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基于改进GM(1,1)模型的装备故障预测_论文

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Vol. 43,No. 10 Oct,2018 文章编号:1002-0640(2018)10-0135-04 火力与指挥控制 Fire Control & Command Control 第 43 卷 第 10 期 2018 年 10 月 基于改进 GM(1,1)模型的装备故障预测 * 逯 程 1,徐廷学 1,王 虹 2 (1. 海军航空大学,山东 烟台 264001;2. 中央军委联合参谋部第五十五研究所,北京 100094) 摘 要:针对装备故障数据量小、传统灰色预测模型 GM(1,1)的精度受背景值影响大的问题,提出了一种基于 背景值优化的改进 GM(1,1)装备故障预测方法。该方法基于背景值的几何意义,从背景值与发展系数之间数量关系 的角度出发,通过最小二乘法对二次参数进行估计,还原得到原始参数估计值,并结合新陈代谢对模型进行改进。导 弹装备的故障预测实例表明,改进 GM(1,1)模型较传统模型有更高的预测精度。 关键词:故障预测,灰色预测模型,最小二乘法,新陈代谢 中图分类号:TJ760 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1002-0640.2018.10.026 引用格式:逯程,徐廷学,王虹.基于改进 GM(1,1)模型的装备故障预测[J].火力与指挥控制,2018,43(10): 135-138. Equipment Fault Prediction Based on Improved GM(1,1)Model LU Cheng1,XU Ting-xue1,WANG Hong2 (1. Naval A viation University,Y antai 264001,China; 2. The 55th Institute,Joint Staff Department,Beijing 100094,China) Abstract:In view of the small amount of equipment fault prediction data and the great influence of background value on the accuracy of traditional grey prediction model GM (1,1),an improved GM (1,1)equipment fault prediction method based on background value optimization is proposed. Based on the geometric meaning of background value,from the point of view of the quantitative relationship between the background value and the coefficient of development,the least squares method is used to estimate the two original parameters,and combined with metabolism to improve the model. The failure prediction example of missile equipment shows that the improved GM (1,1) model has higher prediction accuracy than the traditional model. Key words:fault prediction,grey prediction model,least square method,metabolism Citation format:LU C,XU T X,WANG H.Equipment fault prediction based on improved GM(1,1) mode[l J].Fire Control & Command Control,2018,43(10):135-138. 0 引言 随着现代工业技术的不断发展,武器装备在自 动化与信息化水*得到快速提升的同时,其组成结 构也日趋复杂,装备使用过程中所出现的各种故障 问题使得后勤维修保障面临极大的挑战。实现装备 故障率的准确预测不仅对备件的贮存策略具有重 要指导意义,还能够为视情维修(CBM)决策提供有 效支持,使装备满足规定的战备完好率要求[ 。 1-2] 灰 色 预 测 模 型 是 处 理 “ 小 样 本 ”、“ 贫 信 息 ”和 “不确定性”问 题的一种有 力工具[ 3],目前已在装备 故障预测领域得到了不错的应用[4-7]。作为影响 GM (1,1)模 型 预 测 精 度 和 适 用 范 围 的 关 键 因 素 ,基 于 背景值构造形式的计算一直是灰色预测模型领域 收稿日期:2017-09-03 修回日期:2017-10-13 * 基金项目:国家自然科学基金(51605487);山东省自然科学基金资助项目(ZR2016FQ03) 作者简介:逯 程(1990- ),男,山东泰安人,博士研究生。研究方向:装备综合保障。 ·135· (总第 43- 1812) 火力与指挥控制 2018 年 第 10 期 的 研究 热点[ 8-10],但是 现有 的 背景 值计 算 公 式 大 多 计算复杂,且与背景值实际意义仍有一定差距。 基于以上不足,本文提出了一种基于背景值优 化的改进 GM(1,1)装备故障预测方法。该方法基于 背景值的几何意义,从背景值与发展系数之间数量 关系的角度出发,通过最小二乘法对二次参数进行 估计,还原得到原始参数估计值,并结合新陈代谢 对模型进行改进。通过某部队导弹故障预测实例证 明了改进 GM(1,1)模型的有效性和优越性。 1



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