一种基于超启发式算法的维修保障资源联合库存配置方法技术

本发明专利技术的一个实施例公开一种基于超启发式算法的维修保障资源联合库存配置方法，包括：S10、分析维修保障资源库存系统；S20、构建目标函数；S30、构建约束条件；S40、生成初始配置方案；S50、优化初始库存配置方案并输出配置结果。本发明专利技术对现有维修保障资源联合优化方法进行改进，利用超启发式算法对维修保障资源进行联合优化，使其能够在复杂系统中得到多种维修保障资源的精确配置，同时该方法还为复杂库存系统的资源调度问题提供了一种系统科学、现实可行的分析方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超启发式算法的维修保障资源联合库存配置方法
本专利技术涉及多层级、多站点的库存系统中进行备件与维修工联合库存配置的方法，更具体地，涉及一种基于超启发式算法的维修保障资源联合库存配置方法、计算机设备和存储介质。
技术介绍
维修保障资源的联合优化在满足维修需求的前提下不仅可以最小化维修成本，缩短资源等待时间，而且还能提高维修效率，充分利用每个库存点的库存资源,在工业化及现代化的生产中至关重要，但由于维修需求的不确定性，如何确定维修保障资源的合理储量是一项难题。所以，开发一种在多层级、多站点的库存系统中联合优化多种维修保障资源的方法十分重要。维修保障资源的联合优化问题求解多数使用精确算法或启发式算法，但精确算法计算量大，适用于库存点数量不多的简单库存系统，这样的限制条件也使得精确算法应用大大受限，启发式算法虽然能够解决大规模复杂网络的优化求解问题，但其得到的是近似最优解。由于现代化作战环境的复杂性和动态性不断增长，武器装备信息化、智能化和功能集成化水平越来越高，这迫使装备保障向智能化方向发展，维修保障资源的供应也要实现精准化。所以，现有方法在对复杂系统的维修保障资源进行联合优化时具有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种基于超启发式算法的维修保障资源联合库存配置方法。本专利技术的一个目的在于提供一种计算机设备。本专利技术的另一个目的在于提供一种存储介质。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术第一方面提供一种基于超启发式算法的维修保障资源联合库存配置方法，包括：S10、分析维修保障资源库存系统；S20、构建目标函数；S30、构建约束条件；S40、生成初始配置方案；S50、优化初始库存配置方案并输出配置结果。在一个具体实施例中，所述S10包括：分析资源库存系统的组成结构，库存系统的资源供应关系，确定供应层级、每层的库存点数量和需要优化的维修保障资源种类因素，绘制维修保障资源供应关系图，标记各层级之间的资源供应概率。在一个具体实施例中，所述S20包括：利用平均费用衡量维修保障资源配置方案的合理性，对构建的仿真模型进行多次仿真，利用MonteCarlo理论得到系统的平均费用具体包括：其中，x为对构建的仿真模型进行仿真的次数，1≤i1≤x，i1表示进行第i1次仿真，CT(i)为一次总费用，总费用包括资源储存、订购、转运及维修产生的所有费用，其中，储存费用CHij为在正常补货时间内，库存点中的所有备件均会产生储存费用，在计算该费用时忽略本地库存点、中心库存点和工厂中储存系数的差距，具体为：式中，I为备件总类别，i2为第i2个备件，1≤i2≤I，chij为本地库存点中备件i2的储存单价，Sij为本地库存点的安全库存量；订购费用COij产生于维修需求，具体为：式中，b为故障次数，sif为备件i2在第f次故障中的使用数量，ui2为备件i2的订购单价，其中1≤f≤b；转运费用CTij包括正常补货产生的转运费用、从本地库存点产生的转运费用、从中心级库存点产生的转运费用和从工厂级产生的转运费用，所有的转运时间均服从指数分布，总的转运费用具体为：式中，j为第j个本地库存点，J为本地库存点总数，1≤j≤J，cNL为本地库存点正常补货1个备件的平均费用，TNL为从工厂到本地库存点的正常补货转运时间，cNC为中心级库存点正常补货1个备件的平均费用，TNC为从工厂到中心级库存点的正常补货转运时间，cLTi为从工厂到中心级库存点的正常补货转运时间，αij为由本地其他库存点横向转运资源满足维修资源需求的部分，TLTi为从本地库存点k转运维修资源到本地库存点j的平均横向转运时间，cECi为从中心库存点到本地库存点转运1公里的平均转运费用，γij为由中心级库存点跨级转运满足维修资源需求的部分，TECi为从中心级库存点跨级转运维修资源到本地级库存点的平均转运时间，cEPi为从工厂到本地库存点转运1公里的平均转运费用，θij为由工厂级库存点跨级转运满足维修资源需求的部分，TEPi为从工厂跨级转运维修资源到本地库存点的平均转运时间；维修费用CRij包括租用的通用维修工费用、租用的技艺精湛维修工费用和由技艺精湛维修工产生的维修费用，具体为：式中，h为租用的通用维修工数量，ugw为通用维修工的租用费用，g为租用的技艺精湛维修工数量，usw为技艺精湛维修工的租用费用，coesw为技艺精湛维修工每维修1分钟产生的维修费用，MTTRi为故障零件的维修时间。在一个具体实施例中，所述S30包括：将等待时间设为约束条件，在等待时间的约束下进行库存配置方案的优化；αijk+βij+γij+θij＝1其中，αijk为短缺的维修资源由同级其他库存点k(k≠j)提供的概率，βij为设备发生故障，被分配的固定库存点j提供备件的概率，γij为由中心级库存点提供资源的概率，θij为从拥有无限资源储量的工厂转运维修资源的概率；本地库存点j中产生备件i2的维修需求后，平均等待时间的计算公式为：式中，ΔWLij为本地库存点j短缺维修资源时的平均延迟时间，ΔWDij为中心库存点短缺维修资源时的平均延迟时间；平均等待时间Wij满足Wij≤WMij，其中WMij为本地库存点的最大等待时间。在一个具体实施例中，所述S40包括：根据库存系统的供应关系、目标函数及约束条件，基于贪心算法对问题进行求解，得到整体最优方法，生成初始配置方案；贪心算法具体步骤如下：S400、根据最初的库存配置，计算每个本地库存点的Wij(S)，Wij(S)为本地库存点的平均等待时间；S402、对于所有的i∈[0，1，…，I]和j∈[1，…，J]，通过重置库存配置S＝S+ΔS，计算ΔWij(S)，ΔCc(S)和rij；S404、记录最大的比率rij，当Wij(S)≤WMij(S)，结束；否则，转到S402。在一个具体实施例中，所述S50包括：在生成的初始配置方案基础上，利用猫群算法进行局部和全局最优搜索，迭代优化初始库存配置方案并输出配置结果；猫群算法具体步骤如下：S500、初始化猫群数量；为库存点配置库存数量Xi＝[Xpi，Xc1i，...，XcMi，X11i，...，XlJi]，将上述产生的初始库存配置方案分配给每个Xi；S502、为了调整全局和局部搜索比例，利用混合比例搜索方案，确定混合比例；S504、确定最优库存点的候选可能性；当没有维修需求时，所有的猫都处于休眠状态，一旦受到维修保障资源请求，猫会根据一定的规则调整它们的搜索状态；S506、更新库存配置的变化速度；通过添加随机扰动机制确定选择出的CDC库存量的变化速度，优化问题中的全局搜索部分；S508、重置混合比率；根据混合比率MR重新设置处于搜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超启发式算法的维修保障资源联合库存配置方法，其特征在于，包括：/nS10、分析维修保障资源库存系统；/nS20、构建目标函数；/nS30、构建约束条件；/nS40、生成初始配置方案；/nS50、优化初始库存配置方案并输出配置结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于超启发式算法的维修保障资源联合库存配置方法，其特征在于，包括：
S10、分析维修保障资源库存系统；
S20、构建目标函数；
S30、构建约束条件；
S40、生成初始配置方案；
S50、优化初始库存配置方案并输出配置结果。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S10包括：
分析资源库存系统的组成结构，库存系统的资源供应关系，确定供应层级、每层的库存点数量和需要优化的维修保障资源种类因素，绘制维修保障资源供应关系图，标记各层级之间的资源供应概率。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S20包括：
利用平均费用衡量维修保障资源配置方案的合理性，对构建的仿真模型进行多次仿真，利用MonteCarlo理论得到系统的平均费用具体包括：



其中，x为对构建的仿真模型进行仿真的次数，1≤i1≤x，i1表示进行第i1次仿真，CT(i)为一次总费用，总费用包括资源储存、订购、转运及维修产生的所有费用，其中，
储存费用CHij为在正常补货时间内，库存点中的所有备件均会产生储存费用，在计算该费用时忽略本地库存点、中心库存点和工厂中储存系数的差距，具体为：



式中，I为备件总类别，i2为第i2个备件，1≤i2≤I，chij为本地库存点中备件i2的储存单价，Sij为本地库存点的安全库存量；
订购费用COij产生于维修需求，具体为：



式中，b为故障次数，sif为备件i2在第f次故障中的使用数量，ui2为备件i2的订购单价，其中1≤f≤b；
转运费用CTij包括正常补货产生的转运费用、从本地库存点产生的转运费用、从中心级库存点产生的转运费用和从工厂级产生的转运费用，所有的转运时间均服从指数分布，总的转运费用具体为：



式中，j为第j个本地库存点，J为本地库存点总数，1≤j≤J，cNL为本地库存点正常补货1个备件的平均费用，TNL为从工厂到本地库存点的正常补货转运时间，cNC为中心级库存点正常补货1个备件的平均费用，TNC为从工厂到中心级库存点的正常补货转运时间，cLTi为从工厂到中心级库存点的正常补货转运时间，αij为由本地其他库存点横向转运资源满足维修资源需求的部分，TLTi为从本地库存点k转运维修资源到本地库存点j的平均横向转运时间，cECi为从中心库存点到本地库存点转运1公里的平均转运费用，γij为由中心级库存点提供资源的概率，TECi为从中心级库存点跨级转运维修资源到本地级库存点的平均转运时间，cEPi为从工厂到本地库存点转运1公里的平均转运费用，θij为由工厂级库存点跨级转运满足维修资源需求的部分，TEPi为从工厂跨级转运维修资源到本地库存点的平均转运时间；
维修费用CRij包括租用的通用维修工费用、租用的技艺精湛维修工费用和由技艺精湛维修工产生的维修费用，具体为：



式中，h为租用的通用维修工数量，ugw为通用维修工的租用费用，g为租用的技艺精湛维修工数量，usw为技艺精湛维修工的租用费...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔博文，陶小创，原艳斌，
申请(专利权)人：北京电子工程总体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11