[發明專利]一種不確定壽命預測信息下航空發動機的維修優化方法在審

申請號：	202011631636.8	申請日：	2020-12-31
公開（公告）號：	CN112668794A	公開（公告）日：	2021-04-16
發明（設計）人：	陸寧云;陳闖;姜斌;邢尹	申請（專利權）人：	南京航空航天大學
主分類號：	G06Q10/04	分類號：	G06Q10/04;G06Q10/00;G07C5/00;G07C5/08
代理公司：	南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204	代理人：	徐紅梅
地址：	210016 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種不確定壽命預測信息航空發動機維修優化方法
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【說明書】：

本發明的一種不確定壽命預測信息下航空發動機的維修優化方法，包括基于傳感器采集到的歷史數據，進行不確定性建模；基于實時獲得的在役發動機的狀態監測數據，利用不確定性模型獲得在役發動機置信水平下的剩余壽命預測區間；基于剩余壽命預測區間，計算高斯分布的位置參數和尺度參數，構建剩余壽命概率分布；已知修復性維修費用和預測性維修費用的情況下，計算各維修時間和可能失效時間下的成本矩陣；基于剩余壽命概率分布和成本矩陣，構建期望的維修成本率函數；通過最小化期望的維修成本率函數，獲得最優的維修時間。本發明為航空發動機提供一個實施維修的最優時間，保證發動機安全可靠運行，同時大大降低了發動機單位運行時間的維修成本。

技術領域

本發明涉及航空發動機維修優化方法，特別是涉及一種不確定壽命預測信息下航空發動機的維修優化方法。

背景技術

航空發動機是一種高度復雜和精密的熱力機械，作為飛機的心臟，不僅是飛機飛行的動力，也是促進航空事業發展的重要推動力，人類航空史上的每一次重要變革都與航空發動機的技術進步密不可分。然而，由于航空發動機結構的復雜性以及工作環境的惡劣性，其安全運營和維修保障問題日益突出。對于航空發動機這一類可修復的復雜工程系統，及時恰當的設備維修是確保系統安全性、可靠性和可用性的重要手段之一。

剩余壽命預測是航空發動機預測與健康管理系統中的主要活動之一。在剩余壽命建模中，由于模型誤配、模型參數不確定性和數據噪聲方差等認知水平和測量能力的原因，各種不確定性不可避免。這些不確定性極大地降低了剩余壽命預測的可信度，因此可能會做出不適當的決策，有時甚至會導致系統崩潰。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種不確定壽命預測信息下航空發動機的維修優化方法，該方法可以在不確定壽命預測信息下給出最優的實施發動機維修的時間，從而降低發動機單位運行時間的維修成本。

技術方案：本發明的一種不確定壽命預測信息下航空發動機的維修優化方法，包括以下步驟：

S1、基于傳感器采集到的歷史數據，進行不確定性建模；

S2、基于實時獲得的在役發動機的狀態監測數據，利用建立好的模型獲得此在役發動機置信水平下的剩余壽命預測區間；

S3、基于獲得的剩余壽命預測區間，計算高斯分布的位置參數和尺度參數，構建剩余壽命概率分布；

S4、已知修復性維修費用和預測性維修費用的情況下，計算各種各樣維修時間和可能失效時間下的成本矩陣；

S5、基于構建的剩余壽命概率分布和計算的成本矩陣，構建期望的維修成本率函數；

S6、通過最小化期望的維修成本率函數，獲得最優的維修時間。

進一步的，步驟S1中傳感器采集到的歷史數據包括溫度、壓力和轉速，建立的不確定性模型為：

其中，X表示航空發動機溫度、壓力和轉速的狀態監測數據，由剩余壽命估計值的下邊界和上邊界構成，表示由X到的非線性映射函數。