本發(fā)明涉及裝備修理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種維修任務(wù)調(diào)度方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：裝備維修是保持和恢復(fù)戰(zhàn)斗力的重要保障，在戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。戰(zhàn)時(shí)作戰(zhàn)情況復(fù)雜多變，武器裝備故障率大大升高，維修任務(wù)十分繁重，維修小組數(shù)量較多，在作戰(zhàn)過(guò)程中武器裝備需要配套使用才能產(chǎn)生戰(zhàn)斗力，這些因素使得戰(zhàn)時(shí)維修任務(wù)調(diào)度工作更加復(fù)雜、影響更大。戰(zhàn)場(chǎng)上時(shí)間就是勝利，如何快速、有效地進(jìn)行維修任務(wù)調(diào)度對(duì)增加部隊(duì)有效作戰(zhàn)時(shí)間、提高部隊(duì)的戰(zhàn)斗力具有重要意義。近年來(lái)，運(yùn)用現(xiàn)代管理的理論和方法對(duì)裝備維修優(yōu)化保障展開(kāi)了較為廣泛的研究，并取得了許多成果。但這些裝備維修問(wèn)題大都是從怎樣對(duì)裝備進(jìn)行狀態(tài)檢查，基于狀態(tài)檢查結(jié)果進(jìn)行裝備維護(hù)來(lái)給出最優(yōu)策略。而對(duì)緊急情況下的維修任務(wù)調(diào)度問(wèn)題的研究較少，有的也是簡(jiǎn)化實(shí)際情況，以0-1型整數(shù)規(guī)劃的任務(wù)指派模型為基礎(chǔ)，建立裝備維修任務(wù)指派模型，還沒(méi)有查閱到系統(tǒng)研究維修任務(wù)調(diào)度的資料。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于，提供一種維修任務(wù)調(diào)度方法及系統(tǒng)，能夠在緊急情況下快速、有效地進(jìn)行維修任務(wù)調(diào)度。為此目的，一方面，本發(fā)明提出一種維修任務(wù)調(diào)度方法，包括：利用啟發(fā)式算法計(jì)算最小的最大修復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的待維修裝備的維修調(diào)度順序；利用所述維修調(diào)度順序?qū)λ龃S修裝備進(jìn)行維修任務(wù)調(diào)度。另一方面，本發(fā)明提出一種維修任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，包括：調(diào)度順序計(jì)算單元，用于利用啟發(fā)式算法計(jì)算最小的最大修復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的待維修裝備的維修調(diào)度順序；維修任務(wù)調(diào)度單元，用于利用所述維修調(diào)度順序?qū)λ龃S修裝備進(jìn)行維修任務(wù)調(diào)度。本發(fā)明實(shí)施例所述的維修任務(wù)調(diào)度方法及系統(tǒng)，利用啟發(fā)式算法計(jì)算最小的最大修復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的待維修裝備的維修調(diào)度順序，并利用所述維修調(diào)度順序?qū)λ龃S修裝備進(jìn)行維修任務(wù)調(diào)度，而最大修復(fù)時(shí)間短的單元裝備如果早修復(fù)，就能盡早形成戰(zhàn)斗力，完成任務(wù)，從而能夠在緊急情況下快速、有效地進(jìn)行維修任務(wù)調(diào)度。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明一種維修任務(wù)調(diào)度方法一實(shí)施例的流程示意圖；圖2為本發(fā)明一種維修任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參看圖1，本實(shí)施例公開(kāi)一種維修任務(wù)調(diào)度方法，包括：S1、利用啟發(fā)式算法計(jì)算最小的最大修復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的待維修裝備的維修調(diào)度順序；S2、利用所述維修調(diào)度順序?qū)λ龃S修裝備進(jìn)行維修任務(wù)調(diào)度。在裝備維修過(guò)程中需要各種專(zhuān)業(yè)人員，各損壞裝備依次開(kāi)展維修活動(dòng)，如故障鑒別、故障定位、故障排除、裝配調(diào)試等維修工作是依次完成的維修流程，前項(xiàng)維修活動(dòng)完成后，才能進(jìn)行下項(xiàng)維修 活動(dòng)，完成每一項(xiàng)活動(dòng)都需要相應(yīng)的一套人員、設(shè)備、場(chǎng)地等維修資源，把它們看成一個(gè)維修小組。戰(zhàn)時(shí)不只是盡快恢復(fù)一個(gè)單元的戰(zhàn)斗力，需盡快或及時(shí)恢復(fù)多個(gè)單元的戰(zhàn)斗力。裝備維修任務(wù)優(yōu)化調(diào)度可分兩個(gè)階段：第一階段，單元故障裝備如何優(yōu)化分配給維修機(jī)構(gòu)。一個(gè)區(qū)域內(nèi)一般包括多個(gè)單元，并設(shè)有多個(gè)維修廠(chǎng)或修理所，修理廠(chǎng)(所)不僅僅保障一個(gè)單元的故障裝備，經(jīng)常需要保障多個(gè)單元的故障裝備，在確定的資源配置下，如何把單元的故障裝備優(yōu)化分配給維修廠(chǎng)(所)使得裝備在維修系統(tǒng)中逗留時(shí)間最短。第二階段，各維修廠(chǎng)(所)如何調(diào)度任務(wù)。考慮維修業(yè)務(wù)流程的維修任務(wù)調(diào)度問(wèn)題。這類(lèi)問(wèn)題不僅考慮維修任務(wù)所屬專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，還考慮維修業(yè)務(wù)流程，即把維修過(guò)程看成一件產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，由多道工序組成。維修任務(wù)調(diào)度S就是給出一個(gè)任務(wù)模型A和資源模型P，在滿(mǎn)足一定的性能指標(biāo)和優(yōu)先約束關(guān)系的前提下，將維修任務(wù)按適當(dāng)分配策略確定一種分派和執(zhí)行順序，以達(dá)到盡快恢復(fù)單元戰(zhàn)斗力目的。首先，建立任務(wù)模型A和資源模型P。單元集{A1,A2,…,An}是維修廠(chǎng)(所)需保障的一組單元，n是單元的個(gè)數(shù)。裝備維修任務(wù)最終是落實(shí)到維修機(jī)構(gòu)(分隊(duì))或維修小組與維修任務(wù)的具體分配上，可建立單元集({Ak|k＝1,2,…,n})與單元裝備間的關(guān)聯(lián)矩陣。第k個(gè)單元Ak維修任務(wù)數(shù)學(xué)模型可用矩陣Tk＝(akij)來(lái)描述，為完成任務(wù)單元由q類(lèi)專(zhuān)業(yè)裝備組成。第i行表示第i類(lèi)專(zhuān)業(yè)裝備的維修任務(wù)；第j列表示某一專(zhuān)業(yè)第j列裝備具體的維修任務(wù)。Ak單元維修任務(wù)由下列矩陣描述Tk=ak11ak12...ak1sak21ak22...ak2s............akq1akq2...akqs---(1)]]>式中，k＝1,2,…,n，akij表示單元Ak中i類(lèi)專(zhuān)業(yè)裝備j的完好情況，如果單元Ak中i類(lèi)專(zhuān)業(yè)裝備j需要修理，則令此值為1，否則為0。分析關(guān)聯(lián)矩陣Ak可以得出這樣一些結(jié)論:矩陣Ak的行向量確定同專(zhuān)業(yè)裝備的損傷情況，矩陣Ak的列向量確定某專(zhuān)業(yè)裝備的損傷情況?？梢杂茫急硎救蝿?wù)之間的一個(gè)偏序關(guān)系，用來(lái)說(shuō)明任務(wù)之間的優(yōu)先約束關(guān)系。單元間關(guān)系：如果Ai＜Aj，則意味著Ai必須在Aj之前開(kāi)始執(zhí)行。即考慮單元的優(yōu)先級(jí)，否則不考慮優(yōu)先級(jí)。同樣單元的裝備之間也存在偏序關(guān)系。維修小組k對(duì)任務(wù)的維修時(shí)間矩陣T＝{tijlk|1≤i≤n,1≤j≤q,1≤l≤s,1≤k≤m}。完成每一項(xiàng)活動(dòng)都需要相應(yīng)的一套人員、設(shè)備、場(chǎng)地等維修資源，把它們看成一個(gè)整體為一個(gè)維修小組。維修小組集合p表示如下P=p11p12...p1mp21p22...p2m............pq1pq2...pqm---(2)]]>式中，pij表示單元中i類(lèi)專(zhuān)業(yè)第j個(gè)維修小組情況，如果存在此小組取值為1，否則為0。能盡快恢復(fù)單元的戰(zhàn)斗力，也就是說(shuō)使得單元故障裝備在維修系統(tǒng)的逗留時(shí)間最小。本專(zhuān)利考慮維修流程單個(gè)專(zhuān)業(yè)多個(gè)維修小組保障多個(gè)單元的情況。假設(shè)現(xiàn)有m(k＝1,2,…,m)個(gè)維修小組，承擔(dān)了n個(gè)單元某一專(zhuān)業(yè)的維修任務(wù)，單元i(i＝1,2,…,n)有si(i＝1,2,…,n)臺(tái)故障裝備，每個(gè)故障裝備都需要經(jīng)過(guò)m個(gè)維修流程，分別由m個(gè)維修小組執(zhí)行，所有裝備的維修順序相同，裝備在維修小組的維修時(shí)間是給定的，設(shè)為tijk(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,si；k＝1,2,…,m)，如何安排維修任務(wù)能盡早恢復(fù)戰(zhàn) 斗力。因?yàn)閱卧b備系統(tǒng)復(fù)雜，配套項(xiàng)目多，整體協(xié)同要求高。為保障任務(wù)的完成，不只是按時(shí)維修好一臺(tái)裝備的問(wèn)題，而是各部分必須有機(jī)組合為一個(gè)整體，多種保障裝備必須與之配套，才能形成戰(zhàn)斗力。當(dāng)我們保障多個(gè)單元的維修任務(wù)時(shí)，在不考慮單元的重要度情況下，最大修復(fù)時(shí)間短的單元裝備如果早修復(fù)，就能盡早形成戰(zhàn)斗力，完成任務(wù)。因此需先考慮單個(gè)單元多個(gè)故障裝備的調(diào)度。令c(ji,k)表示裝備ji在維修小組k上的修復(fù)時(shí)間，tjik為裝備ji在維修小組k上的維修時(shí)間，{j1,j2,…,jn}表示裝備的調(diào)度順序，一個(gè)單元n個(gè)故障裝備，每個(gè)故障裝備有m個(gè)維修流程，每個(gè)維修流程由一維修小組完成的調(diào)度問(wèn)題，可抽象為置換流水車(chē)間調(diào)度問(wèn)題(PFSP)。其修復(fù)時(shí)間可表示為c(j1,1)=tj11---(3)]]>c(j1,k)=c(j1,k-1)+tj1k,k=2,...,m---(4)]]>c(ji,1)=c(ji-1,1)+tji1,i=2,...,n---(5)]]>c(ji,k)=max{c(ji-1,k),c(ji,k-1)}+tjik,i=2,...,n,k=2,...,m---(6)]]>最大修復(fù)時(shí)間為cmax＝c(jn,m)。調(diào)度目標(biāo)就是確定{j1,j2,…,jn}，使得最大修復(fù)時(shí)間cmax達(dá)到最小。解決PFSP問(wèn)題，現(xiàn)有的啟發(fā)式方法可分為規(guī)則式算法和迭代式算法兩類(lèi)。規(guī)則式啟發(fā)式算法是指將所有工件按指定的一些規(guī)則排序，然后計(jì)算出總加工時(shí)間即可；而迭代式啟發(fā)式算法基本上是結(jié)合某種規(guī)則不斷地在整個(gè)問(wèn)題空間中尋找一個(gè)新的優(yōu)勢(shì)點(diǎn)(序)，計(jì)算它的總加工周期，比較優(yōu)劣，反復(fù)迭代直至滿(mǎn)足某個(gè)條件為止。如遺傳算法、模擬退火算法、禁忌搜索算法等。規(guī)則式啟發(fā)式算法有Palmer算法、Gupta算法、CDS算法、RA算法、關(guān)鍵裝備法和WSH算法等。迭代式算法有NEH方法、WYS方法等。更為一般的啟發(fā)式方法是混合使用規(guī)則、迭代方法的求解方法。規(guī)則式方法產(chǎn)生一個(gè)解以后不再對(duì)解進(jìn)行調(diào)整。相比之下，利用一定的規(guī)則產(chǎn)生初始解，在初始解的基礎(chǔ)上利用迭代方法改進(jìn)近 似解能夠得到更好的解。為了得到一般PFSP較好的解，一般采用近似求解方法進(jìn)行迭代。NEH方法和WYS方法都是利用規(guī)則產(chǎn)生初始解，再利用迭代方法改進(jìn)近似解。目前求解PFSP問(wèn)題的較好方法是NEH方法。本發(fā)明實(shí)施例所述的維修任務(wù)調(diào)度方法，利用啟發(fā)式算法計(jì)算最小的最大修復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的待維修裝備的維修調(diào)度順序，并利用所述維修調(diào)度順序?qū)λ龃S修裝備進(jìn)行維修任務(wù)調(diào)度，而最大修復(fù)時(shí)間短的單元裝備如果早修復(fù)，就能盡早形成戰(zhàn)斗力，完成任務(wù)，從而能夠在緊急情況下快速、有效地進(jìn)行維修任務(wù)調(diào)度?？蛇x地，在本發(fā)明維修任務(wù)調(diào)度方法的另一實(shí)施例中，所述啟發(fā)式算法為NEH算法?？蛇x地，在本發(fā)明維修任務(wù)調(diào)度方法的另一實(shí)施例中，利用NEH算法計(jì)算最小的最大修復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的待維修裝備的維修調(diào)度順序，包括：S11、計(jì)算m個(gè)維修小組對(duì)待維修裝備j維修所需的總時(shí)間其中，tjk為預(yù)先設(shè)置的維修小組k對(duì)待維修裝備j維修所需的時(shí)間，j∈(1,2,…,n)，n為大于1的整數(shù)；S12、按Tj遞減順序排列所有待維修裝備，得到所述待維修裝備的初始維修調(diào)度順序P；S13、對(duì)于所述初始維修調(diào)度順序P中的第一個(gè)排序位置和第二個(gè)排序位置，分別計(jì)算這兩個(gè)排序位置對(duì)應(yīng)的待維修裝備的兩種排序(包括初始維修調(diào)度順序P以及將初始維修調(diào)度順序P中第一個(gè)排序位置和第二個(gè)排序位置對(duì)應(yīng)的待維修裝備交換順序得到的維修調(diào)度順序)下所述m個(gè)維修小組對(duì)所述n個(gè)待維修裝備進(jìn)行維修所需的維修時(shí)間Fmax，將Fmax小的排列中所述第一個(gè)待維修裝備和第二個(gè)待維修裝備的排序位置分別作為所述第一個(gè)待維修裝備和第二個(gè)待維 修裝備在序列Q中的排序位置；S14、對(duì)于序列P中第r個(gè)排序位置對(duì)應(yīng)的待維修裝備，計(jì)算該待維修裝備的兩種排序(包括最新得到的維修時(shí)間Fmax小的排列以及將最新得到的維修時(shí)間Fmax小的排列中第r個(gè)排序位置對(duì)應(yīng)的待維修裝備與最新得到的維修時(shí)間Fmax小的排列中第一個(gè)位置對(duì)應(yīng)的待維修裝備交換順序后得到的維修調(diào)度順序)下所述m個(gè)維修小組對(duì)所述n個(gè)待維修裝備進(jìn)行維修所需的維修時(shí)間Fmax，將Fmax小的排列中該第r個(gè)排序位置對(duì)應(yīng)的待維修裝備的排序位置作為該第r個(gè)排序位置對(duì)應(yīng)的待維修裝備在所述序列Q中的排序位置，其中，r的初始值為3；S15、更新r＝r+1，判斷r是否等于n+1，如果r＝n+1，則將得到的序列Q作為所述最小的最大修復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的待維修裝備的維修調(diào)度順序，否則返回步驟S14。參看圖2，本實(shí)施例公開(kāi)一種維修任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，包括：調(diào)度順序計(jì)算單元1，用于利用啟發(fā)式算法計(jì)算最小的最大修復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的待維修裝備的維修調(diào)度順序；維修任務(wù)調(diào)度單元2，用于利用所述維修調(diào)度順序?qū)λ龃S修裝備進(jìn)行維修任務(wù)調(diào)度。本發(fā)明實(shí)施例所述的維修任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，利用啟發(fā)式算法計(jì)算最小的最大修復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的待維修裝備的維修調(diào)度順序，并利用所述維修調(diào)度順序?qū)λ龃S修裝備進(jìn)行維修任務(wù)調(diào)度，而最大修復(fù)時(shí)間短的單元裝備如果早修復(fù)，就能盡早形成戰(zhàn)斗力，完成任務(wù)，從而能夠在緊急情況下快速、有效地進(jìn)行維修任務(wù)調(diào)度?？蛇x地，在本發(fā)明維修任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，所述啟發(fā)式算法為NEH算法?？蛇x地，在本發(fā)明維修任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)的另一實(shí)施例中，所述調(diào)度順序計(jì)算單元包括：維修時(shí)間計(jì)算子單元，用于計(jì)算m個(gè)維修小組對(duì)待維修裝備j維修所需的總時(shí)間其中，tjk為預(yù)先設(shè)置的維修小組k對(duì)待維修裝備j維修所需的時(shí)間，j∈(1,2,…,n)，n為大于1的整數(shù)；排列子單元，用于按Tj遞減順序排列所有待維修裝備，得到所述待維修裝備的初始維修調(diào)度順序P；第一排序位置計(jì)算子單元，用于分別計(jì)算初始維修調(diào)度順序P以及將初始維修調(diào)度順序P中第一個(gè)排序位置和第二個(gè)排序位置對(duì)應(yīng)的待維修裝備交換順序得到的維修調(diào)度順序下所述m個(gè)維修小組對(duì)所述n個(gè)待維修裝備進(jìn)行維修所需的維修時(shí)間Fmax，將Fmax小的排列中所述第一個(gè)待維修裝備和第二個(gè)待維修裝備的排序位置分別作為所述第一個(gè)待維修裝備和第二個(gè)待維修裝備在序列Q中的排序位置；第二排序位置計(jì)算子單元，用于分別計(jì)算最新得到的維修時(shí)間Fmax小的排列以及將最新得到的維修時(shí)間Fmax小的排列中第r個(gè)排序位置對(duì)應(yīng)的待維修裝備與最新得到的維修時(shí)間Fmax小的排列中第一個(gè)位置對(duì)應(yīng)的待維修裝備交換順序后得到的維修調(diào)度順序下所述m個(gè)維修小組對(duì)所述n個(gè)待維修裝備進(jìn)行維修所需的維修時(shí)間Fmax，將Fmax小的排列中該第r個(gè)排序位置對(duì)應(yīng)的待維修裝備的排序位置作為該第r個(gè)排序位置對(duì)應(yīng)的待維修裝備在所述序列Q中的排序位置，其中，r的初始值為3；判斷子單元，用于更新r＝r+1，判斷r是否等于n+1，如果r＝n+1，則將得到的序列Q作為所述最小的最大修復(fù)時(shí)間所對(duì)應(yīng)的待維修裝備的維修調(diào)度順序，否則通知所述第二排序位置計(jì)算子單元進(jìn)行工作。雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型， 這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3