图1维修保障系统蒙特卡洛仿真模型

每级维修组织的维修机构包含维修设备、维修人员、维修工具等维修资源，是保障组织开展维修活动的重要载体。当故障件到达维修机构之后，在维修设备、维修人员和维修工具同时满足故障件的维修要求时才能开展维修工作，维修完成以后，维修人员、维修设备和工具重新回到待用状态，等到下一个故障件需要时使用。

2相关概念与技术

2。1蒙特卡洛仿真方法

蒙特卡洛方法（Monte Carlo method）又称统计模拟法、随机抽样技术，以概率和统计理论方法为基础的一种计算方法，是使用随机数来解决很多计算问题的方法。该仿真方法能在不能获取变量精确分布或者近似分布的情况下，利用统计学的方法得到变量几本性质的一种方法。

由概率定义可知，某事件的概率可以利用大量试验中该事件发生的频率来估算，当样本容量足够大时，可以认为该事件的发生频率即为其概率。因此，可以事先对影响其可靠度的随机变量进行大量的随机抽样，然后把这些抽样值一组一组地代入函数中，确定结构是否失效，最后从中求得结构的失效概率。蒙特卡洛法正是基于此思路进行分析的。

设有统计独立的随机变量xi(i=1,2,3,…,k)，其对应的概率密度函数分别为fx1，fx2，…，fxk，函数式为Z=g(x1,x2,…,xk)。

首先根据各随机变量的相应分布，产生N 组随机数x1，x2，…，xk值，计算函数值Zi=g(x1，x2，…，xk)，(i=1,2,3,…,k)，若其中有L组随机数对应的函数值Zi<0，则当N 趋于无穷时，根据伯努利大数定理及正态随机变量的特性有：结构失效概率，可靠指标。

从蒙特卡洛方法的思路可看出，该方法回避了结构可靠度分析中的数学困难，不管状态函数是否非线性、随机变量是否非正态，只要模拟的次数足够多，就可得到一个比较精确的失效概率和可靠度指标。

蒙特卡洛模拟方法的一般步骤：

1。 对于每一项活动，输入最小、最大和最可能估计数据，并为其选择一种合适的先验分布模型；

2。 计算机根据上述输入，利用给定的某种规则，快速实现充分大量的随机抽样；

3。 对随机抽样的数据进行必要的数学计算，求出结果；

4。 对求出的结果进行统计学处理，求出最小值、最大值以及数学期望值和单位标准标准差；

5。 根据求出的统计学处理数据，让计算机自动生成概率分布曲线和累积概率曲线（通常是基于正态分布的概率累积曲线）；

6。 根据累积概率曲线进行仿真结果分析。

2。2保障分析

文献[10]、文献[11]系统、全面地介绍国内外装备保障性工程与管理的基本理论与工程方法，我国保障性工程的理论与管理研究成果和工程实践经验。文献[12]系统介绍了备件供应基本概念、基础理论、需求预计、供应规划、库存管理、信息管理、建模仿真、效能试验与评价、退役处理等相关内容，全面系统地构建备件供应学知识体系框架。针对本课题，我们会针对战备过程的装备维修形成各种方案，并将利用蒙特卡洛方法对维修保障方案进行仿真，形成各种仿真数据。文献[13]则倾向于针对装备维修保障活动对作战任务成功的影响，以任务成功概率作为面向任务维修保障能力的主要评估参数，从基本作战单元(装备系统)和作战单元两个层次，给出了单阶段任务、多阶段任务和复杂任务条件下维修保障能力评估的相关解析模型和仿真模型。维修保障是一个复杂多变的过程，使用传统的解析方法十分复杂，另一方面，Petri网在描述复杂系统方面具有描述能力强、易扩展等优点，因此，文献[14]结合仿真方法和Petri网技术对维修保障过程展开研究。由于装备复杂程度的提高以及维修过程的不确定性，对复杂可修系统修复性维修(CM)过程的分析一般基于概念模型进行仿真。通过建立随机的维修功能框图(MFBD)，考虑装备测试性设计对维修过程的影响，文献[16]建立了支持多级多层(MIME)维修活动的仿真模型，同时该模型也支持维修活动间复杂层次及逻辑关系的描述。给出了考虑资源等待时间的复杂可修系统的平均修复时间仿真计算方法，建立了复杂可修系统的修复性维修过程仿真应用案例。