一种基于熵值的装备维修性评价模型制造技术

本发明专利技术涉及装备试验与鉴定技术领域，公开的一种基于熵值的装备维修性评价模型，包括：构建定性指标和定量指标相结合的装备维修性评价指标体系，建立评价指标的熵值度量模型和装备维修性综合评价模型；所述装备维修性评价指标体系包括：维修任务复杂度、维修保障复杂度和基于熵值的维修效果。本发明专利技术能够判断装备的维修水平的高低，并且实现装备维修性水平的高低排序。还能够查找影响装备维修性水平的短板问题，及查找影响其复杂度水平的关键因素。具有广泛的应用场景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于熵值的装备维修性评价模型
本专利技术涉及装备试验与鉴定
，尤其涉及一种基于熵值的装备维修性评价模型。
技术介绍
装备维修性成为装备试验与鉴定工作中的一个重要考核要素，维修性及其综合评价也是军事工作研究的问题之一。目前维修性评价研究焦点主要聚集在以下三个方面：一是维修性评价指标建模与评定方法，二是装备维修性指标体系构建方法研究，三是装备维修性评价方法研究。装备维修性评价存在很多影响因素，其中很多要素的不确定性特点很突出。目前的评价方法难以较好地解决定性指标和定量指标的融合处理问题，基于线性与非线性加权、模糊综合评判、灰色关联模型等维修性评价模型的物理意义不明显。关于装备维修过程及维修性评价问题分析，维修性是装备在规定条件下和规定的时间内，按照规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复其原有功能或规定状态的能力。装备维修过程一般包括以下的维修活动，如图1所示。当然，对于具体型号装备的维修过程，可能只包括其中的部分维修工作。装备维修性体现了对装备进行维修的难易程度，一般来说，装备的维修性通常包括两个方面，一是指由装备设计和制造所决定的固有维修性，二是由装备使用操作人员的技术水平、所能提供的维修保障资源、装备维修环境、所选择的维修策略等各种因素决定的维修能力水平。维修性试验与评定作为装备研制、生产和使用阶段所进行的各种试验与评定工作的一部分，主要是鉴别有关维修性的设计缺陷，验证装备维修性和维修保障要素是否满足规定的要求。为承制方改进设计，使维修性进一步增长和订购方接受该装备提供决策依据。r>目前通常从两个方面来进行装备维修性评价，一是考虑环境影响、维修性设计、人为方面的影响、维修性保障等要素的定性评价，一般选择人因工程、可达性、检测性和诊断技术、维修简易性、模块化与互换性、拆卸装配性、维修安全性、防差错能力、专业技术水平、维修设施设备保障等定性评价指标。定性评价指标一般难以用精确的数学表达式描述，人们习惯于用“优”、“良”、“好”、“一般”等分级不确定性语言变量进行描述；为了方便处理，定性指标宜采用统一的语言变量分级方法。二是结合维修任务所采集的维修时间参数、工时参数及测试性参数等一些定量评价指标，其中维修时间参数一般包括平均修复时间、平均预防性维修时间、平均维修时间等，工时参数一般包括平均停机时间、最大修复时间等，测试性参数一般包括故障检测率、故障隔离率、虚警率等。对维修性定量评价指标，装备研制任务书一般会给出规定值和最低可接受值。维修时间参数和工时参数一般根据装备类型的特点选择1～2个指标进行验证和评价。定量评价指标的综合处理是维修性评价工作的一个难点问题，因为定量评价指标之间也存在量纲、衡量标准不一致等问题，因此有必要对指标进行无量纲化、归一化等变换。关于熵值的装备维修性评价指标体系，维修性评价包括定性评价和定量评价两大类，综合两类评价结果是该领域的难点问题。目前大多数文献单纯侧重于装备维修性的定性评估或定量评估，仅仅为了评估而评估，割裂了维修性设计改进与维修性评估结果运用的相互联系。为使得维修性设计改进和维修性评估的同步、统一，需要从整体上建立定性和定量相结合的维修性分析模型，这里采用复杂性科学相关理论，利用复杂度统一对维修性评价的定性指标和定量指标进行表征，可以更全面、客观地把握装备维修性评价系统的运行规律。装备维修性试验与评定中维修操作处于人、机、环境组成的交互环境中，维修性评价难度会受到各方面的影响，装备维修性的高低在很大程度上与维修任务自身特性、维修效果等紧密相关。对于环境好、维修逻辑结构简单、维修步骤简单的维修任务，系统较容易实现。因此，度量维修性复杂度时除了考虑维修任务复杂度外，还需要结合维修任务本身考虑维修效果复杂度，包括故障信息复杂度、时间性复杂度等；同时，维修保障作为装备维修性评价系统的核心要素，在维修性试验与评定过程中发挥着至关重要的作用，不同维修水平的差异必定在一定程度上影响装备维修性的试验与评定情况。对于同一装备维修性评价而言，维修保障水平越高，装备维修性复杂度越低。
技术实现思路
针对装备维修性评价问题，本专利技术提出了一种基于熵值的综合评价模型。在分析装备维修一般过程和维修性评价问题的基础上，基于装备维修的信息和行为机理，构建了定性指标和定量指标相结合的装备维修性评价指标体系，建立了包括评价指标的熵值度量模型、装备维修信息结构图和行为控制图、基于熵值的评价指标聚合模型等3个方面的装备维修性综合评价模型。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于熵值的装备维修性评价模型，构建定性指标和定量指标相结合的装备维修性评价指标体系，建立评价指标的熵值度量模型和装备维修性综合评价模型；装备维修性评价指标体系包括：维修任务复杂度、维修保障复杂度和基于熵值的维修效果，1)维修任务复杂度体系，包括：装备维修性的不同影响因素、维修信息、维修逻辑和维修步骤的内涵特征；(1)所述装备维修任务复杂度，通过维修信息、维修逻辑和维修步骤复杂度进行衡量；(2)所述维修信息复杂度度量装备维修任务所包含的信息量大小；(3)所述维修逻辑复杂度度量装备维修任务本事逻辑结构的复杂程度；(4)维修步骤复杂度度量完成装备维修任务所需操作的复杂程度；2)维修保障复杂度，通过维修认知、维修设施复杂度进行衡量；(1)维修认知复杂度衡量维修性试验与评定过程中，维修认知水平的差异，维修认知水平越高，装备维修性复杂度越低；(2)维修设施保障程度越高，装备维修性复杂度越低；3)基于熵值的维修效果度量达到规定装备维修效果所需实践等参数的复杂程度，通过故障信息复杂度和时间性复杂度进行衡量；(1)故障信息复杂度，基于故障检测率、故障隔离率、虚警率的参数进行综合；(2)时间性复杂度，基于平均修复时间、平均预防性维修时间、平均维修停机时间、维修工时率的熵值进行综合，这四种维修时间越短，装备的维修性越优良；基于熵值的装备维修性综合评估，熵越大，装备维修的不确定性越大，装备维修系统越无序，装备的维修性越差；1)评价指标的熵值度量方案，对于维修信息、维修逻辑和维修步骤复杂度度量，采用熵值度量法进行，首先根据装备维修性试验程序，设计维修动作控制流程、维修任务信息流程和故障信息流程；(1)维修动作控制流程，是维修动作流程的形式，该动作的流程：一阶熵评价维修程序控制逻辑的规则性，用来表征维修逻辑复杂度；二阶熵评价给定维修程序控制的层次数量，用来表征维修步骤复杂度；(2)维修任务信息流程，是数据结构信息流程的形式，反映了维修任务信息的种类、数量等信息，利用该维修任务信息流程的二阶熵表征维修信息复杂度；(3)故障信息流程，是数据结构信息流程的形式，反映了装备故障信息的种类、数量的信息，利用该故障信息流程的二阶熵表征故障信息复杂度；其中，一阶熵和二阶熵的区别：就是对流程节点进行分类；一阶熵依据各节点的进出口数量，使用进口和出口数量相同的节点方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于装备维修信息和行为熵值的装备维修性评价模型，其特征是：构建定性指标和定量指标相结合的装备维修性评价指标体系，建立评价指标的熵值度量模型和装备维修性综合评价模型；/n装备维修性评价指标体系包括：维修任务复杂度、维修保障复杂度和基于熵值的维修效果；/n1)维修任务复杂度体系，包括：装备维修性的不同影响因素、维修信息、维修逻辑和维修步骤的内涵特征；/n(1)所述装备维修任务复杂度，通过维修信息、维修逻辑和维修步骤复杂度进行衡量；/n(2)所述维修信息复杂度度量装备维修任务所包含的信息量大小；/n(3)所述维修逻辑复杂度度量装备维修任务本事逻辑结构的复杂程度；/n(4)维修步骤复杂度度量完成装备维修任务所需操作的复杂程度；/n2)维修保障复杂度，通过维修认知、维修设施复杂度进行衡量；/n(1)维修认知复杂度衡量维修性试验与评定过程中，维修认知水平的差异，维修认知水平越高，装备维修性复杂度越低；/n(2)维修设施保障程度越高，装备维修性复杂度越低；/n3)基于熵值的维修效果度量达到规定装备维修效果所需实践参数的复杂程度，通过故障信息复杂度和时间性复杂度进行衡量；/n(1)故障信息复杂度，基于故障检测率、故障隔离率、虚警率的参数进行综合；/n(2)时间性复杂度，基于平均修复时间、平均预防性维修时间、平均维修停机时间、维修时率的熵值进行综合，这四种维修时间越短，装备的维修性越优良；/n基于熵值的装备维修性综合评估，熵越大，装备维修的不确定性越大，装备维修系统越无序，装备的维修性越差；/n1)评价指标的熵值度量方案，对于维修信息、维修逻辑和维修步骤复杂度度量，采用熵值度量法进行，首先根据装备维修性试验程序，设计维修动作控制流程、维修任务信息流程和故障信息流程；/n(1)维修动作控制流程，是维修动作流程的形式，该动作的流程：/n一阶熵评价维修程序控制逻辑的规则性，用来表征维修逻辑复杂度；/n二阶熵评价给定维修程序控制的层次数量，用来表征维修步骤复杂度；/n(2)维修任务信息流程，是数据结构信息流程的形式，反映了维修任务信息的种类、数量等信息，利用该维修任务信息流程的二阶熵表征维修信息复杂度；/n(3)故障信息流程，是数据结构信息流程的形式，反映了装备故障信息的种类、数量的信息，利用该故障信息流程的二阶熵表征故障信息复杂度；/n其中，一阶熵和二阶熵的区别就是使用不同的方法对流程节点进行分类，一阶熵依据各节点的进出口数量，进口和出口数量相同的节点归为一类；二阶熵依据各节点的相邻节点的种类和数量进行分类，相邻节点的种类和数量都相同的节点归为一类；从而根据分类数量的多少，分别计算相应的一阶熵值和二阶熵值；/n(4)维修认知复杂度和维修设施复杂度基于装备维修性试验与评定中维修认知水平和维修设施保障程度数据进行计算，评价法确定其属于“优”、“良”、“一般”的不确定性分级的程度；/n假设采用n个不确定性评价等级，第i(i＝1，2，…,n)个等级的不确定性度量值为q...

【技术特征摘要】
1.一种基于装备维修信息和行为熵值的装备维修性评价模型，其特征是：构建定性指标和定量指标相结合的装备维修性评价指标体系，建立评价指标的熵值度量模型和装备维修性综合评价模型；
装备维修性评价指标体系包括：维修任务复杂度、维修保障复杂度和基于熵值的维修效果；
1)维修任务复杂度体系，包括：装备维修性的不同影响因素、维修信息、维修逻辑和维修步骤的内涵特征；
(1)所述装备维修任务复杂度，通过维修信息、维修逻辑和维修步骤复杂度进行衡量；
(2)所述维修信息复杂度度量装备维修任务所包含的信息量大小；
(3)所述维修逻辑复杂度度量装备维修任务本事逻辑结构的复杂程度；
(4)维修步骤复杂度度量完成装备维修任务所需操作的复杂程度；
2)维修保障复杂度，通过维修认知、维修设施复杂度进行衡量；
(1)维修认知复杂度衡量维修性试验与评定过程中，维修认知水平的差异，维修认知水平越高，装备维修性复杂度越低；
(2)维修设施保障程度越高，装备维修性复杂度越低；
3)基于熵值的维修效果度量达到规定装备维修效果所需实践参数的复杂程度，通过故障信息复杂度和时间性复杂度进行衡量；
(1)故障信息复杂度，基于故障检测率、故障隔离率、虚警率的参数进行综合；
(2)时间性复杂度，基于平均修复时间、平均预防性维修时间、平均维修停机时间、维修时率的熵值进行综合，这四种维修时间越短，装备的维修性越优良；
基于熵值的装备维修性综合评估，熵越大，装备维修的不确定性越大，装备维修系统越无序，装备的维修性越差；
1)评价指标的熵值度量方案，对于维修信息、维修逻辑和维修步骤复杂度度量，采用熵值度量法进行，首先根据装备维修性试验程序，设计维修动作控制流程、维修任务信息流程和故障信息流程；
(1)维修动作控制流程，是维修动作流程的形式，该动作的流程：
一阶熵评价维修程序控制逻辑的规则性，用来表征维修逻辑复杂度；
二阶熵评价给定维修程序控制的层次数量，用来表征维修步骤复杂度；
(2)维修任务信息流程，是数据结构信息流程的形式，反映了维修任务信息的种类、数量等信息，利用该维修任务信息流程的二阶熵表征维修信息复杂度；
(3)故障信息流程，是数据结构信息流程的形式，反映了装备故障信息的种类、数量的信息，利用该故障信息流程的二阶熵表征故障信息复杂度；
其中，一阶熵和二阶熵的区别就是使用不同的方法对流程节点进行分类，一阶熵依据各节点的进出口数量，进口和出口数量相同的节点归为一类；二阶熵依据各节点的相邻节点的种类和数量进行分类，相邻节点的种类和数量都相同的节点归为一类；从而根据分类数量的多少，分别计算相应的一阶熵值和二阶熵值；
(4)维修认知复杂度和维修设施复杂度基于装备维修性试验与评定中维修认知水平和维修设施保障程度数据进行计算，评价法确定其属于“优”、“良”、“一般”的不确定性分级的程度；
假设采用n个不确定性评价等级，第i(i＝1，2，…,n)个等级的不确定性度量值为qi，标值属于第i个等级的程度为pi，则描述该指标复杂度的熵值H为



针对平均修复时间、平均预防性维修时间、平均维修停机时间、维修工时率4个维修性定量评价指标；
首先基于装备研制任务给出的规定值...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯宏发，陈小卫，薛勇，赵继广，段永胜，
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