[发明专利]多级修理模式下备件与地面设备联合优化方法

说明书

本发明涉及一种多级修理模式下备件与地面设备联合优化方法，在配置备件的基础之上，加入对地面设备的共同配置，同时对地面设备的维修能力引入排队论理论，保证地面设备的维修能力以及减少地面设备的配置数量，最后通过备件与地面设备的联合优化，以最低的配置费用为目标，利用边际分析法进行配置，既使地面设备的配置符合要求，又能够使得所有维修资源的配置费用最少，并且符合目前飞机的多级修例模式。使飞机的使用单位能够尽可能少的购买昂贵的维修资源，提高飞机使用单位的机队可用度，减少企业的运营支出。

技术领域

本发明属于航空技术领域，涉及一种备件配置的优化方法，特别是多级修理模式下的航空备件与地面设备联合优化方法。

背景技术

备件和地面设备(GSE)是民机维修供应保障系统组成的两种关键性资源，对于维持民用飞机可靠性和保持民用飞机持续适航起着非常重要的作用。目前，国外先进民机制造商(如空客公司和波音公司)已经形成相当完善的规划管理体系且形成了适用于自身的规划流程和方法。如波音公司的www.myfleet.com平台，通过机队运营过程中的相关信息，实现GSE和备件的调配规划管理。空客公司开发的Airman应用平台，合理有效地实现了机队GSE和备件的统筹管理。国内航空公司也展开了GSE与备件的相关研究，但国外相关技术属于商业机密，并且国内缺乏相关的技术方法。

目前国内对备件与地面设备联合优化方法较少且薄弱。贾治宇在文章《备件和保障设备配置组合优化方法研究》中从理论的角度对GSE和备件的组合优化进行了初步研究，但仅考虑了单级修理模式，而实际民机维修多为多级修例模式。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种多级修理模式下备件与地面设备联合优化方法。本发明对目前存在的多级修理模式下的备件与地面设备二者联合的配置提供了方案，引入排队论中多服务台模型理论，保证了地面设备对备件的维修效率，并在最低费用情况下实现对维修资源(备件与地面设备)的配置。

技术方案

一种多级修理模式下备件与地面设备联合优化方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：计算备件库存和地面设备的初始配置数量

计算航空备件库存初始配置数量：

式中：FH为年飞行小时，N为机队规模，m_i、QPA_i和MTBUR_i分别代表第i种备件的年需求量、单机安装数量和非计划平均拆换间隔，i＝1，2，…，n，n为所有备件项目的种类数量；

为了保证昂贵的地面设备配置数量能够满足对备件的维修，其初始配置数量应基于M/M/n/m/m排队论中的多服务台模型，该模型表示服务系统输入过程为最简单流，顾客到达服从参数为λ，即单位时间内到达的平均顾客数的负指数分布，服务时间服从参数为μ，即单位时间被完成服务的平均顾客数的负指数分布，n个服务台的排队模型，排队空间为m，客源数量为m，排队规则为先到先服务；依次计算备件到达时不必等待就接受服务的概率P₀、系统中等待修理的部件数L_q、故障件的平均队长L_S和部件在维修点的平均修理时间W_s；

最终应使得年维修量不小于每年需要维修的故障件数，按下式(2)计算：

式中：M表示每年需要维修的故障件数，n为维修设备数量，W_w为地面维修设备每天的有效工作时间，F_i为地面维修设备的第i种故障类型，P(F_i)为地面维修设备的第i种故障类型的发生概率，CT(F_i)地面维修设备的第i种故障类型发生时所造成的日时间成本；