基于偏最小二乘回归法的飞机总工时预测模型研究

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1、航空学报ActaAeronauticaetAslronauticaSinicaAug．252012Vol。33No．81448—1454ISSN1000—6893CN11．1929／Vhttp：／／hkxb．buaaedu．cnhkxb@buaa．educn文章编号：10006893(2012)08—1448—07基于偏最4,、--．乘回归法的飞机总工时预测模塾研究王明珠1‘*，邓寅东2，常秀娟31．中国航空规划建设发展有限公司工程技术研究院，北京1001202．中国航空规划建设发展有限公司发展规划部，北京1001203．中国航空规划建设发展有

2、限公司规划咨询研究院，北京100120摘要：从影响军用飞机生产制造工时的众多因素中提取出24个飞机总上时影响因素，采用统计学方法结合理论分析对此z4个因素进行科学筛选，筛选出飞机最大起飞重量、最大速度、爬升率、最大过载、钛铝合金比例、复合材料与铝合金比例这6个关键影响因素。考虑偏最小二乘回归(PLS)法在处理小样本多元数据方面的优势，采用PLS法对飞机总工时进行预测，预测结果表明PLS预测模型平均检验误差约为10％。该模型在实际使用过程中，只需获得飞机性能指标和材料构成等少数设计参数即可在飞机产晶生产制造前对飞机生产制造总工时进行宏观预测，具有

3、参数少、物理意义明晰、操作简单、便于使用、准确率高等特点，可为缺乏详细设计信息和生产信息的飞机研制早期方案优选、设计优化或对其进行费用分析和成本控制、固定资产投资、安排生产计划等工作提供相对准确的飞机产品工时。关键词：飞机总工时；特征参数；预测模型；偏最小二乘回归法；小样本多元数据中图分类号：V262；V22文献标识码：A无论对航空产品的研制单位、生产企业还是专门负责咨询规划设计的单位，准确把握航空产品工时都是一项非常重要的工作。尤其对于飞机这样大型的机械产品来说，相对准确地掌握其总工时对产品的前期设计优化、规划以及生产管理都有非常重要的意义。

4、随着军用飞机不断升级换代，准确地获得飞机生产制造总工时越来越成为一个难题。从现有文献资料来看，中国还没有针对飞机总工时预测的专门研究。虽然有部分研究者对飞机产品费用、成本预测、价格预测等方面作了相关研究，但都没有涉及到飞机总工时的内容[1。6]。美国是最早进行飞机费用研究和成本估算的国家，受美国空军委托的兰德公司以及其他研究机构(如通用动力)从20世纪60年代开始持续对飞机机体成本估算进行了深入细致的研究，并建立了多种飞机机体成本估算方法，其重点内容是整机工时的预测。其中，兰德公司从1966--2001年间提出了一种飞机机体成本模型(Aircr

5、aftCostModel，ACM)，该模型以空重和最大速度为变量，以13种军用飞机技术数据为样本，采用最小二乘法建立工时和成本预测模型，并针对不同时期机体材料构成的变化对上述模型进行适当改进，以适应新时期飞机制造技术和材料的不断变化E7-133。兰德公司在进行飞机整机生产工时研究之初设定的预期估算误差为18％，但事实上，其所建ACM的误差约为33％，并未达到预期目标，且该模型对飞机机体构成材料敏感度较低，因而，其在使用要收稿日期：2011．09，2B；退修日期：2011·10—24；录用日期：2012·02—01；网络出版时间：2012-03-

6、2010：59网络出版地址：WWW，cnkinet／kcms／detail／11．1929．V201203201059003．html基金项目：航空科学基金(2010ZGl7001)*通讯作者Tel．：010-62038693E-mail：wangmingzhu@hotmailcom戮用格武：WangMZ，DengYD．OhangXJ．Estimationmodelofplanemanhoursinmanufacturebasedonpartialleasbsquaresregression．ActaAeronauticaetAestronau

7、ticaSinica，2012，33(8)：1448．1454．I明珠，邓寅东，常秀娲基于偏最小二乘回归法的飞机总I时预稠模型研究航空学报，2012．33(8)：1448—1454．王明珠等：基于偏最小二乘回归法的飞机总工时预测模型研究求中明确了只适用于给定时期的机型范围。随着时问的推移，采用早期飞机数据作为样本建立的模型在对新型飞机的工时预测方面渐渐显现出一定的局限性。无论如何，兰德公司所建飞机机体工时估算及成本预测模型具有解释变量少、形式简单等优点，非常适合用于几乎没有设计细节信息的项目概念设计阶段。针对国内战斗机机型少、工时影响因素多，且

8、因素之间多存在相互影响的现状，本文提出一种应用偏最小二乘回归(PartialLeast一．squaresRe—gression，PI。S)法对飞机总工