一种面向船舶维修体系的经济性修理级别分析方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种面向船舶维修体系的经济性修理级别分析方法及系统，方法包括：综合船舶营运维修体系文件中的维修政策限制、技术限制、商业竞争等非经济性因素，明确经济性修理级别分析组件集合；开发适用于船舶故障件的修理流模型，明确可行的维修路径；采集实施维修程序所需成本数据，作为经济性修理级别分析的输入；建立经济性修理级别分析模型，得到满足实际工程维修约束的可行维修方案；开发所述经济性修理级别分析模型的求解算法，决策经济性约束下的组件的修理方案。本发明专利技术提供的经济性修理及分析方法及系统，能够大幅提升船舶复杂维修体系规划的高效性和成本可控性，满足航运企业对船舶维修方案实施精准化规划的要求。企业对船舶维修方案实施精准化规划的要求。企业对船舶维修方案实施精准化规划的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种面向船舶维修体系的经济性修理级别分析方法及系统


[0001]本专利技术涉及船舶修理级别分析
，特别是涉及一种面向船舶维修 体系的经济性修理级别分析方法及系统。

技术介绍

[0002]船舶经济性修理级别分析是一种系统性的分析方法，它以工程约束为框 架，以经济性因素为依据，确定船舶装备进行维修活动的最佳维修方案。船 舶经济性修理级别分析是船舶维修任务分析的重要组成部分，决策结果将作 为维修任务分析的主要依据，帮助识别和量化所需的维修保障资源，对保障 船舶的维修方案的成本可控性具有十分重要的意义。
[0003]目前的船舶经济性修理级别分析手段主要以定性分析为主，维修决策倾 向于报废故障的组件。然而，船舶的维修体系具备多个产品层次、多个维修 级别的特点，定性分析会带来维修方案规划的主观性干扰以及精密度欠缺等 问题，造成维修资源的浪费，掣肘船舶维修方案成熟度的推进。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种面向船舶维修体 系的经济性修理级别分析方法及系统，通过定量的分析过程实现船舶维修方 案的精准化规划。
[0005]为此，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]一方面，本专利技术提供了一种面向船舶维修体系的经济性修理级别分析方 法，包含以下步骤：
[0007]S1：获取待分析故障件清单，从船舶营运维修体系文件提取所述故障 件清单中各故障件的维修要求，所述维修要求包括至少一项非经济型因素， 识别所述故障件清单中不具有非经济性因素限制的故障件，形成经济性修 理级别分析组件清单；
[0008]S2：根据S1所得的经济性修理级别分析组件清单，开发适用于船舶 维修体系的修理流模型，基于所述修理流模型确定可行的维修路径；所述 船舶维修体系包括产品层次、维修级别和维修策略；所述修理流模型是一 种树状结构图，包括决策起止控制单元和决策转换单元：所述决策起止控 制单元包括决策源点、决策截点，所述决策源点用于判断经济性修理级别 分析是否开始，若分析开始，则接入决策转换单元，所述决策截点用于判 断经济性修理级别分析是否终止，若分析终止，则不再接入决策转换单元， 修理流模型构建完成；所述可行的维修路径为满足实际工程维修约束的产 品层次、维修级别以及维修策略的排列组合；
[0009]S3：根据S2得到的所述可行的维修路径，采集维修程序中产生的成 本数据；
[0010]S4：根据S3采集的维修程序中产生的成本数据，建立经济性修理级 别分析模型，基于所述经济性修理级别分析模型得到可行的维修方案；所 述经济性修理级别分析模型由目标函数和约束条件构成，所述目标函数用 于计算满足工程约束的维修方案的维修成
本；所述约束条件用于根据工程 维修约束得到可行的维修方案；所述可行的维修方案是指不违反工程约束 的维修方案；
[0011]S5：根据S4确定的所述可行的维修方案，采用二进制粒子群算法求 解所述经济性修理级别分析模型，确定成本最低的维修方案。
[0012]进一步地，所述非经济性因素包括维修政策限制、技术限制、商业竞 争中的一项或多项。
[0013]进一步地，所述产品层次包括外场可更换单元、车间可更换单元和车 间可更换子单元，三种产品层次间的结构由下列关系：
[0014]LRU＝Parent(SRU)
[0015]SRU＝Parent(SSRU)
[0016]式中，LRU为所述外场可更换单元，SRU为所述车间可更换单元，SSRU 为所述车间可更换子单元，Parent表示等号左边的产品层次为右边产品层 次的父单元，反之，右边的产品层次为左边产品层次的子单元；
[0017]所述维修策略包括在当前所述维修级别修理、在当前所述维修级别报 废、运输到下一级所述维修级别实施修理或报废；
[0018]所述维修级别包括舰员级、中继级和基地级，所述舰员级和所述中继 级均包括3种所述维修策略，所述基地级不能运输到下一级所述维修级别 实施修理或报废。
[0019]进一步地，所述决策转换单元包括多层结构单元以及单层结构单元， 所述多层结构单元用于判断待分析零件中包括的各产品层次单元是否可 拆分，若可拆分，则继续接入下一产品层次的决策转换单元，若不可拆分， 则接入单层结构单元，直至所述维修策略违反所述维修要求，接入决策截 点，经济性修理级别分析终止。
[0020]进一步地，所述成本数据包括维修程序中涉及的可变成本和固定成本， 所述可变成本至少包括包括备件的购买成本、备件的持有成本、停机延误 成本、人工成本、维修耗材成本、运输成本、人为误差成本中的一项或多 项，所述固定成本至少包括测试设备购买成本、维修设备购买成本、设备 维护成本中的一项或多项。
[0021]进一步地，所述目标函数具体为：
[0022][0023]式中，为故障件c在维修级别e选择维修策略所产生的可变成本， 为故障件c在维修级别e选择维修策略所产生的固定成本， 为基于三种决策变量得到的可行方案 的维修成本，三种决策变量的取值规则为：
[0024][0025][0026][0027]所述约束条件具体为：
[0028][0029][0030][0031][0032][0033][0034]式中，e1为舰员级维修，e2为中继级维修，e3为基地集维修，r为选择 在当前级别修理，d为选择在当前级别报废，m移动到下一级别选择维修 策略，i、j、k为正整数，构成有序数组(i00)、(ij0)、(ijk)，用于表示产 品层次间的隶属关系，ν、p、q为正整数，构成有序数组(ν00)、(νp0)、(νpq)， 用于表示维修级别间的隶属关系；
[0035]利用建立的经济性修理级别分析模型排除违反约束的维修方案，并计 算可行方案的维修成本。
[0036]进一步地，采用二进制粒子群算法求解所述经济性修理级别分析模型， 包括：
[0037]利用所述修理流模型搜索所述经济性修理级别分析组件清单中故障 件的维修路径；
[0038]利用二进制概率分配模型为每种所述维修路径分配初始化概率，确保 算法迭代过程中均匀生成所有路径，二进制概率分配模型为：
[0039][0040]式中：e为修理级别；c
e,z
为第e个修理级别中第z类维修策略；F(c
e,z
)为 选择维修策略c
e,z
所对应上级决策；m(c
e,z
)为具有相同上级决策的c
e,z
在修理 流模型中出现的次数；
[0041]利用初始化概率分配后的维修路径构成维修方案；
[0042]根据所述产品层次将所述维修方案拆分为基本决策单元，进行算法迭 代；
[0043]基于所述成本数据，利用目标函数计算每次迭代生成的维修方案的维 修成本，作为粒子的适应度值；
[0044]利用传递函数根据粒子的适应度值更新粒子的速度和位置，所述传递 函数为：
[0045]式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向船舶维修体系的经济性修理级别分析方法，其特征在于，包含以下步骤：S1：获取待分析故障件清单，从船舶营运维修体系文件提取所述故障件清单中各故障件的维修要求，所述维修要求包括至少一项非经济型因素，识别所述故障件清单中不具有非经济性因素限制的故障件，形成经济性修理级别分析组件清单；S2：根据S1所得的经济性修理级别分析组件清单，开发适用于船舶维修体系的修理流模型，基于所述修理流模型确定可行的维修路径；所述船舶维修体系包括产品层次、维修级别和维修策略；所述修理流模型是一种树状结构图，包括决策起止控制单元和决策转换单元：所述决策起止控制单元包括决策源点、决策截点，所述决策源点用于判断经济性修理级别分析是否开始，若分析开始，则接入决策转换单元，所述决策截点用于判断经济性修理级别分析是否终止，若分析终止，则不再接入决策转换单元，修理流模型构建完成；所述可行的维修路径为满足实际工程维修约束的产品层次、维修级别以及维修策略的排列组合；S3：根据S2得到的所述可行的维修路径，采集维修程序中产生的成本数据；S4：根据S3采集的维修程序中产生的成本数据，建立经济性修理级别分析模型，基于所述经济性修理级别分析模型得到可行的维修方案；所述经济性修理级别分析模型由目标函数和约束条件构成，所述目标函数用于计算满足工程约束的维修方案的维修成本；S5：根据S4确定的所述可行的维修方案，采用二进制粒子群算法求解所述经济性修理级别分析模型，确定成本最低的维修方案。2.根据权利要求1所述的一种面向船舶维修体系的经济性修理级别分析方法，其特征在于，所述非经济性因素包括维修政策限制、技术限制、商业竞争中的一项或多项。3.根据权利要求1所述的一种面向船舶维修体系的经济性修理级别分析方法，其特征在于，所述产品层次包括外场可更换单元、车间可更换单元和车间可更换子单元，三种产品层次间的结构由下列关系：LRU＝Parent(SRU)SRU＝Parent(SSRU)式中，LRU为所述外场可更换单元，SRU为所述车间可更换单元，SSRU为所述车间可更换子单元，Parent表示等号左边的产品层次为右边产品层次的父单元，反之，右边的产品层次为左边产品层次的子单元；所述维修策略包括在当前所述维修级别修理、在当前所述维修级别报废、运输到下一级所述维修级别实施修理或报废；所述维修级别包括舰员级、中继级和基地级，所述舰员级和所述中继级均包括3种所述维修策略，所述基地级不能运输到下一级所述维修级别实施修理或报废。4.根据权利要求1所述的一种面向船舶维修体系的经济性修理级别分析方法，其特征在于，所述决策转换单元包括多层结构单元以及单层结构单元，所述多层结构单元用于判断待分析零件中包括的各产品层次单元是否可拆分，若可拆分，则继续接入下一产品层次的决策转换单元，若不可拆分，则接入单层结构单元，直至所述维修策略违反所述维修要求，接入决策截点，经济性修理级别分析终止。5.根据权利要求1所述的一种面向船舶维修体系的经济性修理级别分析方法，其特征在于，所述成本数据包括维修程序中涉及的可变成本和固定成本，所述可变成本至少包括包括备件的购买成本、备件的持有成本、停机延误成本、人工成本、维修耗材成本、运输成
本、人为误差成本中的一项或多项，所述固定成本至少包括测试设备购买成本、维修设备购买成本、设备维护成本中的一项或多项。6.根据权利要求1所述的一种面向船舶维修体系的经济性修理级别分析方法，其特征在于，所述目标函数具体为：式中，为故障件c在维修级别e选择维修策略所产生的可变成本，为故障件c在维修级别e选择维修策略所产生的固定成本，为基于三种决策变量得到的可行方案的维修成本，三种决策变量的取值规则为：得到的可行方案的维修成本，三种决策变量的取值规则为：得到的可行方案的维修成本，三种决策变量的取值规则为：所述约束条件具体为：所述约束条件具体为：所述约束条件具体为：所述约束条件具体为：所述约束条件具体为：所述约束条件具体为：所述约束条件具体为：式中，e1为舰员级维修，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓雪，邓婉怡，乔卫亮，马来好，兰赫，沈俊，刘阳，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：