任务驱动的舰船RMS仿真技术研究

荣里，喻世轶

（1.海军工程大学舰船综合试验训练基地；2.海军工程大学基础部，湖北 武汉 430000）

1 研究目的与意义

舰船是一个大型、可维修、复杂的武器系统。近年来，随着大量新兴技术的采用，舰船系统的复杂性逐渐增加，而且，舰船的应用越来越多样化，这就要求舰船做好承担各种任务的准备，及时、圆满地完成各项任务。舰船在执行故障修理任务时，应能迅速修理；为了提高舰船在完成任务时的作业效率，降低故障率，有必要在设计和建造过程中对舰船的可靠性、变形性和安全性进行优化。

然而，舰船系统本身是一个复杂的系统，设备和部件种类繁多，都是很小的产品。因此，舰船系统的RMS仿真是复杂的任务。解决这些复杂的问题不能仅仅依靠以往的经验和数学分析。模拟计算机作为一种先进技术。系统状态和时变模式的仿真工具，通过对实际系统的仿真，通过对仿真过程的观察和统计，得到仿真系统的参数和基本特性，以评价和推断系统的实际参数和性能，被广泛应用于各个工程领域，由于其良好的管理性、非破坏性、安全可靠、不受外界条件影响、重复性，对于舰船系统来说，利用计算机仿真模型来解决动态系统的影响范围广、复杂性和随机性等问题，是一个重要的发展趋势。

1.1 国内研究现状

大型复杂设备RMS模型的仿真在我国是一个比较晚的过程，从20世纪80年代开始在设备设计中得到研究和发展。在可靠性和维修性的研究中，为了解决一些安全问题，在初步设计中，模拟RMS的发展与国外的发展有很大的不同，近年来，国内研究最多的领域包括：“P0-2”反车辆地雷装备指数，p224装备单位成本，“战斗效率”和“非杀伤人员地雷评估结果”。用于测试和分析0×2作战性能和战备状态可靠性的设备。

目前，评估和分析正在进行中。与此同时，越来越多的型号被用于满足各种技术需求。以曹雪河为例，采用基于agent的事件仿真方法对系统的RMS模型进行仿真，为了探索仿真领域，张文进进一步阐述了设备供应模式的总体框架，徐国勇创建了综合RMS模型，实现了系统的全面运行。陈永祥重点研究了RMS，并提出了一系列建议。用于作战目的，并使用unm5开发了一个仿真模型。研究舰船RMS仿真提供了不同的思路，很多情况下，相关的软件系统正在开发中。我国目前拥有庞大而复杂的RMS仿真研发系统，虽然落后于其他国家，但经过一段时间的研究和探索，我们也针对特定的专业领域开发了专门的RMS仿真系统。

由于贯彻落实了《关于进一步加强武器可靠性和维修工作的通知》《武器装备维修条例》以及以下主要文件和标准，作为军事目标，2+31在我国装备研制过程中继续模拟RMS。这主要体现在以下几个方面：

（1）建立大型复杂系统和设备；（2）建立大规模集成系统和标准RMS系统；（3）实现了大型集成系统和设备的RMS分析系统；（4）大型集成系统和RMS设备的连续测试；（5）加强对大型综合系统和装备的综合保障；（6）为大型集成系统和设备开发人力资源；（7）公司在技术研究和科学交流方面做得很好。

国家，尽管在开发大规模综合系统和设备方面取得了重大进展，但在下列领域仍然存在重大挑战：

（1）RMS管理缺陷；（2）RMS系统的缺点；（3）RMS项目很难实现；（4）RMS验证不足；（5）技术实践。

这些问题严重阻碍了国内RMS仿真研究的发展，需要在仿真研究中进一步认识、实践。

1.2 船模仿真

本章将研究导致操作的舰船RMS模型。根据系统仿真需求和国内外现有的仿真方法，确定舰船区域渔业管理组织模型的仿真需求，然后在RMS评价体系框架下，建立了任务舰MSS仿真评估指标体系。为了选择合适的仿真方法，提出了一种改进的结构仿真方法对船上RMS模型进行仿真。

2 RMS模型模拟

仿真系统应满足实用性、仿真性和完整性三个要求。仿真意味着所建立的模型具有一定的真实性和动态性。该模型充分反映了系统的整体结构和复杂的交互作用。因此，它从仿真舰船的短消息控制任务出发，为了仿真舰船的RMS模型，国内外科学家提出了不同的仿真方法，考虑不同的分析需求。

国外提出的可靠性框图、故障树模型、马尔可夫模型等仿真方法，在徐树伟等国防科技大学中，gtst-dmld用于协调gtst和dmld的功能。用图形仿真来确定舰船任务、主要技术任务和维修系统之间的关系，很难完全实现这种仿真方法所寻求的动态关系。因此，应该建立基于目标的评价指标体系。根据军用标准和52个海军符号标准，结合实船的任务要求，确定了舰船仿真的关键指标，提出了一种舰船IBC任务控制的仿真方法。

2.1 仿真舰船评估系统

下表列出了选择参数和指标时必须采用的相关标准，表中提供了详细的舰船指标参数和参数类型统计数据，其目标可以体现为：战备良好，任务成功，维修和后勤费用。这四个目标反映了可靠性、改进性和安全性。

根据下表的分析，将海上RMS仿真评估系统分为三个方面：任务评估指标、任务评估指标、任务评估指标、主要装备和维修资源估算。任务的完成有赖于主要装备的正常运转，如果装备出现故障，充足的维修资源将直接影响装备的及时维修。在此基础上，对舰船RMS参数进行优化，为RMS设计检验提供理论依据。

表1

2.2 船模仿真方法的选择

任务船仿真系统着重对任务可靠性等指标进行统计分析，平均无故障时间、平均修复时间和备件资源满意度表明：舰船设计是否满足设计要求，这些指标充分反映了可靠性的要求，为了模拟任务，控制船上IBC反映可靠性、修改性和保障性的要求，需要在舰船当前任务、设备和维修信息之间建立动态关系，以满足rfmo的需要。因此，本文提出了一种改进的结构仿真方法，将三个系统与系统连接起来，以使所建立的模型能够清晰地反映任务、设备、维修资源及其动态关系。

2.3 改进的结构仿真方法

树结构是一种重要的非线性结构，它讨论了层次与分支之间的关系，也就是说，它是一种复杂的结构。每个元素都有一个上一个元素父节点：每个元素都有多个下一个元素子节点。例如，使用产品结构树、数据结构树和故障树。

虽然树结构中的节点是层次连接的，但同一层中的节点是随机的，树结构被广泛应用，如产品结构树、数据结构树、故障树等。

虽然树节点之间有层次联系，但是，船上的CMS模型必须考虑同级节点之间的关系，如果任务模型要求所有子项目都要完成，则认为亲子关系已经完成，换言之，简单地建立一个木RMS模型是不明智的。为了满足RMS模型的要求，基于改进结构仿真的RMS模型包括以下四个阶段：

（1）舰船构型仿真；（2）模拟舰船任务；（3）建立舰船维修模式；（4）模拟了三种模型之间的相互作用。

3 结语

在日益复杂的海上航行环境中，本文所描述的基于RMS的舰船正在研制中，它可以有效地提高舰船的结构性能，降低失效的可能性，因此，只有进一步提高可靠性仿真的精度，才能满足越来越多的要求。