基于CBM策略的APU机队管理决策模型的研究【】

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1、基于CBM策略的APU机队管理决策模型的研究ResearchonfleetmanagementdecisionmodelforAPUbasedonCBMstrategy丁慧锋(国航股份工程技术分公司，杭州311207)摘要：本文阐述了基于CBM(ConditionBaseMaintenance)的APU备发决策模型的搭建方法。通过建立APU性能决策评估模型，评估机队APU性能，运用线性回归以及规划模型来预测机队APU在已寿命，提供最优下发的决策参考。使用该方法进行APU备发管理时，可以在低于可靠性预测备发数量的悄况下，保障整个机队A

2、PU高使用率，同时有效的降低备发数量，提高备件周转率，大幅降低APU的使川成本。关键词：基于状态维修；APU；机队管理；AHP；运筹学0引言当前APU的机队管理述处于基于可靠性和送修周期的机队性能估计预测方式。此种方式虽然町以按管理者确定的保障概率(一•般取95%概率)，预测机队未來所需的备发数量，但没有考虑到发动机个体的性能各不相同，备发数量预测非常不准确，备件周转率较低，APU机队管理的成本较高，并.「L存在着备件的极大浪费。随着信息技术的发展，基于状态的维修逐渐成为可能。借助计算机分析运行数据，可以快速评估设备运行状态和预测设

3、备衰退趋势,辅助维护人员制定科学的维护计划，避免因非计划的维修导致的维修成木提高。木文将研究在APU机队管理屮应用基于状态的维修理念，建立科学的APU性能决策模型，实现机队低成木的APU保障方法。1理论研究APU机队管理决策模型的搭建重点需要研究三个方面：一是根据APU的特性和管理要求建立合理的APU性能评估模型，可以把这个性能指数叫为PDI(PerformanceDiagnosticIndex)；二是根据APU的历史数据搭建合理的回归函数；三是根据实际情况建立合理的0-1规划数学模型，获得最优解，得到决策结果。1.1APU性能评估

4、模型建立APU是恒转速发动机，不同于变转速的大发，决定其性能的参数冇三个，分别是排气温度EGT、引气输出压力PT以及启动时间STAo用三个参数对APU的整体性能评估比较困难，而对于整体的趋势预测也不方便。于是需要搭建合理的评估模型对APU整体进行评估。为了方便评估，性能评估函数值设为0到1的范围，数值越大表示APU性能越差，反Z性能越好。性能函数由EGT裕度、PT裕度、STA裕度的函数纽成，同时从对靠性角度岀发还跟自修理时间冇关。⑴于是构建性能评估模型为基于可靠性的性能评估指标PDI_R和基于性能的评估指标PDI_Co其构建函数如式

5、（1）、式⑵:铢+宀賦;严+咛独nryrq=门EGTSIemYGTAIerx[uPTM_PTOr®ECTMraBXSTAM^.TSR:当前运行小时数；TSRr：在翼可靠性小时数；EGTMniax:APU的排气温度最人裕度；EGTMcrt：APU的排气温度当前裕度;PTMmax：APU的引气最大裕度;PTMcrt：APU的引气当前裕度;STAMmax：APU的启动时间最大裕度;STAMckt：APU的启动时间当前裕度。⑴PDI_R引入了在翼可靠性小时（TSR/O）,其趋势较为缓和，适用于长周期（9个月以上）的性能预测；而PDI_C只包

6、含于APU性能相关的的参数，对APU性能变化响应较灵敏，适用于APU进入衰退期时的性能预测。为了科学的建立评估决策模型，确定关PDI模型的加权系数我们引入AHP层次分析法来获得系数量。层次分析法（AHP）是一种定性和定量相结合的、系统化、层次化的分析方法。它将定性和定最指标统一到一个模型中，既能进行定最分析，又能进行定性的功能评价。"门层次分析法的应用有四个步骤，分别是：1）建立层次分析模型。根据研究问题和性质和要达到的目标，将问题分解为不同的组成因素，并按照各因素Z间的相互关联影响和隶属关系将所有因素按若干层次聚集组合，形成一个多

7、层次的分析结构模型。［的2）判断矩阵及标注其标度。判断矩阵表示相对上一层次某一因素而言，木层次各因素Z间的两两相对重要性程度。表1标度标度含义1表示两个因素相比，具有相同重要性3表示两个因素相比，前者比后者稍重要5表示两个因素相比，前者比后者明显重要表示两个因素相比，前者比示者强烈重要表示两个因素相比，前者比后者极端重要2,4,6,8表示上述相邻判断的中间值例如，某个层次需对比的冇n个元素，就得到两两比较判断矩阵A,如式(3)：A")®判断矩阵B满足如下约束条件：吋0；知=1/ajt；axi=L3)判断单层矩阵一致性。如果决策者给出

8、的判断矩阵A是一致的，则意味着决策者対各个因素所做的两两比较式可以传递的，即决策者在两两成对比较时，他的思维是一致的。于是我们可以通过一个数量指标來衡量矩阵A一致的程度。首先计算判断矩阵A每一行各元素之乘积获得M向量，如式⑷：rijL