[發(fā)明專利]一種飛機(jī)引氣壓力調(diào)節(jié)活門維修決策方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910220612.4
• 申請(qǐng)日: 2019-03-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109978187B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李懷遠(yuǎn);李亞志;龔如賓;曾岳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 金陵科技學(xué)院
• 主分類號(hào): G06Q10/00
• 分類號(hào): G06Q10/00;G06Q10/04;G06Q10/06;G06F30/15;G06F30/20;G06F111/04;G06F111/06;G06F111/08;G06F119/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 胡建華;于瀚文

本發(fā)明公開(kāi)了一種飛機(jī)引氣壓力調(diào)節(jié)活門維修決策方法，包括：步驟1、初始化參數(shù)；步驟2、統(tǒng)計(jì)出每個(gè)部件的使用歷史，分析出可靠性樣本；步驟3、分析飛機(jī)引氣壓力調(diào)節(jié)活門各項(xiàng)維修成本之間的函數(shù)關(guān)系；步驟4、評(píng)估飛機(jī)引氣壓力調(diào)節(jié)活門的可靠度分布；步驟5、計(jì)算飛機(jī)的維修成本率和可用度；步驟6、建立多目標(biāo)規(guī)劃模型；步驟7、將多目標(biāo)規(guī)劃模型轉(zhuǎn)化成無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題；步驟8、對(duì)無(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行迭代求解；步驟9、判斷迭代計(jì)算是否滿足結(jié)束條件，若滿足則轉(zhuǎn)步驟12，否則轉(zhuǎn)步驟10；步驟10、更新拉格朗日乘子懲罰因子；步驟11、更新乘子參數(shù)，并轉(zhuǎn)步驟8；步驟12、分析飛機(jī)引氣壓力調(diào)節(jié)活門的維修決策的合理性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種飛機(jī)引氣壓力調(diào)節(jié)活門維修決策方法，屬于維修工程、計(jì)算機(jī)輔助決策、優(yōu)化方法等學(xué)科的交叉應(yīng)用。

背景技術(shù)

飛機(jī)氣源系統(tǒng)的功能是根據(jù)飛機(jī)各系統(tǒng)的需要將壓力和溫度都合適的空氣提供給空調(diào)系統(tǒng)。氣源系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一是安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣上的引氣壓力調(diào)節(jié)活門，它能調(diào)節(jié)并關(guān)斷引氣。雖然引氣壓力調(diào)節(jié)活門對(duì)飛機(jī)的安全飛行非常重要，但事實(shí)上，它卻也是飛機(jī)中故障頻率最高的部件之一。經(jīng)常出現(xiàn)信號(hào)管漏氣、引氣壓力低或無(wú)引氣等故障，尤其是有的故障很難直觀發(fā)現(xiàn)。例如，在鉚接處和接合處的鉚釘頭和鉚釘孔常常產(chǎn)生裂紋，漏氣時(shí)僅憑目視檢查很難排查，主次熱交換器容易引起氣路堵塞。《A320系列飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)原理及故障分析》分析了A320飛機(jī)中發(fā)動(dòng)機(jī)的引氣壓力調(diào)節(jié)活門故障的實(shí)例和原理。《A320飛機(jī)空調(diào)/引氣系統(tǒng)常見(jiàn)故障》也部分地討論了引氣壓力調(diào)節(jié)活門的故障原因和危害。引氣壓力調(diào)節(jié)活門的頻繁故障嚴(yán)重影響了飛機(jī)的安全和航空公司的效益，必須對(duì)它進(jìn)行合理地預(yù)防維修。為了降低維修成本和減少意外故障，本發(fā)明根據(jù)航空公司對(duì)引氣壓力調(diào)節(jié)活門進(jìn)行操作檢查的實(shí)際規(guī)律，為其預(yù)防維修建立了多目標(biāo)規(guī)劃模型，以確定該部件最優(yōu)的預(yù)防檢查策略。

盡管維修經(jīng)常受多方面因素影響，但目前多數(shù)的維修策略往往是只考慮某個(gè)單一目標(biāo)的優(yōu)化模型。但是，這些目標(biāo)有時(shí)很難兼顧，甚至是沖突的。若只考慮單一目標(biāo)，最優(yōu)維修策略可能并不存在。事實(shí)上，維修決策需要平衡多方面因素，例如，可靠度、成本、停機(jī)時(shí)間和可用度等，才能做出合理的決策，飛機(jī)、武器、生產(chǎn)線等大型工業(yè)設(shè)備的維修尤其如此。這樣，為維修策略建立多目標(biāo)規(guī)劃模型就非常必要。最近有很多文獻(xiàn)在討論用多目標(biāo)規(guī)劃為維修決策建模。文獻(xiàn)《Multi-objective preventive maintenance and replacementscheduling in amanufacturing system using goal programming》提出了維修決策的非線性混合整數(shù)多目標(biāo)規(guī)劃模型以優(yōu)化更換間隔。文獻(xiàn)《Optimum analysis of pavementmaintenance using multi-objective genetic algorithms》基于馬爾科夫鏈建立了一個(gè)使維修成本最小化的兩目標(biāo)優(yōu)化模型。文獻(xiàn)《A multi-objective optimization ofimperfect preventive maintenance policy for dependent competing risk systemswith hidden failure》針對(duì)隨機(jī)振動(dòng)和磨損的單部件研究了不完全預(yù)防維修的多目標(biāo)維修決策模型，可以優(yōu)化維修間隔和更換次數(shù)。這些文獻(xiàn)雖然各有所長(zhǎng)，但是因?yàn)槎嗄繕?biāo)規(guī)劃往往是高維優(yōu)化問(wèn)題，計(jì)算效率低，不容易求解，不利于大規(guī)模推廣應(yīng)用，需要進(jìn)一步研究。

單純形被用作一種優(yōu)化方法最早被提出是在上世紀(jì)六十年代，被稱為Spendley單純形法。隨后不久，Nelder J.A.與Mead R.在1965年提出了Nelder-Mead單純形法，用來(lái)求解非線性優(yōu)化方法。因?yàn)樵摲椒▽?shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，不需要導(dǎo)數(shù)信息，成為一個(gè)經(jīng)典的直接優(yōu)化方法。1971年Hutchinson、Parkinson實(shí)現(xiàn)了該方法的計(jì)算機(jī)程序，并首次將其加入到軟件包中，從此Nelder-Mead單純形法得到了廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在著名的數(shù)值計(jì)算軟件Matlab也是把該方法當(dāng)作最主要的優(yōu)化方法。但是，Nelder-Mead單純形法事實(shí)上也有不少缺陷，例如，1998年Mckilmon用多個(gè)反面實(shí)例證明了Nelder-Mead單純形法在有些情況下不能收斂。