可变工作条件下复杂系统维修决策技术研究

对于航空测控系统、军用雷达、生产系统以及发电机组等复杂系统，考虑到其内部关联性复杂、工作环境多变以及任务随机性强等特点，相应的维修决策问题一直缺乏行之有效的分析解决方法。本项目以典型复杂系统（航空测控系统、发电机组等）为背景，综合考虑工作条件变化及部件关联性的影响，研究可变工作条件下复杂系统的维修决策技术，并开展相关关键技术的研究工作，具体包括综合短期状态信息的退化过程动态建模技术、有限时间区间内退化失效型部件维修控制自适应决策技术以及考虑部件关联性的复杂系统机会维修决策技术等。该项目的研究能够提高维修决策数学模型的实用性，为实际工作中的维修活动提供技术支持，推动维修理论和应用的进一步发展，具有重要的理论意义和实用价值。

随着设备自动化信息化程度的提高和使用环境的日益复杂，其日常维护工作对维修规划方法和决策理论提出了新的更高要求。维修问题的复杂性和重要意义吸引了国内外研究人员的高度关注，近年来有数以百计的维修方法和模型试图解决企业和军方的维修难题，产生了许多研究成果。项目在目前研究成果的基础上，考虑变化工作条件和环境对系统的影响，对存在复杂相关性的随机退化系统维修决策问题开展研究，重点解决维修理论与实际工程相结合过程中的适应性问题。本项目从工作条件不确定的本质出发，利用短期监测状态信息表征外界工作条件和环境变化对系统造成的影响，提出一类基于性能退化的自适应维修决策优化方法。首先根据这些有限时间区间内的短期信息动态更新退化描述模型的参数，并对应调整相关的维修策略，退化更新与维修决策相互影响、循环迭代，达到长期运行最优的目的。鉴于监测信息的类型和复杂程度，分别讨论单一参数和多维参数条件下的退化模型和自适应维修决策方法。此外，系统中部件的相互依赖关系的存在使得部件层次策略的简单叠加无法满足系统层次整体优化的目的，项目分别针对结构相关性和经济相关性两类情况，提出基于机会策略的系统维修策略，针对典型的系统建立了对应的系统维修决策模型，考虑状态空间是否连续等问题，分别给出了不同模型的求解方法。相关研究成果能够为工程系统的维修决策提供一种合理的、可操作的技术方法。