一种飞机修理级别经济性分析模型

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaJan．252013V01．34No．197．103ISSN1000．6893CN11-1929／Vhttp：／／hkxbbuaa．edu．CBhkxb@buaa．edu．cn一种飞机修理级别经济性分析模型薛陶，冯蕴雯*，薛小锋，冯元生西北工业大学航空学院，陕西西安710072摘要：修理级别分析(LORA)是飞机保障性分析的一个重要内容。考虑到已有的LORA经济性分析模型在维修费用的计算上不适合飞机维修，以及LORA决策抽象、复杂且不易理解的特点，提出了LORA决策流概念，构建了基于

2、L0一RA决策流的通用多层多级I，ORA经济性分析模型。此外，针对飞机维修的特点，改变约束条件，建立了适合飞机的LORA经济性分析模型。在此基础上，以最小化维修成本为目标，调用CPLEX优化算法包对模型进行了求解。通过算例对比分析，阐明了本文LORA经济性分析模型的合理性和适宜性。关键词：飞机；维修；维修规划；维修费用；修理级别分析(LORA)；决策流中图分类号：V267；THl64文献标识码：A文章编号：1000—6893(2013)01—0097—07修理级别分析(LevelofRepairAnalysis，LORA)是在装备研制阶段根据装备修理的约定层次

3、与修理级别的关系，分析确定装备中的产品(如设备、组件、零部件等)故障或损坏时是需要报废或是需要修理，如需要修理，确定应在哪一个维修机构中完成修理工作为最佳的过程[1]。在修理级别研究中，非经济性分析方法占到很大一部分，经济性分析方法很少【2j。在国外，Barros[朝于1998年提出了一个两层两级的整数规划模型，以后的学者称为LORA—BR，该模型假设修理的固定费用由同一层级的所有部件承担。显然，假设不符合飞机修理实际，但它首次实现了修理级别分析数学模型与算法相结合‘2

4、，Barros和RileyⅢ于2001年用分支定界法对该模型进行了求解。2006年，Gut

5、in等[53将求解LORA—BR模型简化为在双向图上的最大权独立集问题，证明了模型在多项式时间内是可解的。随后，2008年Gutin等[63又将模型进行了扩展，并证明了模型扩展后在多项式时间内是可解的且是一个NP-hard问题。除LORA—BR模型外，Saranga和DineshKumar[71于2006年提出了一个新的整数规划模型(简称SDK模型)，并用遗传算法进行了求解，该模型假设固定费用由独立的每一个部件承担，使用该模型会使计算简化，但造成了费用计算结果比实际偏大。2009年，Basten等[83对Barros和SDK模型进行了改进，松弛了部分整型变量，

6、使模型具有一定的柔性，但该模型在修理工作上没有区分原位修理和换件修理，实际上二者的修理费用不同。在中国，GJB2961--97《修理级别分析》给出了修理级别分析的要求和具体工作项目[9]，但缺少经济性分析模型。吴吴等[13在2009年基于SDK模型提出了一个适合民机维修规划的三层三级LORA经济性分析数学模型，并用免疫粒子群算法进行了求解。收稿日期：2012．03—05；退修日期：2012-04-05；录用日期：2012—05—15；网络出版时间：2012·06-1215：06网络出版地址：www．cnki．net／kcms／detail／11．1929．V．

7、20120612，1506，002．htmI基金项目：航空科学基金(2008ZA53006，2006ZD53050)*通讯作者．Tel．：029-88460383E-mail：fengyunwen@nwpu．edu．cn戤耀格武lXueT．FongYw．XuaxF．eta／．Anaircrafteconomicevaluationmodelforlevelofrepairanalysis，ActaAeronautJcaetAstro。nauticaSinica．2013．34(”：97-103．薛陶．冯蕴雯，薛小锋．等一种飞机修理级副经济性分析模型．航空学报．

8、2013，34(1)；97-103，98航空字撒Jan·252013Vol·34No·1目前，尽管LORA研究已取得很大成果，但。——￡—今LORA经济性模型分析方法少且模型的假设刚图1源节点性强、计算结果准确性较差，还不能直接应用于飞Fig．1Sourcenode机的维修规划。为此，在参考文献的基础上，考虑到飞机LORA决策抽象、复杂、不易理解的特点，2)决策节点，表示对故障部件的修理决策。为直观了解维修级别，本文提出了LORA决策流决策节点中包含了发生故障的部件和修理该部件的概念，在修理工作上作了更符合工程实际的细的位置，它的输入是发生故障的部件，输出是4

9、种化。在此基础上，构建了一个基于决策流