装备备件优化及RMS指标评估

客户： 中国人民解放军XX学院

时间：2013.6~2013.12

项目背景

    在装备的维修保障过程中，初始备件作用巨大，但是目前投入部队的初始备件方案利用率很低，出现很多使用频率高的备件订购少，而使用频率低的备件订购却相对较多的现象，因此优化初始备件策略已成为当务之急。

本项目将基于现有装备使用数据，在装备完好率分析的基础上，针对具体型号装备，运用边际效应分析方法，确定装备的各级备件的数量，以及备件在各级保障站点的分配方案，对现有备件方案进行优化；同时建立装备初始备件决策优化系统，作为后续型号装备初始备件优化辅助分析工具。

    要开展备件优化工作，首先必须有备件的失效率及各项RMS底层参数指标。部队在装备使用过程中积累了大量的故障和维修数据记录，但是没有进行处理，对转变使用过程中的RMS指标没有进行分析和验证，没有对工业部门提供数据的实际监管机制，同时由于没有基础数据，为后续的维修保障工作带来了巨大的困难。因此对装备使用阶段的RMS指标评估显得越发重要，项目其中一项重要内容就是使用阶段RMS指标评估，其目的就是分析现有数据，得到装备RMS指标，对工业部门进行监督，同时找到设计薄弱环节为后续型号工作的开展提供依据。

项目目的

    从部队角度来看，本项目可以：

    (1) 实现具体型号装备初始备件清单的优化。据统计装备在部署现场，未使用初始备件项数占初始备件的55%，初始备件清单的优化已迫在眉睫，通过研究，可依据现有数据和相关模型，优化型号备件清单，提高初始备件的使用效率和准确率。

    (2) 实现对工业部门的监督和约束。新装备始备件清单目前是由工业部门推荐，军方根据装备的使用需要进行选择性订购，但由于制度不健全，军方缺乏对工业部门监督和约束机制，对初始备件清单考核验证缺乏机制，通过该系统的建设，可对工业部门提供的初始备件清单进行分析和评估。

    (3) 实现后续装备的初始备件决策支持。当前装备保障的环境更加复杂，训练任务越来越重，初始备件需求进一步加大，经费需求越来越高，如何在有限的经费约束下获得最佳的初始备件决策是当前装备保障面临的重要问题。装备初始备件决策优化系统的可以综合考虑任务强度和环境因子，以装备完好率为目标，以费用为约束，科学合理制定初始备件策略。

    (4) 实现装备维修保障数据有效积累。部队在装备的使用过程中记录了大量的故障数据和维修数据，通过该系统可以对此数据进行分析和评估，得到相应的指标，形成基地装备维修保障数据库，为初始备件决策提供数据支持，同时可以为其它维修保障分析评估工作打下坚实基础，为后续装备型号开发和改进提供数据支持和设计指导。

解决方案

    使用阶段RMS指标评估的工作流程如图 所示。

    图 3使用阶段RMS指标评估业务流程

    维修保障使用数据信息包括三种类型的数据：故障数据、维修数据和预防性维修数据。

    评估的方法包括：极大似然估计法和秩回归法，主要的分布类型包括：指数分布、威布尔分布、正态分布、对数正态分布。

    评估的输出结果包括：备件的失效率、平均维修时间、平均预防性维修时间、平均预防性维修间隔期、平均供应时间等。

    在得到备件的基本参数指标后，进行备件优化。备件供应主要包括备件需求数量，库存控制两大方面。确定备件数量可以采用相似设备供应经验法和模型计算法，备件供应计算因其寿命分布不同采用不同的计算模型，常见的备件寿命分布有：指数分布，威布尔分布、正态分布等；库存控制分析主要通过经济订货量模型，库存控制模型来控制。

    目前关于备件供应保障的计算方法研究很多，总体来说可以归为三类：相似设备供应经验法；传统的备件计算模型；系统法，多等级、多层级的备件优化模型。其中相似设备供应经验法用得比较广，适用于装备服役多年而且备件消耗数据完整的情况；传统备件计算模型是GJB4355推荐的算法，以备件故障率为输入，备件满足率为目标确定备件数量，此方法适合产品故障率和备件满足率要求明确的装备；系统法是从以装备可用度为目标，寿命周期费用为约束确定备件方案，前两种方法都无法权衡该优先备哪种备件，而且无法给出装备总体保障效能，因此系统法更加科学。本项目中采用了系统法进行备件优化。

    在项目实施过程中，不仅针对具体型号装备开展了指标评估和备件优化工作，而且依据具体业务流程和核心算法，开发了装备备件优化及RMS指标评估系统（软件工作平台），可有效提升后续工作效率。

项目效果

    装备备件优化及RMS指标评估系统是适应当前装备保障模式变化的必然要求。随着高新技术在装备上的广泛应用，为适应当前快速保障和作战能力快速恢复的要求，外场维修通常采取以换件维修为主的保障模式，使装备维修对备件的依赖程度加大，在初始保证期内，初始备件成为了适应这种变化的物质基础。通过该系统建设，可以有效提高初始备件利用率，改善装备完好率，加快装备战斗力的形成。

    项目所研究的备件优化算法对具体装备的初始备件清单进行优化，提出改进的初始备件策略；有效的改进了装备的备件水平。该系统的建设可以为后续装备型号的初始备件决策提供支持，同时还可以通过此工具对工业部门提供的初始备件清单进行监督和验证。装备初始备件决策优化及RMS指标评估系统还可以给出初始备件方案对应的综合保障指标，如装备完好率，备件满足率，平均停机时间，平均不可用装备数量等，其成果可为后续我军开展装备全寿命周期保障分析、备件供应规划提供扎实的技术准备。

    采用备件优化算法，通过和之前的故障维修数据对比，在保障装备效能的同时，节约20%~30%的费用。