基于Extend的艦船裝備維修流程建模與仿真研究

摘 要： 通過(guò)分析一般艦船裝備的維修流程，應(yīng)用現(xiàn)有流程仿真軟件Extend平臺(tái)對(duì)艦船裝備的維修流程進(jìn)行建模和仿真。設(shè)置模型參數(shù)，根據(jù)模型運(yùn)行結(jié)果分析模型設(shè)置的合理性，對(duì)維修的決策進(jìn)行優(yōu)化。
關(guān)鍵詞： Extend；維修流程；仿真

隨著艦船裝備復(fù)雜程度的提高，裝備的維修流程相應(yīng)地也越來(lái)越復(fù)雜。目前，建模與仿真技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到維修流程的再現(xiàn)和模擬中，也取得了大量的研究成果[1-3]。但是，在當(dāng)前的研究中還存在一些普遍的問(wèn)題：(1)往往假設(shè)維修資源充足或不存在資源競(jìng)爭(zhēng)的情況[4]；(2)忽略人的因素，即維修人員的影響[5]。
針對(duì)上述情況，本文結(jié)合部隊(duì)維修機(jī)構(gòu)的實(shí)際情況，基于Extend仿真平臺(tái)建立了艦船裝備維修流程仿真模型，在綜合考慮維修小組和維修資源有限的情況下對(duì)維修流程進(jìn)行了一定的優(yōu)化。這些工作對(duì)科學(xué)配置維修資源、提高資源利用率、縮短裝備在修時(shí)間、提高裝備戰(zhàn)備完好性具有重要意義。
1 艦船裝備維修流程分析
目前，艦船裝備維修的實(shí)際過(guò)程主要還是首先檢測(cè)故障并對(duì)故障進(jìn)行定位；找出故障部位；然后拆下故障部件并予以更換。當(dāng)有多個(gè)維修任務(wù)時(shí)，就可能出現(xiàn)維修資源沖突和維修人員短缺的問(wèn)題。
例如，故障診斷所需資源除必要的人員外，一般還需要檢測(cè)設(shè)備，而故障定位后的故障修復(fù)過(guò)程則不再需要檢測(cè)設(shè)備。以?xún)扇蝿?wù)并行維修過(guò)程為例，其共享檢測(cè)設(shè)備的過(guò)程如圖1所示。A、B任務(wù)開(kāi)始維修的條件還包括必須有空閑的維修小組，維修過(guò)程開(kāi)始后一直占用維修小組，直到任務(wù)結(jié)束才釋放。

2 基于Extend的維修流程仿真模型
2.1 仿真原理
Extend仿真離散系統(tǒng)[6]采取最短時(shí)間事件步長(zhǎng)法，也就是說(shuō)在仿真模型中存在著一系列不同性質(zhì)的事件，按照發(fā)生時(shí)間的先后順序逐個(gè)進(jìn)行考察，發(fā)生時(shí)刻距初始時(shí)點(diǎn)最近的對(duì)應(yīng)事件即為最短時(shí)間事件，仿真時(shí)以最短時(shí)間事件為步長(zhǎng)一步一步地對(duì)系統(tǒng)的行為按照時(shí)間的進(jìn)程來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。具體步驟為：首先選取系統(tǒng)的一個(gè)初始狀態(tài)；然后在一系列事件中選取一個(gè)最短時(shí)間事件；接著運(yùn)行該事件，同時(shí)記錄系統(tǒng)的行為與狀態(tài)的變化，并將初始點(diǎn)移到上述事件發(fā)生的當(dāng)前時(shí)刻；再選取新的最短事件。循環(huán)往復(fù)，直到仿真結(jié)束。
2.2 維修流程的系統(tǒng)仿真
按照第1節(jié)中介紹的維修的基本流程，考慮檢測(cè)工具和維修人員的因素，利用Extend仿真平臺(tái)建立了艦船裝備維修流程仿真模型，如圖2所示。