基于维修策略的航空备件需求研究

摘要

航空设备的维修和备件的需求管理相互制约与影响，将两者统一起来寻找全局最优的联合策略，是维修决策领域一个重要的研究方向。根据中国航空公司目前的部门设置和运行模式，基本都是将维修和备件分开研究和管理。针对这一现状，本文根据不同备件的特性，综合考虑各类部件适用的维修策略，分别建立了维修策略与备件供应的联合优化模型。具体内容包含以下几个方面： 首先，分别基于定期更换策略的维修模型和备件需求模型求解，得到总费用率，再将定期更换维修策略与备件需求量联合建模，采用蒙特卡洛方法仿真求解得到联合优化的费用，对比分开建模求解的结果，证明了联合优化的经济性和必要性。 其次，以总成本率最小为目标，提出了飞机部件的定期检测维修和备件供应的联合优化策略，并应用实际案例进行了验证，此外，将所提出的联合优化模型及其最优结果与现有的优化模型和航空工程方法进行了比较分析，并对所建模型进行了灵敏度分析。 然后，采用Wiener过程建立了部件的状态退化模型，研究了符合维纳退化过程的失效部件的寿命分布，并基于此估计了相关参数，实现了对部件剩余寿命的预测。在此基础上，应用序贯优化模型将视情维修与备件订购点联合优化，以某型号航空发动机排气温度裕度（EGTM）值退化为案例进行了验证分析，结果表明：将视情维修与备件供应联合优化不仅可以降低维修费用，而且还能保障系统的安全运行。 最后，根据本文的研究成果，应用MATLAB的图形用户接口（GUI）技术，开发出了基于维修策略的航空备件需求系统原型，并采用工程实例进行了验证。

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