一种用于民用客机制造商优化其产品计划维修间隔的方法技术

本发明专利技术涉及航空技术领域，尤其为一种用于民用客机制造商优化其产品计划维修间隔的方法。包括选择运营商选择，抽取样本量，将选择的数据验证和分类，将“相关且重要”的数据建立主故障数据表，以飞行小时数为横坐标，以故障数量为纵坐标通过最小二乘法进行线性回归，建立维修间隔时间调整与“相关且重要”之间的关系，计算相关重要故障数量的增长率；进行假设检验，判断维修间隔调整后故障数所占的比例是否落入拒绝域，并判断是否满足置信度；当修间隔调整后故障数所占的比例是落入拒绝域，并满足行业所规定的置信度的要求时，将现有维修时间扩展至新的维修间隔。本发明专利技术在保证安全性及可靠性基础上，依据对服役数据的分析，对计划维修任务进行优化，使维修大纲更有效、更经济，持续降低航空运营商的维修成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于民用客机制造商优化其产品计划维修间隔的方法
本专利技术涉及航空
，尤其为一种用于民用客机制造商优化其产品计划维修间隔的方法。
技术介绍
航空制造商在产品服役前须向适航当局提交MRBR(MaintenanceReviewBoardReport-维修审查委员会报告)，即初始维修大纲，并获得航航当局批准，用以支持航空运营商制定相应的维修方案，为产品持续适航服务。维修大纲的建立须满足安全性和经济性要求，并能提高飞机的运行可靠性，由于缺少大量试验或服役数据支持，初始维修大纲的确定往往比较保守。随着机队服役，航空运营商所面临的竞争环境使得其必须考虑服役一段时期后依据服役数据对初始最低维修要求进行持续的优化调整，旨在保证安全性与可靠性的同时，降低维修成本，提升飞机可用度。维修大纲/维修计划的优化主要体现在每一个MRBR维修任务间隔的调整上，如延长、缩短等，使优化后的维修大纲/维修计划更适用于当前机队。航空制造商在搜集到足够的服役数据后，负责对初始维修大纲的优化作业，并施用于所有机队。目前该类优化方法及流程仍属于行业内的保密技术，国外知名制造商如波音、空客等均开发了相应了流程及算法。在学术界，某国外知名航空制造商的维修工程部门与某大学合作开发了“基于服役数据的民用客机维修间隔优化方法”，但该方法仅适用于隐蔽类，即8、9类任务的优化方法，不够全面，且工程实用性不强。国内目前针对民用客机维修任务的优化还没有建立切实可行的方法或流程。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在于提供一种用于民用客机制造商优化其产品计划维修间隔的方法，旨在用于在保证飞机预定安全性及可靠性的前提下，判断维修间隔是否可以调整，如何调整，以反映更有效的维修间隔。本专利技术采用如下的技术方案：一种用于民用客机制造商优化其产品计划维修间隔的方法，包括如下的步骤：1)运营商选择：制造商维修工程人员对运行待优化产品的所有运营商进行审查，包括维修基地及机队运营航线，然后将运营区域与气候分布图进行比对，以确定该产品运营的所有区域及特征，运营商的选择根据：机队大小、飞机年龄、所处地区、运营环境、可用的连续维修次数；2)样本量选择，选择能代表整个需要优化的机队满足维修间隔优化需求的飞机数量、所需任务数量：采用如下的方式进行计算：计算方法如下：第一步计算样本量：其中m为大群体样本量，Z/2为标准正态分布，p为可接受故障数比例，c为置信区间；第二步：根据所计算的样本量计算所需任务数量：所需任务数量其中S为所选的任务总量，S＝AU*FS*NY/INT其中AU为年使用率，FS为机队飞机总量，NY所搜集数据年数，INT现有维修间隔；所需飞机数量：N＝n*FS/S；3)数据验证和分类：将步骤1)来自航空运营商的服役数据按照步骤2)的方法收集后分为“相关重要”、“非相关重要”及“非重要”三类；4)将步骤3)中“相关重要”的数据建立主故障数据表，主故障数据表包括：故障发现日期、故障发生时的飞行小时数、飞机类型、运营商名称、维修任务完成次数；5)根据步骤4)建立的主故障数据表的数据按照故障数据所属类别分别以飞行小时数为横坐标，以故障数量为纵坐标通过最小二乘法进行线性回归，建立维修间隔与相关重要故障数量之间的关系，计算相关重要故障数量的增长率；6)拒绝域选择：根据航空制造商根据自身的基地维修间隔/航线维修间隔及适航规章制度来规定MSG-3各类故障的最大或可接受的故障概率；判断“相关重要”的数据所属故障类别，确定拒绝域；7)进行假设检验，采用泊松分布模型判断维修间隔调整后故障数所占的比例是否落入拒绝域，并判断是否满足置信度；计算如下：泊松分布模型：P{x/Poisson}＝(λnT1)xexp(-λnT1)/x！其中λ＝(故障数量)/{(任务执行数量)x(现有间隔T0)}，使用泊松分布计算将维修间隔扩展至T1后，故障数小于X的概率；X等于维修任务执行数量*拒绝域；8)当维修间隔调整后故障数所占的比例未落入拒绝域，并满足行业所规定的置信度的要求时，将维修间隔扩展至T1。进一步地，将落入拒绝域或置信度小于设定值的维修任务进行逻辑分析判断，方法如下：计算平均故障间隔时间：MTBF＝任务执行数量*维修间隔/故障数量，MTBF为平均故障间隔时间；计算连续故障比例：连续故障比例＝Min(故障数量)/Sum(故障数量)，Min(故障数量)为历次检查最小故障数,Sum(故障数量)指的是故障数总和；当任务属于5类时，MTBF大于100000FH，连续故障比例小于5％，且不会触发安全隐患时，可将维修间隔扩展至T1；当任务属于8类时，MTBF大于100000FH，连续故障比例小于15％，且不会触发安全隐患时，可将维修间隔扩展至T1；任务属于6、7、9类，MTBF大于1000FH，且连续故障比例小于25％时，可将维修间隔扩展至T1；进一步地，“非相关重要”故障数据根据不同时间段、所检查飞机的数量、发现相关故障的数量，利用最小二乘法进行线性回归，判断故障数量随着维修间隔调整引起的变化Δn所占总维修事件样本量的百分比是否超过所对应维修任务类别的拒绝域。进一步地，步骤1)中将采集的数据与MRBR任务数据库中的对应“相关重要”、“非相关重要”及“非重要”数据进行匹配确定类型。进一步地，拒绝域的确定：对于任务属于安全类维修任务的：对于5类维修任务根据下列公式计算拒绝域：对于8类维修任务根据下列公式计算拒绝域：对于任务属于非安全类维修任务的：对于6、7类维修任务根据下列公式计算拒绝域：对于9类维修任务根据下列公式计算拒绝域：其中，NFingding为故障数量，Interval为维修间隔，NTask为任务数量，最终根据搜集的任务数量计算出故障数量。本专利技术具有如下的优点及有益效果：本专利技术在保证安全性及可靠性基础上，依据对服役数据的分析，对计划维修任务进行优化，使维修大纲更有效、更经济，持续降低航空运营商的维修成本。本专利技术结合工程实际，考虑了民用飞机维修工程领域在计划维修方面的常用专业知识及流程，具有全面、简单、实用、可操作性强等特点。附图说明图1为实施例中故障数与飞行小时数最小二乘法进行线性回归图。具体实施方式一种用于民用客机制造商优化其产品计划维修间隔的方法，包括如下的步骤：1)运营商选择：维修间隔调整的基础是服役数据及其数据质量。制造商维修工程人员对运行待优化产品的所有运营商进行审查，包括维修基地及机队运营航线，然后将运营区域与气候分布图进行比对，以确定该产品运营的所有区域及特征，运营商的选择根据：机队大小、飞机年龄、所处地区、运营环境、可用的连续维修次数；2)根据步骤1)中所选择的运营商进行样本量选择，即从不同年龄、不同地区、不同年利用率的机队中选择一定数量的飞机架数及维修任务数量来代表整个机队的水平。选择能代表整个需要优化的机队满足维修间隔优化需求的选择数目飞机、维修任务次数：采用如下的方式进行计算：计算方法如下：第一步：其中m为大群体样本量，本专利技术中为中间计算值，用于求解所需任务数量n，Zα/2取1.96，置信度水平为95％时，本专利技术中要求置信度水平不低于95％，因此本专利技术中Zα/2取1.96，p为可接受故障数比例，c为置信区间，航空界一般取0.05左右，具体值由当局和航空制造商确定，优选地，c取0.06本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于民用客机制造商优化其产品计划维修间隔的方法，其特征在于，包括如下的步骤：1)运营商选择：制造商维修工程人员对运行待优化产品的所有运营商进行审查，包括维修基地及机队运营航线，然后将运营区域与气候分布图进行比对，以确定该产品运营的所有区域及特征，运营商的选择根据：机队大小、飞机年龄、所处地区、运营环境、可用的连续维修次数；2）样本量选择，选择能代表整个需要优化的机队满足维修间隔优化需求的选择数目飞机、维修任务次数：采用如下的方式进行计算：计算方法如下：第一步计算样本量：m=Z/22p1pc2;其中m为大群体样本量，Z/2为标准正态分布，p为可接受故障数比例，c为置信区间；第二步：根据所计算的样本量计算所需任务数量：所需任务数量n=m{1+m1/S};其中S为所选的任务总量，S=AU*FS*NY/INT其中AU为年使用率，FS为机队飞机总量，NY所搜集数据年数，INT现有维修间隔；所需飞机数量：N=n*FS/S；3）数据验证和分类：将步骤1来自航空运营商的服役数据按照步骤2的方法收集后分为“相关重要”、“非相关重要”及“非重要”三类；4）将步骤3）中“相关且重要”的数据建立主故障数据表，主故障数据表包括：故障发现日期、故障发生时的飞行小时数、飞机类型、运营商名称、任务完成次数；5）根据步骤4）建立的主故障数据表的数据按照故障数据所属类别分别以飞行小时数为横坐标，以故障数量为纵坐标通过最小二乘法进行线性回归，建立维修间隔时间调整与“相关且重要”之间的关系，计算相关重要故障数量的增长率；6）拒绝域选择：根据航空制造商根据自身的基地维修间隔/航线维修间隔及适航规章制度来规定MSG?3各类故障的最大或可接受的故障概率；判断“相关重要”的数据所属故障类别，确定拒绝域；7）进行假设检验，采用泊松分布模型判断维修间隔调整后故障数所占的比例是否落入拒绝域，并判断是否满足置信度；计算如下：泊松分布模型：P{x/Poisson}=(λnL)xexp(?λnL)/x!其中λ=(故障数量)/{(任务执行数量)x(现有间隔T0)}，将维修间隔扩展至T1，假设有相同的测试点n，使用指数分布对新的维修间隔T1进行重构，计算得到维修间隔调整的置信度；L为新的维修间隔，X等于任务执行数量*拒绝域，P是泊松分布的概率函数，指维修间隔延长到指定间隔后，故障数小于X的概率；8）当修间隔调整后故障数所占的比例是落入拒绝域，并满足行业所规定的置信度的要求时，将维修时间扩展至T1。...

【技术特征摘要】
1.一种用于民用客机制造商优化其产品计划维修间隔的方法，其特征在于，包括如下的步骤：1)运营商选择：制造商维修工程人员对运行待优化产品的所有运营商进行审查，包括维修基地及机队运营航线，然后将运营区域与气候分布图进行比对，以确定该产品运营的所有区域及特征，运营商的选择根据：机队大小、飞机年龄、所处地区、运营环境、可用的连续维修次数；2)样本量选择，选择能代表整个需要优化的机队满足维修间隔优化需求的飞机数量、所需任务数量：采用如下的方式进行计算：计算方法如下：第一步计算样本量：其中m为大群体样本量，Z/2为标准正态分布，p为可接受故障数比例，c为置信区间；第二步：根据所计算的样本量计算所需任务数量：所需任务数量其中S为所选的任务总量，S＝AU*FS*NY/INT其中AU为年使用率，FS为机队飞机总量，NY所搜集数据年数，INT现有维修间隔；所需飞机数量：N＝n*FS/S；3)数据验证和分类：将步骤1)来自航空运营商的服役数据按照步骤2)的方法收集后分为“相关重要”、“非相关重要”及“非重要”三类；4)将步骤3)中“相关重要”的数据建立主故障数据表，主故障数据表包括：故障发现日期、故障发生时的飞行小时数、飞机类型、运营商名称、维修任务完成次数；5)根据步骤4)建立的主故障数据表的数据按照故障数据所属类别分别以飞行小时数为横坐标，以故障数量为纵坐标通过最小二乘法进行线性回归，建立维修间隔与相关重要故障数量之间的关系，计算相关重要故障数量的增长率；6)拒绝域选择：根据航空制造商根据自身的基地维修间隔/航线维修间隔及适航规章制度来规定MSG-3各类故障的最大或可接受的故障概率；判断“相关重要”的数据所属故障类别，确定拒绝域；7)进行假设检验，采用泊松分布模型判断维修间隔调整后故障数所占的比例是否落入拒绝域，并判断是否满足置信度；计算如下：泊松分布模型：P{x/Poisson}＝(λnT1)xexp(-λnT1)/x！其中λ＝(故障数量)/{(任务执行数量)*(现有间隔T0)}，使用泊松分布计算将维修间隔扩展至T1后，故障数小于X的概率；X等于维修任务执行数量*拒绝域；8)当维修间隔调整后故障数所占的比例未落入拒绝域，并满足行业所规定的置信度的要求时，将维修间隔扩展至T1。2.按照权利要求1所述的用于民用客机制造商优化其产品计划维修间隔的方法，其特征在于，将落入拒绝域或置信度小于设定值的维修任务进行逻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，徐志锋，王莹，蒋庆喜，刘余，
申请(专利权)人：中航沈飞民用飞机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：