CN110502838A - 基于仿真的备件管理策略优化模型 - Google Patents

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周伟
杨建军
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Abstract

本发明公开了基于仿真的备件管理策略优化模型，包含如下步骤：步骤1、模块化仿真计算模型；步骤2、选取优化算法方法，针对维修策略的优化，首先使用了参数对比实验及优化实验两种方式，通过根据维修策略中参数组合形式来决定的，对于单参数的维修策略优化问题，考虑采用参数对比试验来寻找最优策略。该基于仿真的备件管理策略优化模型，针对备件需求预测问题，以模块化仿真计算模型为基础可得船舶设备备件需求，并对船舶设备备件管理策略进行优化，得到能为实际应用提供决策依据的备件库存管理方案，并且面向复杂船舶设备备件需求预测的实际问题，由此得到该问题所依赖的模型，可以长时间运行，避免外部条件的干扰。

Description

基于仿真的备件管理策略优化模型
技术领域
本发明属于计算机软件领域，涉及一种备件管理的优化软件。
背景技术
随着我国海洋战略的远洋化发展，船舶任务执行的频率、时长以及强度逐年提高，船舶设备故障问题已成为制约船舶使用效能的关键因素。为提高船舶设备的可靠性，一般采用换件维修等方式使装备修复如新。因此合理的备件库存管理策略对于保障任务的顺利进行具有重要意义，对备件需求的精确预测是备件库存管理设计的重要基础。
为解决面向任务条件下的复杂船舶设备备件需求预测问题，结合故障预测理论，建立了面向备件需求预测的模块化仿真计算模型。该模型基于多智能体、系统动力学、离散事件等建模方法，建立了主体任务、任务单元、系统、部件、故障模式、备件等几类仿真模块，能够对船舶任务和设备系统内的各种对象进行模拟，得到相关评估指标。然后以仿真计算模型为基础建立了船舶设备备件管理策略优化模型，该模型通过参数对比及优化实验，以可靠性指标最大化为目标对维修策略进行优化，得到XX装备的备件需求，再使用模拟计算等方式优化了备件库存管理策略中的各类参数。再以仿真计算模型、策略优化模型为基础，通过分析数据需求、建立仿真结构、选取优化算法，形成了针对复杂装备备件管理策略优化问题的解决方案。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有技术的备件管理,操作难度大，策略不优等缺陷，提供基于仿真的备件管理策略优化模型。所述基于仿真的备件管理策略优化模型具有能够对船舶任务和设备系统内的各种对象进行模拟，得到相关评估指标等特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于仿真的备件管理策略优化模型，主要包含如下步骤：步骤1、模块化仿真计算模型；步骤2、选取优化算法方法，针对维修策略的优化，首先使用了参数对比实验及优化实验两种方式，通过根据维修策略中参数组合形式来决定的，对于单参数的维修策略优化问题，考虑采用参数对比试验来寻找最优策略；对于多参数的维修策略优化问题，后面可选择了优化实验来进行解决；步骤3、建立维修策略优化模型，首先维修策略装备可靠性和装备可用度为要求进行设计，这些指标的计算以仿真计算模型为基础，之后在该模型的基础上选择合适的优化算法，可形成维修策略优化模型；步骤4、建立备件库存管理策略优化模型，首先模型以仿真计算模型为基础，备件库存管理策略优化模型，通过在于解决兼顾备件供给率及备件库存占有水平的备件管理策略优化问题思路，接着以该问题类似的解决思路与维修策略优化模型仿真，使用在实现形式上可考虑与维修优化模型相类似的手段，之后也可通过构建备件管理策略优化函数来完成对备件管理策略的优化并得到两类优化方式。
优选的，所述步骤2中参数对比实验是指要选取一百个参数进行实验，所述优化实验是指需要进行迭代优化。
优选的，所述的步骤3中所述维修策略优化模型是指对此优化后的仿真修正的策略模型。
优选的，所述步骤4中的两种优化方法是指实验优化和模拟优化。
优选的，所述实验优化指多次仿真实验为实现优化形式，通过参数调整算法改变仿真计算模型的输入并进行迭代求得较优解。
优选的，所述模拟优化是指以基础实验产生的备件需求时间点为基础，通过优化函数的形式在函数内部以迭代计算的方式求得优化解。相较于实验优化方案该方法更能节省算力，但该方法需要根据备件需求的特殊性而设定。
优选的，所述步骤4中之后进一步的仿真计算模型及策略优化模型为基础步骤1、获取基本数据：故障数据、结构数据、管理策略数据；步骤2、建立仿真结构。包括任务流程、装备系统、其他结构；步骤3、仿真优化方案的选取。包括整体优化、单部件优化；步骤4、基础优化算法的选取，包括参数对比试验、特定的基于模拟计算的优化算法、优化实验。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于仿真的备件管理策略优化模型，针对备件需求预测问题，以模块化仿真计算模型为基础，对装备维修策略进行优化，可得船舶设备备件需求。然后以需求预测结果为依据，对船舶设备备件管理策略进行优化，得到能为实际应用提供决策依据的备件库存管理方案，并且面向复杂船舶设备备件需求预测的实际问题，需以仿真计算模型及策略优化模型为基础，由此得到该问题所依赖的模型，可以长时间运行，避免外部条件的干扰，适合备件管理使用。
附图说明
图1为本发明基于仿真的备件管理策略优化模型备件需求预测问题流程模型结构示意图；
图2为本发明基于仿真的备件管理策略优化模型维修策略优化的基本思路模型结构示意图；
图3为本发明基于仿真的备件管理策略优化模型备件库存管理策略优化模型的思路模型结构示意图；
图4为本发明基于仿真的备件管理策略优化模型面向复杂船舶设备备件需求预测的实际问题模型结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供技术方案：基于仿真的备件管理策略优化模型，主要包含如下步骤：步骤1、模块化仿真计算模型；步骤2、选取优化算法方法，针对维修策略的优化，首先使用了参数对比实验及优化实验两种方式，通过根据维修策略中参数组合形式来决定的，对于单参数的维修策略优化问题，考虑采用参数对比试验来寻找最优策略；对于多参数的维修策略优化问题，后面可选择了优化实验来进行解决；步骤3、建立维修策略优化模型，首先维修策略装备可靠性和装备可用度为要求进行设计，这些指标的计算以仿真计算模型为基础，之后在该模型的基础上选择合适的优化算法，可形成维修策略优化模型；步骤4、建立备件库存管理策略优化模型，首先模型以仿真计算模型为基础，备件库存管理策略优化模型，通过在于解决兼顾备件供给率及备件库存占有水平的备件管理策略优化问题思路，接着以该问题类似的解决思路与维修策略优化模型仿真，使用在实现形式上可考虑与维修优化模型相类似的手段，之后也可通过构建备件管理策略优化函数来完成对备件管理策略的优化并得到两类优化方式。
具体的，所述步骤2中参数对比实验是指要选取一百个参数进行实验，所述优化实验是指需要进行迭代优化,适合备件管理前期的分析使用。
具体的，所述的步骤3中所述维修策略优化模型是指对此优化后的仿真修正的策略模型，保证了长时间的容错运行。
具体的，所述步骤4中的两种优化方法是指实验优化和模拟优化，使得模型更为精准。
具体的，所述实验优化指多次仿真实验为实现优化形式，通过参数调整算法改变仿真计算模型的输入并进行迭代求得较优解，起到了很好的分析作用。
具体的，所述模拟优化是指以基础实验产生的备件需求时间点为基础，通过优化函数的形式在函数内部以迭代计算的方式求得优化解。相较于实验优化方案该方法更能节省算力，但该方法需要根据备件需求的特殊性而设定，使得在模型验证时数据更为可靠。
具体的，所述步骤4中之后进一步的仿真计算模型及策略优化模型为基础步骤1、获取基本数据：故障数据、结构数据、管理策略数据；步骤2、建立仿真结构。包括任务流程、装备系统、其他结构；步骤3、仿真优化方案的选取。包括整体优化、单部件优化；步骤4、基础优化算法的选取，包括参数对比试验、特定的基于模拟计算的优化算法、优化实验，保证了后续分析的可靠性和计划性。
工作原理：先在使用本事发明时对进行了解仿真，接着首先是模块化仿真计算模型；然后选取优化算法方法，针对维修策略的优化，首先使用了参数对比实验及优化实验两种方式，通过根据维修策略中参数组合形式来决定的；之后建立维修策略优化模型，首先维修策略装备可靠性和装备可用度为要求进行设计，形成维修策略优化模型；最后建立备件库存管理策略优化模型，首先模型以仿真计算模型为基础，备件库存管理策略优化模型，通过在于解决兼顾备件供给率及备件库存占有水平的备件管理策略优化问题思路，接着以该问题类似的解决思路与维修策略优化模型仿真，使用在实现形式上可考虑与维修优化模型相类似的手段，并得到两类优化方式。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.基于仿真的备件管理策略优化模型，其特征在于包含如下步骤：
步骤1、模块化仿真计算模型；
步骤2、选取优化算法方法，针对维修策略的优化，首先使用了参数对比实验及优化实验两种方式，通过根据维修策略中参数组合形式来决定的，对于单参数的维修策略优化问题，考虑采用参数对比试验来寻找最优策略；对于多参数的维修策略优化问题，后面可选择了优化实验来进行解决；
步骤3、建立维修策略优化模型，首先维修策略装备可靠性和装备可用度为要求进行设计，这些指标的计算以仿真计算模型为基础，之后在该模型的基础上选择合适的优化算法，可形成维修策略优化模型；
步骤4、建立备件库存管理策略优化模型，首先模型以仿真计算模型为基础，备件库存管理策略优化模型，通过在于解决兼顾备件供给率及备件库存占有水平的备件管理策略优化问题思路，接着以该问题类似的解决思路与维修策略优化模型仿真，使用在实现形式上可考虑与维修优化模型相类似的手段，之后也可通过构建备件管理策略优化函数来完成对备件管理策略的优化并得到两类优化方式。
2.根据权利要求1所述的基于仿真的备件管理策略优化模型，其特征在于，所述的步骤2中参数对比实验是指要选取一百个参数进行实验，所述优化实验是指需要进行迭代优化。
3.根据权利要求1所述的基于仿真的备件管理策略优化模型 ，其特征在于，所述的步骤3中所述维修策略优化模型是指对此优化后的仿真修正的策略模型。
4.根据权利要求1所述的基于仿真的备件管理策略优化模型 ，其特征在于，所述步骤4中的两种优化方法是指实验优化和模拟优化。
5.根据权利要求1所述的基于仿真的备件管理策略优化模型 ，其特征在于，所述实验优化指多次仿真实验为实现优化形式，通过参数调整算法改变仿真计算模型的输入并进行迭代求得较优解。
6.根据权利要求1所述的基于仿真的备件管理策略优化模型 ，其特征在于，所述模拟优化是指以基础实验产生的备件需求时间点为基础，通过优化函数的形式在函数内部以迭代计算的方式求得优化解，相较于实验优化方案该方法更能节省算力，但该方法需要根据备件需求的特殊性而设定。
7.根据权利要求1所述的基于仿真的备件管理策略优化模型 ，其特征在于，所述步骤4中之后进一步的仿真计算模型及策略优化模型为基础步骤1、获取基本数据：故障数据、结构数据、管理策略数据；步骤2、建立仿真结构，包括任务流程、装备系统、其他结构；步骤3、仿真优化方案的选取；包括整体优化、单部件优化；步骤4、基础优化算法的选取，包括参数对比试验、特定的基于模拟计算的优化算法、优化实验。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112766846A (zh) * 2021-01-11 2021-05-07 北京航空航天大学 一种备件转运网络建模和求解方法
CN117151281A (zh) * 2023-08-16 2023-12-01 北京创奇视界科技有限公司 一种装备备品备件方案的优化方法、装置以及相关设备

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