面向全寿命周期的航空发动机维修工作范围优化关键理论与方法研究

In accordance with the inadaptability of current method of making the aeroengine maintenance workscope in the treatment of random factor and overall lifecycle optimization, this project is dedicated to the theories and methods for the lifecycle-oriented aeroengine maintenance workscope optimization on the basis of preliminary studies. At first, each single factor optimization model of the repair targets is established, which are based on life limited parts, important parts and the exhaust gas temperature margin. The interaction and conflict resolution mechanism among the three factors are analyzed, the composite optimization model of the repair targets is also established, and the optimization algorithms are worked out. Then, the survival analysis is applied to the optimization of aeroengine maintenance workscope, and the improvement and perfection of preliminary proposed method for repair target oriented aeroengine maintenance workscope optimization are made. On the basis of theoretical studies, the prototype system of aeroengine maintenance workscope optimization decision-making support is designed and developed, and it is validated and applied in airlines. This project will help to achieve the security and economy of the aeroengine operation, and provide theoretical and technical support for aeroengine maintenance decision of China's airlines.

针对现行航空发动机维修工作范围确定方法在随机因素处理和全寿命优化方面的不适应性，本项目在前期研究工作基础上致力于面向全寿命周期的航空发动机维修工作范围优化理论与方法研究。首先分别建立面向寿命件、重要件、排气温度裕度的送修目标单因素优化模型，并分析三因素之间的相互影响关系和冲突消解机理，建立送修目标综合优化模型，给出模型的求解算法。然后将生存分析应用到维修工作范围优化中，完成申请者前期提出的送修目标导向的维修工作范围确定方法的改进与完善。在理论研究的基础上，设计开发维修工作范围确定原型系统，并在航空公司实现系统的应用验证。本项目研究有助于实现航空发动机运行的安全性和经济性，可为我国航空公司的发动机维修决策提供理论和技术支持。

航空发动机维修工作范围可选方案多，在全寿命周期内还存在大量的随机因素。这给航空发动机维修工作范围的优化带来了巨大的挑战和难度。本项目在前期研究的基础上，结合机械学、维修理论、随机过程、不确定规划等多学科内容，对面向全寿命周期的航空发动机维修工作范围优化关键理论与方法进行研究。本项目面向全寿命周期，首先从寿命件、重要件、性能三个角度对送修目标进行单因素优化；然后，综合考虑寿命件、重要件、性能三个因素，建立送修目标综合优化模型，获得优化后的送修目标；接着，基于生存分析，对送修目标导向的维修工作范围优化方法进行改进与完善，基于该方法获得维修工作范围方案；最后，基于理论与方法研究成果，设计开发航空发动机维修工作范围确定原型系统，并完成其在航空公司的应用验证。为了对基于性能的送修目标优化提供支持，本项目还对基于时变模糊神经网络的气路参数偏差值预测进行了研究。在研究过程中，项目组发现面向全寿命周期的维修工作范围优化问题与维修时机优化问题有不可分割的关系，因此，还对多寿命件机会更换问题进行了研究。本项目成果对提高航空公司维修管理水平和降低发动机维修成本具有重要意义。