一种适用于评估装备体系使用性能指标的方法及系统

技术领域

本发明涉及仿真模型应用技术领域，并且更具体地，涉及一种适用于评估装备体系使用性能指标的方法及系统。

背景技术

随着信息化快速发展，现有装备使用体系已逐渐由单型号装备使用改为多体系装备联合使用，针对新型使用方式，要考虑多种因素对于任务执行的制约，为提升装备体系的使用效能，需要多方面联合考虑。如何评估多体系联合使用的能力，如何评估多体系使用的任务成功情况？如何考虑装备故障对装备体系的使用性能影响？这都是亟需解决的问题。

现已有资料评估装备体系使用性能主要有解析法和统计法两种方法，主要根据影响装备使用性能的要素制定评估指标算法。

1)解析法：目前应用最多的方法，结合GJB1909对单装使用性能评估的指标解析公式为参考，构建装备体系使用性能指标，分别为装备体系完好率、体系可用度、任务成功率、体系任务持续概率，以装备体系对任务执行影响程度为原则，建立各指标的数学解析公式。目前解析法是广义宽泛的构建数学公式，不能考虑到使用任务被执行时，装备、资源、保障任务等的影响，很难系统全面的对装备体系使用性能进行评估，有一定的应用场景和局限性。

2)统计法：以一次使用任务为主线，以装备执行使用任务为牵引，对装备列装后实际使用、维修和保障的数据进行分析，根据装备体系综合使用能力构建的指标体系进行数理统计分析，确定装备体系使用性能影响的指标，但统计法要求梳理装备列装后大量的数据样本作分析，装备的使用、维修和保障业务数据量少，属于小子样问题，很难通过统计法确定出较准确的结果，无法进行结果的评估和验证。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种适用于评估装备体系使用性能指标的方法，包括：

根据装备的使用特性，创建装备体系的综合使用任务模型及装备体系的业务模型；

根据装备的使用过程，构建综合使用任务模型及业务模型的HLA仿真框架；

通过HLA仿真框架对综合使用模型及业务模型进行仿真计算，获取计算结果，根据计算结果构建装备使用性能的指标体系，对指标体系进行解析，使用解析结果对装备体系使用性能指标进行评估。

可选的，综合使用任务模型，包括，预设时间段内串行或并行执行的装备使用任务；

所述装备使用任务，包括：根据装备体系层次进行纵向目标任务分解的任务，针对目标任务的横向任务剖面及任务阶段分解的任务。

可选的，业务模型包括：梯次控制模型，装备维修模型和备件供应模型。

可选的，装备体系使用性能指标，包括：装备体系完好率、装备体系可用度、任务成功率和体系任务持续概率。

本发明还提出了一种适用于评估装备体系使用性能指标的系统，包括：

模型搭建单元，根据装备的使用特性，创建装备体系的综合使用任务模型及装备体系的业务模型；

仿真框架搭建单元，根据装备的使用过程，构建综合使用任务模型及业务模型的HLA仿真框架；

仿真评估单元，通过HLA仿真框架对综合使用模型及业务模型进行仿真计算，获取计算结果，根据计算结果构建装备使用性能的指标体系，对指标体系进行解析，使用解析结果对装备体系使用性能指标进行评估。

可选的，综合使用任务模型，包括，预设时间段内串行或并行执行的装备使用任务；

所述装备使用任务，包括：根据装备体系层次进行纵向目标任务分解的任务，针对目标任务的横向任务剖面及任务阶段分解的任务。

可选的，业务模型包括：梯次控制模型，装备维修模型和备件供应模型。

可选的，装备体系使用性能指标，包括：装备体系完好率、装备体系可用度、任务成功率和体系任务持续概率。

本发明结合基于HLA的仿真架构，可以比较接近真实情况的模拟装备体系使用性能业务，有助于装备体系使用能力的研究，并提供软件系统的手段，对工作效率的提高和费用的减少有明显成效，通过不断迭代影响装备体系使用性能要素，可为装备体系综合使用的薄弱环节提出有效改进建议，形成适合装备综合使用的工作方法。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为本发明方法实施例的综合使用任务模型及业务模型图；

图3为本发明方法实施例的业务模型图；

图4为本发明方法实施例的HLA仿真框架图；

图5为本发明方法实施例的仿真节点分布式计算逻辑图；

图6为本发明方法实施例的装备保障能力指标评估逻辑图；

图7为本发明方法实施例的装备状态图；

图8为本发明系统的结构图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

本发明提出了一种适用于评估装备体系使用性能指标的方法，如图1所示，包括：

根据装备的使用特性，创建装备体系的综合使用任务模型及装备体系的业务模型；

根据装备的使用过程，构建综合使用任务模型及业务模型的HLA仿真框架；

通过HLA仿真框架对综合使用模型及业务模型进行仿真计算，获取计算结果，根据计算结果构建装备使用性能的指标体系，对指标体系进行解析，使用解析结果对装备体系使用性能指标进行评估。

其中，综合使用任务模型，包括，预设时间段内串行或并行执行的装备使用任务；

所述装备使用任务，包括：根据装备体系层次进行纵向目标任务分解的任务，针对目标任务的横向任务剖面及任务阶段分解的任务。

其中，业务模型包括：梯次控制模型，装备维修模型和备件供应模型。

其中，装备体系使用性能指标，包括：装备体系完好率、装备体系可用度、任务成功率和体系任务持续概率。

下面结合实施例对本发明进行进一步的说明：

本发明实施例主要包括如下三个步骤，包括：

针对上述问题本发明提供了装备保障能力指标仿真评估，包括三部分：装备体系使用性能模型构建，构建HLA仿真框架系统及装备体系使用性能指标评估；

装备体系使用性能模型构建，包括：

本发明结合装备的使用特性，构建其相关模型体系，根据仿真的要求，构建两大类模型，分别为装备体系综合使用任务模型和装备体系业务模型，如图2所示；

装备体系综合使用任务模型：

模型主要针对装备的一次使用任务而建立的模型。它主要包括在一段时间内串行或并行执行的一系列装备使用任务，装备系统的使用任务划分是一个非常复杂的工作，包括按照装备体系层次进行纵向目标任务分解，以及每个装备系统针对其目标任务的横向任务剖面、任务阶段分解，最终形成的装备系统的使用任务系统十分复杂，如图3所示。

装备体系业务模型：

装备体系业务模型是以使用任务为主线，结合装备体系业务相关的三大模型，包括装备动用模型(如梯次控制模型)、装备维修模型(如装备故障模型、装备维修模型)和备件供应模型，构建整个装备体系业务模型。

构建HLA仿真框架系统，具体为：

构建HLA仿真框架系统基于主流的仿真系统HLA构建通信协议，HLA基本思想是使用面向对象对象的方法，设计、开发和实现不同颗粒度的模型。HLA仿真框架可以实现仿真间的互操作，并促进仿真资源的重用，通过计算机网络使得分散分布的各仿真单元能够在一个统一的仿真时间和仿真环境下协调运行；实现装备体系综合使用性能业务仿真。仿真系统运行的主线程是时间周期，时间是推动仿真运行的最关键要素，系统根据任务时间特点来设置基本的时间片，随着时间主线的推进，系统会在每个时间片去调用装备体系综合使用任务模型和装备体系业务模型，使各个业务单元模型在相应的时间片内完成相应的动作，其中的重点是进行装备使用任务的持续执行、装备耗损计算并确定是否应该激活装备维护维修过程的计算、保障资源器材配送过程计算等，以及其它需要在相应时间片内完成的工作。随着这个基于连续时间片的推进，从而完成整个装备体系使用任务过程仿真，仿真过程中完整记录仿真运行过程中的活动、事件和数据，HLA仿真的框架如图4所示。

通过构建HLA仿真框架，对模型进行仿真节点的部署，其仿真节点可分布式部署，如图5所示。

装备体系使用性能指标评估，包括：

装备体系使用性能指标评估基于仿真计算的结果，构建使用性能的指标体系，通过解析的算法实现对装备体系使用能力的评估，分别为：

装备体系完好率(仿真结束时刻)；在仿真过程中，单台装备会有多种状态，包括正常停机、装备使用保障(出动前检查、再次出动检查)、故障停机、正常工作、故障维修、等待备件、装备周期性检查(如定检、大修)、到寿等，而正常停机和正常工作属于完好装备，其余状态是不完好装备。

装备体系可用度；任务要求k(＝6)个装备执行任务，要求出动n(＝8)个装备，(n＞k)个装备执行，如果任务过程中始终有(≥)k个以上装备，体系为可用，一旦可用装备小于体系为可用状态，一旦发生可用装备数量小于k时，体系定义为不可用。

任务成功率；

体系任务持续概率；

装备体系使用性能指标解析公式如表1所示。

表1

装备体系使用性能指标仿真评估，是基于仿真计算的数据和结果，应用解析的方法，实现装备体系使用性能指标评估。

在基于装备体系使用性能仿真业务仿真计算过程中，需要针对装备体系使用性能业务相关数据进行记录，即计算结果，包括：任务数据记录、装备数据记录。

基于仿真推演记录的数据，结合装备体系使用性能指标评估的解析方法，实现评估装备体系使用性能的指标，如图6所示。

其中，详细的装备状态图如图7所示。

最终，通过本发明提出的系统，实现以上装备体系使用性能指标的评估。

本发明还提出了一种适用于评估装备体系使用性能指标的系统200，如图8所示，包括：

模型搭建单元201，根据装备的使用特性，创建装备体系的综合使用任务模型及装备体系的业务模型；

仿真框架搭建单元202，根据装备的使用过程，构建综合使用任务模型及业务模型的HLA仿真框架；

仿真评估单元203，通过HLA仿真框架对综合使用模型及业务模型进行仿真计算，获取计算结果，根据计算结果构建装备使用性能的指标体系，对指标体系进行解析，使用解析结果对装备体系使用性能指标进行评估。

其中，综合使用任务模型，包括，预设时间段内串行或并行执行的装备使用任务；

所述装备使用任务，包括：根据装备体系层次进行纵向目标任务分解的任务，针对目标任务的横向任务剖面及任务阶段分解的任务。

其中，业务模型包括：梯次控制模型，装备维修模型和备件供应模型。

其中，装备体系使用性能指标，包括：装备体系完好率、装备体系可用度、任务成功率和体系任务持续概率。

本发明结合基于HLA的仿真架构，可以比较接近真实情况的模拟装备体系使用性能业务，有助于装备体系使用能力的研究，并提供软件系统的手段，对工作效率的提高和费用的减少有明显成效，通过不断迭代影响装备体系使用性能要素，可为装备体系综合使用的薄弱环节提出有效改进建议，形成适合装备综合使用的工作方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。