一种基于航天任务的装备保障特性仿真建模方法技术

本发明专利技术涉及一种基于航天任务的装备保障特性仿真建模方法，包括将获取的航天历史任务数据导入数据库，形成历史任务数据库；对历史任务进行整体任务分解，形成由多个基本任务构成的基本任务序列，并得到基本任务历史数据；对基本任务历史数据建立基本任务的装备保障特性仿真模型；按照基本任务序列的任务顺序以及相邻任务的转进概率，根据建立的基本任务装备保障特性仿真模型，建立基于航天任务的装备保障特性仿真模型。本发明专利技术以航天任务为驱动，以航天装备为基础，以装备保障为核心，采用建模与仿真手段事先分析和预判可能发生故障的薄弱环节，切实提升航天发射任务的成功能力，有明显的效益。

A Simulation Modeling Method of Equipment Support Characteristics Based on Space Mission

The invention relates to a simulation modeling method of equipment support characteristics based on space mission, which includes importing the acquired data of space historical mission into the database to form a historical mission database, decomposing the historical mission into a whole task sequence, forming a basic mission sequence composed of multiple basic tasks, and obtaining basic mission historical data, and establishing basic mission historical data. According to the sequence of basic tasks and the transition probability of adjacent tasks, the simulation model of equipment support characteristics based on space mission is established according to the established simulation model of equipment support characteristics of basic tasks. The invention is driven by the space mission, based on the space equipment, with the equipment support as the core, uses the modeling and simulation means to analyze and predict the weak links that may break down in advance, and effectively improves the success ability of the space launch mission, with obvious benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种基于航天任务的装备保障特性仿真建模方法
本专利技术涉及装备保障
，尤其涉及一种基于航天任务的装备保障特性仿真建模方法。
技术介绍
航天装备是完成航天装备试验、鉴定的物质技术基础，通过对航天装备保障特性的研究可以解决航天装备在全寿命周期内的保障问题。航天任务的复杂性要求航天装备具有多样性和复杂性，且在航天任务的不同阶段，涉及的航天装备以及对航天装备的保障特性要求不同，为了能够更好地对航天装备保障能力进行评估与评价，需要建立航天任务的装备保障特性仿真模型，但由于航天任务自身标准能力要求高，航天试验任务的历史数据较少的原因，缺少可以适应于航天任务的航天装备保障特性仿真模型。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种基于航天任务的装备保障特性仿真建模方法，构建能够准确描述航天装备质量特性的航天装备保障特性模型，为航天装备保障特性评价建立基础。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种基于航天任务的装备保障特性仿真建模方法，包括：将获取的航天历史任务数据导入数据库，形成历史任务数据库；对历史任务进行整体任务分解，形成由多个基本任务构成的基本任务序列；以基本任务和涉及装备为索引进行历史任务数据分类，得到基本任务历史数据；对基本任务历史数据建立基本任务的装备保障特性仿真模型；按照基本任务序列的任务顺序以及相邻任务的转进概率，根据建立的基本任务装备保障特性仿真模型，建立基于航天任务的装备保障特性仿真模型。进一步地，所述整体任务分解包括粗分解和细分解；所述粗分解，根据任务信息数据中的任务阶段信息，将复杂任务划分为时间上首尾衔接、任务上互不重叠的子任务序列；所述细分解，根据子任务中涉及航天装备的最小功能配置将子任务划分为时间上首尾衔接、任务上互不重叠的基本任务序列。进一步地，根据航天装备的最小功能配置，基本任务分为由单一任务航天装备完成的单装任务，由某几个相互关联的单一航天装备构成的装备子系统完成的子系统任务，由多个相互关联的装备子系统组成的装备联合系统完成的联合系统任务；建立的基本任务装备保障特性仿真模型也对应的包括，单装任务装备保障特性仿真模型、子系统任务装备保障特性仿真模型或联合系统任务装备保障特性仿真模型。进一步地，所述单装保障特性仿真模型包含单装任务的可用度模型和单装任务效能模型；所述单装任务的可用度模型为所述单装任务效能模型为ME1＝A01[RM1+(1-RM1)M01]+(1-A01)M01；式中，MTBF1为装备在单装任务中的平均故障间隔时间；MLDT1为装备在单装任务中的平均保障延误时间，包括单装的修复性维修间隔、预防维修间隔、后勤与管理的延误时间；RM1为装备在单装任务中的任务可信度；M01为装备在单装任务中的维修度。进一步地，所述子系统任务装备保障特性仿真模型包含子系统任务的可用度模型和子系统任务效能模型；所述子系统任务的可用度模型为：所述子系统任务效能模型为：ME2＝A02[RM2+(1-RM2)M02]+(1-A02)M02；式中，MTBF2是装备子系统在子系统任务中的平均故障间隔时间；MLDT2是装备子系统在子系统任务中的平均保障延误时间；RM2为是装备子系统在子系统任务中的任务可靠度；M02为装备子系统在子系统任务中的维修度。进一步地，所述联合系统任务装备保障特性仿真模型包含联合系统任务的可用度模型和联合系统任务效能模型；所述联合系统任务的可用度模型为：所述联合系统任务效能模型为：ME3＝A03[RM3+(1-RM3)M03]+(1-A03)M03；式中，MTBF3是联合系统在联合系统任务中的平均故障间隔时间；MLDT3是联合系统在联合系统任务中的平均保障延误时间；RM3为是联合系统在联合系统任务中的任务可靠度；M03为联合系统在联合系统任务中的维修度。进一步地，所述基于航天任务的装备保障特性仿真模型包括的整体任务的可用度仿真模型为式中，MTBFi为整体任务中包含的第i个基本任务的平均故障间隔时间；MLDTi为整体任务中包含的第i个基本任务的平均故障延误时间。进一步地，基于航天任务的装备保障特性仿真模型包括的任务效能仿真通过统计方法实现，包括：1)设置每个基本任务的任务成功条件，任务效能的仿真次数，并对基本任务序号、仿真计数、任务成功计数、任务失败计数进行初始置零；2)仿真计数加1，调用序号为1的基本任务，判断基本任务是单装任务、子系统任务或联合系统任务；根据建立的单装任务装备保障特性仿真模型、子系统任务装备保障特性仿真模型或联合系统任务装备保障特性仿真模型；进行基本任务的装备保障特性仿真得到仿真结果；3)根据设定的任务成功条件，对仿真结果进行判断，如果判断基本任务成功，则进入4)，如果判断基本任务不成功，则任务失败计数器进行一次任务失败计数，停止本次仿真，返回2)；4)基本任务序号加1，调用下一序号的基本任务，判断下一个基本任务能否顺利开始，能顺利开始，则进入5)；不能顺利开始，则任务失败计数器进行一次任务失败计数，停止本次仿真，返回2)；5)根据基本任务类型进行保障特性仿真和仿真结果判断，如果判断基本任务成功，则持续按顺序对基本任务进行类型判断、保障特性仿真和仿真结果判断，直至到最后一个基本任务仿真结果为任务成功，则任务成功计数器进行一次任务成功计数，结束本次仿真，返回2)；如果判断基本任务不成功，则任务失败计数器进行一次任务失败计数，停止本次仿真，返回2)；6)直至仿真计数到设定的仿真次数，停止仿真，统计任务成功计数值与任务失败计数值，进行整体航天任务的任务效能评估。进一步地，所述基本任务成功条件为，基本任务仿真结果的可用度和任务效能超过可用度和任务效能阈值，并且在基本任务时间内完成的任务量达到任务量阈值。进一步地，所述下一个基本任务能否顺利开始的条件为，相邻任务的转进概率Pi大于顺利开始概率阈值。本专利技术有益效果如下：基于航天任务的装备保障特性仿真建模方法从航天装备高完好性和航天任务高成功性顶层要求出发，以航天任务为驱动，以航天装备为基础，以装备保障为核心，贴近实战模拟执行航天任务的真实场景与环境、真实装备与保障、真实使用条件与维护条件，采用建模与仿真手段事先分析和预判可能发生故障的薄弱环节，能够在任务前发现问题、解决问题，确保高可靠、高完好，切实提升航天发射任务的成功能力，有明显的效益。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例中基于航天任务的装备保障特性仿真建模方法流程图；图2为本专利技术实施例中整体任务效能仿真流程图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。本实施例公开了一种基于航天任务的装备保障特性仿真建模方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤S1、将获取的航天历史任务数据导入数据库，形成历史任务数据库；所述历史任务数据包括任务过程数据、航天装备数据和航天装备保障特性数据具体的历史数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于航天任务的装备保障特性仿真建模方法，其特征在于，包括：将获取的航天历史任务数据导入数据库，形成历史任务数据库；对历史任务进行整体任务分解，形成由多个基本任务构成的基本任务序列；以基本任务和涉及装备为索引进行历史任务数据分类，得到基本任务历史数据；对基本任务历史数据建立基本任务的装备保障特性仿真模型；按照基本任务序列的任务顺序以及相邻任务的转进概率，根据建立的基本任务装备保障特性仿真模型，建立基于航天任务的装备保障特性仿真模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于航天任务的装备保障特性仿真建模方法，其特征在于，包括：将获取的航天历史任务数据导入数据库，形成历史任务数据库；对历史任务进行整体任务分解，形成由多个基本任务构成的基本任务序列；以基本任务和涉及装备为索引进行历史任务数据分类，得到基本任务历史数据；对基本任务历史数据建立基本任务的装备保障特性仿真模型；按照基本任务序列的任务顺序以及相邻任务的转进概率，根据建立的基本任务装备保障特性仿真模型，建立基于航天任务的装备保障特性仿真模型。2.根据权利要求1所述的装备保障特性仿真建模方法，其特征在于，所述整体任务分解包括粗分解和细分解；所述粗分解，根据任务信息数据中的任务阶段信息，将复杂任务划分为时间上首尾衔接、任务上互不重叠的子任务序列；所述细分解，根据子任务中涉及航天装备的最小功能配置将子任务划分为时间上首尾衔接、任务上互不重叠的基本任务序列。3.根据权利要求2所述的装备保障特性仿真建模方法，其特征在于，根据航天装备的最小功能配置，基本任务分为由单一任务航天装备完成的单装任务，由某几个相互关联的单一航天装备构成的装备子系统完成的子系统任务，由多个相互关联的装备子系统组成的装备联合系统完成的联合系统任务；建立的基本任务装备保障特性仿真模型也对应的包括，单装任务装备保障特性仿真模型、子系统任务装备保障特性仿真模型或联合系统任务装备保障特性仿真模型。4.根据权利要求3所述的装备保障特性仿真建模方法，其特征在于，所述单装保障特性仿真模型包含单装任务的可用度模型和单装任务效能模型；所述单装任务的可用度模型为所述单装任务效能模型为ME1＝A01[RM1+(1-RM1)M01]+(1-A01)M01；式中，MTBF1为装备在单装任务中的平均故障间隔时间；MLDT1为装备在单装任务中的平均保障延误时间，包括单装的修复性维修间隔、预防维修间隔、后勤与管理的延误时间；RM1为装备在单装任务中的任务可信度；M01为装备在单装任务中的维修度。5.根据权利要求3所述的装备保障特性仿真建模方法，其特征在于，所述子系统任务装备保障特性仿真模型包含子系统任务的可用度模型和子系统任务效能模型；所述子系统任务的可用度模型为：所述子系统任务效能模型为：ME2＝A02[RM2+(1-RM2)M02]+(1-A02)M02；式中，MTBF2是装备子系统在子系统任务中的平均故障间隔时间；MLDT2是装备子系统在子系统任务中的平均保障延误时间；RM2为是装备子系统在子系统任务中的任务可靠度；M02为装备子系统在子系统任务中的维修度。6.根据权利要求3所述的装备保障特性仿真建模方法，其特征在于，所述联合系统任务装备保障特性仿真模型包含联合系统任务的可用度模型和...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂成龙，侯兴明，胡一博，廖兴禾，张琳琳，杨永志，胡惠军，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学，
类型：发明
国别省市：北京,11