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针对装备研制阶段维修时间度量缺乏有效方法的问题，探讨了一种基于虚拟维修模型的维修动作要素（简称动素）时间度量方法，为后续深入开展基于多层次赋时Petri网（HTPN）的维修时间度量奠定基础。首先，在虚拟维修仿真的基础上，按照维修事件分层设计的方法，提出了“维修事件-维修活动-维修动素”的维修过程层次化分解结构。针对底层维修动素时间度量问题，提出了基于改进模特法的维修动素时间度量方法。然后，将维修动素流程数据映射至Petri网，构建了基于HTPN的维修过程模型。最后，通过实例对上述方法进行了应用分析。