０５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０６Ｘ．２０２１．０８．２１
犜犪狊犽犫犪狊犲犱犱犲犿犪狀犱犳狅狉犲犮犪狊狋犻狀犵狅犳狑犪狉狊犺犻狆狊狆犪狉犲狊犳狅狉犽／狀（犌）狊狔狊狋犲犿
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０ Байду номын сангаас 言
舰船备件是确保舰船维修保障活动有效实施、遂行海 上任务的重要物质基础。特别是对于大型舰船，一方面由 于舰船海上任务时间长、装备运行强度高等原因，备件需求 涉及的种类多、数量大；另一方面由于海上补给困难，备件 需求还受到舰船自身携行能力、舰上维修条件因素等的影 响［１２］。 因 此 ，在 深 入 分 析 舰 船 装 备 维 修 特 点 的 基 础 上 ，发 展适合于舰船装备的备件需求预测方法是当前舰船装备维
修保障研究的重要内容之一［３５］。 ｋ／ｎ（Ｇ）系统在舰船装备结构设计中有广泛应用，其备件
需求预测与资源配置问题受到很多学者关注［６７］。文献［８］采 用有限源排队论获取备件短缺数的概率分布，并通过边际 分析算法确定ｋ／ｎ（Ｇ）结构系统的备件数量。文献［９］针对 舰船编队在航无补给的情况，建立了舰船出航期间设备冗 余和外场更换件冗余系统任务成功概率的评估模型，通过 瞬时可用度求出了任务成功概率。但上述方法均未考虑定 期维 修 对 备 件 需 求 的 影 响 。 文 献 ［１０］则 在 定 期 维 修 模 式
收稿日期：２０２０ ０８ １０；修回日期：２０２０ １０ １０；网络优先出版日期：２０２１ ０２ ０３。 网络优先出版地址：ｈｔｔｐｓ：∥ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．２４２２．ＴＮ．２０２１０２０３．１０３７．０１６．ｈｔｍｌ 基金项目：国家自然科学基金（６１３７２１６７，６１３７９１０４）资助课题 通讯作者． 引 用 格 式 ：刘 海 涛 ，邵 松 世 ，张 志 华 ．基 于 任 务 的 ｋ／ｎ（Ｇ）系 统 舰 船 备 件 需 求 预 测［Ｊ］．系 统 工 程 与 电 子 技 术 ，２０２１，４３（８）：２１８９２１９６． 犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋：ＬＩＵ ＨＴ，ＳＨＡＯＳＳ，ＺＨＡＮＧＺＨ．Ｔａｓｋｂａｓｅｄｄｅｍａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｏｆｗａｒｓｈｉｐｓｐａｒｅｓｆｏｒｋ／ｎ（Ｇ）ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｓｙｓｔｅｍｓ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２１，４３（８）：２１８９２１９６．
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｆｏｒｗａｒｓｈｉｐｓｐａｒｅｓｄｅｍａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｏｆｋ／ｎ（Ｇ）ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｏｖｅｒｈａｕｌａｆｔｅｒ ｔｈｅｔａｓｋａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｆｔｅｒｗａｒｄｓ，ｆｉｒｓｔｌｙ，ａｓｐａｒｅｓｄｅｍａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｍｏｄｅｌｏｆｋ／ｎ（Ｇ）ｓｙｓｔｅｍｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｐａｒｅｓ，ａｎｄｔｈｅｄｅｍａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｐａｒｅｓｉｓｇｉｖｅｎ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ， ｆｏｒｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ，ａｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ ｏｆｓｐａｒｅｓｄｅｍａｎｄ ｍｏｄｅｌｉｓｇｉｖｅｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ Ｇａｍｍａｓｉｎｇｌｅｓｐａｒｅｐａｒｔｓ．Ａｎｄｔｈｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｍａｎｄｍｏｄｅｌｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｓｐａｒｅｓｄｅｍａｎｄｏｆｋ／ｎ（Ｇ）ｓｙｓｔｅｍｉｎａｔａｓｋｐｅｒｉｏｄ ｗｅｌｌ，ａｎｄｔｈｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｔａｋｅｓａｇｏｏｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ａｎｄｃｏｕｌｄ ｍａｋｅａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｓｐａｒｅｓ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆｗａｒｓｈｉｐｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．
ＬＩＵ Ｈａｉｔａｏ１， ，ＳＨＡＯＳｏｎｇｓｈｉ２，ＺＨＡＮＧＺｈｉｈｕａ２
（１．犇犲狆犪狉狋犿犲狀狋狅犳犉狌狀犱犪犿犲狀狋犪犾狊，犖犪狏犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犠狌犺犪狀４３００３３，犆犺犻狀犪； ２．犆狅犾犾犲犵犲狅犳犖犪狏犪犾犃狉犮犺犻狋犲犮狋狌狉犲牔 犗犮犲犪狀犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犖犪狏犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犠狌犺犪狀４３００３３，犆犺犻狀犪）
（１．海军工程大学基础部，湖北 武汉４３００３３；２．海军工程大学舰船与海洋学院，湖北 武汉４３００３３）
摘 要：针对ｋ／ｎ（Ｇ）系统在事后维修与任务后检修相结合条件下的舰船备件需求预测问题，在备件寿命服 从指数分布的条件下，首先建立了ｋ／ｎ（Ｇ）系统的备件需求预测模型，并给出了备件需求特征。然后，基于方便理 解和简便计算的需要，以伽马型单部件需求为基础，给出了备件需求模型的工程解释和近似计算方法，并对近似 算法的精度进行了验证。结果表明，备 件 需 求 模 型 可 以 更 好 地 描 述 ｋ／ｎ（Ｇ）系 统 在 一 次 海 上 任 务 期 内 的 备 件 需 求，近似算法具有较高的精度，可以为舰船装备备件配置问题提供参考。
基于任务的犽／狀（犌）系统舰船备件需求预测
刘海涛１， ，邵松世２，张志华２
关键词：舰船备件；任务后检修；事后维修；指数型备件；需求预测 中图分类号：Ｅ９１１；Ｖ１２５．７ 文献标志码：Ａ 犇犗犐：１０．１２３０５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０６Ｘ．２０２１．０８．２１
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０ Байду номын сангаас 言
舰船备件是确保舰船维修保障活动有效实施、遂行海 上任务的重要物质基础。特别是对于大型舰船，一方面由 于舰船海上任务时间长、装备运行强度高等原因，备件需求 涉及的种类多、数量大；另一方面由于海上补给困难，备件 需求还受到舰船自身携行能力、舰上维修条件因素等的影 响［１２］。 因 此 ，在 深 入 分 析 舰 船 装 备 维 修 特 点 的 基 础 上 ，发 展适合于舰船装备的备件需求预测方法是当前舰船装备维
修保障研究的重要内容之一［３５］。 ｋ／ｎ（Ｇ）系统在舰船装备结构设计中有广泛应用，其备件
需求预测与资源配置问题受到很多学者关注［６７］。文献［８］采 用有限源排队论获取备件短缺数的概率分布，并通过边际 分析算法确定ｋ／ｎ（Ｇ）结构系统的备件数量。文献［９］针对 舰船编队在航无补给的情况，建立了舰船出航期间设备冗 余和外场更换件冗余系统任务成功概率的评估模型，通过 瞬时可用度求出了任务成功概率。但上述方法均未考虑定 期维 修 对 备 件 需 求 的 影 响 。 文 献 ［１０］则 在 定 期 维 修 模 式
收稿日期：２０２０ ０８ １０；修回日期：２０２０ １０ １０；网络优先出版日期：２０２１ ０２ ０３。 网络优先出版地址：ｈｔｔｐｓ：∥ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．２４２２．ＴＮ．２０２１０２０３．１０３７．０１６．ｈｔｍｌ 基金项目：国家自然科学基金（６１３７２１６７，６１３７９１０４）资助课题 通讯作者． 引 用 格 式 ：刘 海 涛 ，邵 松 世 ，张 志 华 ．基 于 任 务 的 ｋ／ｎ（Ｇ）系 统 舰 船 备 件 需 求 预 测［Ｊ］．系 统 工 程 与 电 子 技 术 ，２０２１，４３（８）：２１８９２１９６． 犚犲犳犲狉犲狀犮犲犳狅狉犿犪狋：ＬＩＵ ＨＴ，ＳＨＡＯＳＳ，ＺＨＡＮＧＺＨ．Ｔａｓｋｂａｓｅｄｄｅｍａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｏｆｗａｒｓｈｉｐｓｐａｒｅｓｆｏｒｋ／ｎ（Ｇ）ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｓｙｓｔｅｍｓ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２０２１，４３（８）：２１８９２１９６．
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摘 要：针对ｋ／ｎ（Ｇ）系统在事后维修与任务后检修相结合条件下的舰船备件需求预测问题，在备件寿命服 从指数分布的条件下，首先建立了ｋ／ｎ（Ｇ）系统的备件需求预测模型，并给出了备件需求特征。然后，基于方便理 解和简便计算的需要，以伽马型单部件需求为基础，给出了备件需求模型的工程解释和近似计算方法，并对近似 算法的精度进行了验证。结果表明，备 件 需 求 模 型 可 以 更 好 地 描 述 ｋ／ｎ（Ｇ）系 统 在 一 次 海 上 任 务 期 内 的 备 件 需 求，近似算法具有较高的精度，可以为舰船装备备件配置问题提供参考。