● 摘要
由于战争条件的变化,无人机在未来战争中将占据越来越重要的地位。无人机的研制、生产和使用是一个庞大的系统工程,具有周期长、耗资大、科技含量高以及不可预知因素多等特点。无人机全寿命周期费用的预测具有重要的研究价值,它是进行无人机全寿命周期费用控制、实现费效优化的基础。本文探讨无人机全寿命周期费用的预测方法,建立适用于小样本情形下的全寿命周期费用的预测模型。主要工作如下:
(1)根据全寿命周期费用概念内涵和无人机的特点,对无人机的全寿命周期费用进行了分解,分析了无人机研制阶段和使用维护阶段费用支出产生的不同原因。将无人机全寿命周期分为研制阶段和使用维护阶段两个主要部分,根据不同阶段费用产生的特点,分别采用参数预测方法和仿真方法进行费用预测,有助于提高无人机全寿命周期费用预测的准确性。
(2)针对无人机研制费用研究存在样本数量少和重要参数易缺失的特点,采用Gram-Schmidt过程筛选对费用影响大的参数,建立无人机研制费用预测的Gram-Schmidt正交回归参数估计模型。采用该模型对样本数量极少情况下无人机研制费用进行预测,验证了Gram-Schmidt正交回归参数估计模型用于样本极少情况下无人机研制费用预测的有效性。
(3)为了进一步提高预测精度和稳定性,针对样本数据较少的情形,将组合预测方法应用于无人机研制费用预测。通过支持向量机(SVM)方法、Gram-Schmidt正交回归和偏最小二乘回归三个方法的组合,构造小样本条件下飞机研制费用预测的组合预测模型。采用有人战斗机样本数据对组合预测模型进行验证,表明组合预测在样本较小情况下能够提高预测模型的精度和稳定性。进一步基于国外无人机样本数据建立无人机研制费用组合预测模型,并对某型国产无人机的研制费用进行了预测,为装备部门的投资和成本控制提供依据。
(4)针对无人战斗机采用仿真方法预测其使用维护费用。根据无人战斗机使用维护阶段的具体特点和使用维护守则,建立了使用维护流程的仿真模型,模拟无人战斗机在交付使用后,包括日常检查、执行各类训练作战任务的运行状况以及多级维修系统的使用等整个过程和主要事件。利用该模型进行数值模拟,在给定的参数设置下模拟得到无人机在使用寿命内检查、训练、作战、各系统故障及报废的相关统计数据,并给出了无人机使用维护费用预测结果的示例。