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根据航材需求差均比大于、等于或小于1三种情况，提出负二项分布、泊松分布和二项分布三种需求分布。对服从泊松分布的二层级航材需求问题，采用负二项分布改进预测精确性。用满足率作为航材保障程度的衡量标准，并根据航材消耗定额的影响因素制定最低满足率。以给定的总保障经费和最低满足率为约束条件，总满足率最大为目标函数，建立航材消耗定额模型，采用边际分析法求解。算例证明本模型的预测效果良好。