PGA算法优化的航空装备预防性维修综合决策研究.pdf

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1、设备设计／诊断维修／再制造现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2011年第2期PGA算法优化的航空装备预防性维修综合决策研究李宝鹏1，高鹰2，李杰1，姚林宏1(1空军航空大学研究生队，长春130022；2空军航空大学航空电子工程系，长春130022)摘要：考虑预防性维修次数和周期对航空装备故障率的影响，将役龄同退因子和故障率递增因子引入到故障率函数中，以有限时间内装备的维修费用最小和平均可靠度最大为优化目标，建立了一种变周期预防性维修综合决策模型。采用改进的Pare

2、to遗传算法(ParetoGeneticAlgorithm，PGA)对模型进行优化求解。以某型航空发动机为例对模型进行了验证，得到了lo组Pareto最优集，确定了最佳的预防性维修次数及周期。仿真结果表明该模型在保证有效可靠度的基础上大大减少了维修费用。关键词：预防性维修；故障率；多目标优化；Pareto遗传算法中图分类号：THl63．5文献标志码：A文章编号：167l—．3133(2011)02—0107—05Researchonoptimizationofpreventivemaintenancei

3、ntegrativedecisionofaviationequipmentbasedPGAalgorithmLIBao—pen91，GAOYin92，LIJiel，YAOLin—Hon91(1BrigadeofGraduate，AviationUniversityofAirForce，Changchun130022，China；2DepartmentofElectronicEngineering，AviationUniversityofAirForce，Changchun130022，China)Abs

4、tract：Thefactorthatpreventivemaintenancetimesandperiodhaveanimpactuponfailurerateofaviationequipmentwasconsidered．Failureratefunctionwasbuiltupconcerningwithserviceagereductionfactorandfailurerateattenuationfactor，andthenapreventivemaintenancedecisionmod

5、elWasbuiltupaimingattheminimummaintenanceexpenseandthemaximumrelia-bility．AnimprovedParetoGeneticAlgorithm(PGA)Wasusedtosolvingandoptimizingthemodel．Atlast，themodelwasverifiedbytakingairenginea8allexample，10paretooptimalsolutions，optimalmaintenancetimesa

6、ndperiodwereascertained．Thesim-ulationresultindicatesthatmaintenanceexpensewascutback铲eallyonthebasisofavailablyreliability．Keywords：preventivemaintenance；failurerate；multi-objectiveoptimization；ParetoGeneticAlgorithm(PGA)0引言随着科学技术的发展，现代航空装备高新技术密集，结构日益复杂

7、，航空装备的故障已呈现出隐蔽性、突发性的特点，这给航空维修带来了新的挑战。由于航空装备多在飞行中使用，对自身的可靠性要求非常高，一旦发生故障后果不堪设想。开展以可靠性为中心的预防性维修，即在装备发生故障前进行定期检查、修理和更换，消除潜在故障，提高装备的可靠度，减少全寿命周期内的维修费用，这对于保证飞行人员和飞机安全有着十分重要的意义¨引。近年来，众多学者针对有限时间域内装备的可靠度或维修成本建立了预防性维修决策单目标模型，如以设备最小维修费用为目标对工业设备的预防性维修进行优化HJ，以设备的最大可靠度

8、为目标对电子设备的预防维修进行优化【5J，还有以可靠度约束下的维修费用最小为模型【6o进行优化。这些研究中大都只单方面考虑了可靠度或维修费用因素，因此维修费用和可靠度不能同时优化到最佳效果。本文在前者研究的基础上，利用故障率递增因子和役龄回退因子来描述装备的维修次数和维修周期对其故障率和可靠性的影响，建立了各维修周期内的故障率函数和可靠度函数。然后，以平均可靠度最大和维修费用最小为优化目标，建立了一种新的变周期预防性维修综合决策模型。由于模