余 芬，喻益琳，祝世興，馬 鍵

（中國民航大學(xué) 航空工程學(xué)院，天津 300300）

0 引言

飛機(jī)大修，又稱D檢，是飛機(jī)長期運(yùn)行后的全面檢修，必須在維修基地的車間內(nèi)進(jìn)行，飛機(jī)停場時間在10天以上。D檢是最高級別的檢修，對飛機(jī)的各個系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查和裝修。由于D檢間隔一般超過1萬飛行小時，很多飛機(jī)會在D檢中進(jìn)行改裝或更換結(jié)構(gòu)和大部件[1]。隨著我國民航運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，需要進(jìn)行大修的飛機(jī)會越來越多，目前，國內(nèi)能承修飛機(jī)大修的航空維修企業(yè)屈指可數(shù)，并且由于技術(shù)和設(shè)備等方面的差異，和國際上技術(shù)先進(jìn)的公司差距很大，如香港飛機(jī)工程公司進(jìn)行飛機(jī)大修通常只需30天，而國內(nèi)最快的也要42天[2]。飛機(jī)停場時間長短，直接影響維修企業(yè)和航空公司的經(jīng)濟(jì)效益和競爭力。

本文運(yùn)用PERT(Program Evaluation and Review Technique)方法，對B747飛機(jī)大修結(jié)構(gòu)件拆裝作業(yè)流程進(jìn)行分析，劃出作業(yè)流程網(wǎng)絡(luò)圖，計算工序時間參數(shù)，找出關(guān)鍵路徑，對人員和工期進(jìn)行優(yōu)化。最后運(yùn)用Visual Basic編程實現(xiàn)查找關(guān)鍵路線和計算總工時，通過運(yùn)用削峰法對人力資源進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到縮短大修作業(yè)時間的目的。

1 B747飛機(jī)大修作業(yè)流程分析

1.1 B747大修作業(yè)流程介紹

B747大修作業(yè)流程可大致劃分為10個階段，如圖1所示。主要包括，1）進(jìn)場檢查：主要是對發(fā)動機(jī)試車、自動駕駛以及操作系統(tǒng)的檢查、飛機(jī)外表以及燃油滲漏檢查、貨艙裝載系統(tǒng)的檢查；2）發(fā)動機(jī)以及結(jié)構(gòu)件的拆卸：對發(fā)動機(jī)以及襟、副翼等大部件拆卸；3）飛機(jī)褪漆：是對飛機(jī)表面褪漆，以便為機(jī)身外表檢查做好準(zhǔn)備；4）拆件：主要是指客、貨艙內(nèi)部的拆卸；5）裝件：要是對客、貨艙內(nèi)部的改裝，以及對拆卸件檢查修理和安裝；6）發(fā)動機(jī)及結(jié)構(gòu)件的安裝：對拆卸下來的發(fā)動機(jī)和結(jié)構(gòu)件檢查修理和安裝；7）功能檢測：是對大修工作進(jìn)行全面檢查，包括機(jī)械操縱系統(tǒng)，電子、電器系統(tǒng)的測試，8）飛機(jī)外表面噴漆；9）交付客戶批準(zhǔn)；10）試飛[2]。至此完成飛機(jī)大修。

1.2 結(jié)構(gòu)件拆裝作業(yè)時間參數(shù)計算及網(wǎng)絡(luò)圖繪制

根據(jù)B747大修作業(yè)流程和作業(yè)先后順序，將B747大修結(jié)構(gòu)件拆裝作業(yè)流程劃分為32道主工序，工時計算每班按8小時計算，白班無休息日，夜班根據(jù)白班作業(yè)情況不定期安排。采用PERT箭線型網(wǎng)絡(luò)圖劃出大修作業(yè)流程網(wǎng)絡(luò)圖，計算節(jié)點時間參數(shù)，求出時差，根據(jù)時差為0找出關(guān)鍵路徑。工序信息和時間參數(shù)計算結(jié)果如表1所示。時間參數(shù)計算公式如下[3]：

ESi-j為工作i-j的最早開始時間；EFi-j為工作i-j最早完成時間；LSi-j為工作i-j最遲開始時間；LFi-j為工作i-j最遲完成時間；Di-j為工作i-j的工時； Si-j為時差。

圖1 B747大修作業(yè)流程圖

繪制B747大修作業(yè)流程網(wǎng)絡(luò)圖（加粗為關(guān)鍵路徑），如圖2所示。

按照每班8小時，白班無休息日，夜班根據(jù)白班作業(yè)情況安排加班，這樣計算B747大修總工時為722小時。按現(xiàn)在實際人員安排，做出工作天數(shù)與人員坐標(biāo)如圖3所示，從圖3中可見：大修流程資源分布起伏較大，資源最高需求量為T=55時，達(dá)到191人，當(dāng)T=25時最低需求量僅為10人。這種情況造成作業(yè)時間人員分布不均、等待時間較長及作業(yè)效率不高。

2 大修流程優(yōu)化

工期固定，資源均衡的優(yōu)化方法有多種，本文采用削峰法對B747飛機(jī)大修作業(yè)流程進(jìn)行資源優(yōu)化。 削峰法的原理是利用非關(guān)鍵工序的機(jī)動時間,在工期固定的條件下,使得資源峰值盡可能減小。人員和時間計算公式如下：

表1 B747飛機(jī)大修作業(yè)工序及時間參數(shù)計算

圖2 流程優(yōu)化前網(wǎng)絡(luò)圖

圖3 流程優(yōu)化前人力資源圖

R為人員數(shù)量；ri-j為工作在i-j時區(qū)內(nèi)人員；Th為資源最高峰時段(max[R])的最后時刻；Si-j為工作i-j的總時差；ESi-j為工作i-j的最早開始時間。根據(jù)公式（6）、（7）優(yōu)化步驟如下：

1）當(dāng)DT＜0，則說明該工作不可以向右移出高峰時段；當(dāng)所有工作DT＜0，則該高峰不可削低，應(yīng)找出網(wǎng)絡(luò)計劃資源次高峰時段，重復(fù)本步驟。

2）當(dāng)DT＞0，則說明該工作可以向右移出高峰時段，使得峰值減小，并且不影響工期。當(dāng)有多個工作DT＞0，應(yīng)選擇DT＞0值最大的工作向右移出高峰時段。

3）將選定的非關(guān)鍵工作ri-j改為從Th處開始：ESi-j＝ Th。

4）繪制出調(diào)整后的網(wǎng)絡(luò)計劃圖，統(tǒng)計出每個時間單位內(nèi)的資源需要量R。

5）重復(fù)上述2）、3）步驟，直至高峰時段的峰值不能再減少，資源優(yōu)化即告完成[5]。

人員需要量最高峰時段為：RMAX＝191，T＝55，則時間單位T＝55的所有工序的機(jī)動時間為：DT20-21＝ -10；DT21-22＝ 106；DT21-31＝ -6；DT21-29＝ 130；DT21-24＝ 138；DT21-25＝ 108；DT21-26＝ 108；DT21-30＝ 146；DT21-27＝ 146；DT21-28＝150；

由計算結(jié)果可知DT21-22＝106＞0，且是所有機(jī)動時間中最大的，故將工序21→22向后移動1個時間單位，即8小時，然后劃出第一次調(diào)整后的時標(biāo)圖（因篇幅所限圖略），統(tǒng)計出每個時間單位內(nèi)的人員需要量R。重復(fù)以上步驟, 直至高峰時段的峰值不能再減少，該時段資源優(yōu)化完成。按照上述方法當(dāng)T=4時段時，人力資源消耗為140人，運(yùn)用上述方法，對該時段進(jìn)行資源優(yōu)化，優(yōu)化后各工序的開始時間如表2所示。

表2 優(yōu)化后各工序開始時間表

劃出優(yōu)化后人力資源分布圖，如圖4所示，優(yōu)化后人員最多為104人，出現(xiàn)在DT＝28；而DT＝55時人員為92人，在總工期不變的情況下,人員分布均衡。

圖4 優(yōu)化后的人力資源圖

衡量資源消耗是否均衡，可采用資源消耗方差值進(jìn)行衡量，資源消耗方差值越低，則資源分配越均衡。計算公式如下式（8）：T為時間段數(shù)量；R為各個時間段上人員數(shù)量；由式（8）得，優(yōu)化前人員消耗方差s為：s＝化后，人力資源如圖4所示，此時人力資源量消耗方差s為：s＝上述得到優(yōu)化前人力資源量消耗的方差s＝927.919，資源需求量最高峰為191人；優(yōu)化后資源量消耗的方差 s＝310.186，資源量需求量最高峰為104人。由此可以看出在一定程度上，資源消耗得到均衡，更合理。

3 結(jié)束語

本文通過運(yùn)用PERT技術(shù)，繪制了B747飛機(jī)大修流程網(wǎng)絡(luò)圖以及人力資源圖，計算出關(guān)鍵路徑和總工期，并運(yùn)用削峰法對大修流程進(jìn)行資源和工期的優(yōu)化，最后使資源需求分布更合理，最后運(yùn)用VB進(jìn)行了軟件開發(fā)，達(dá)到時間參數(shù)計算、關(guān)鍵路徑查找，資源優(yōu)化三個功能。對飛機(jī)大修作業(yè)流程的優(yōu)化有一定的應(yīng)用價值。

[1] 鄭東良.航空維修管理[M].北京: 國防工業(yè)出版社, 2006.

[2] 余芬, 王寧云, 等.PERT技術(shù)在B747飛機(jī)大修安裝件作業(yè)中的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動化, 2011.04: 35-38.

[3] 梁世連.工程項目管理[M].北京: 北京交通大學(xué)出版社,2006.

[4] 鄺英強(qiáng).工程網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵路線的確定方法及其比較[J].華南理工大學(xué)學(xué)報, 1997, 04: 51-54.

[5] 劉在今, 杜曉玲.改進(jìn)削高峰法在網(wǎng)絡(luò)計劃優(yōu)化中的應(yīng)用[J].四川建筑科學(xué)研究, 2007, 02: 197-199.

[6] 龔沛曾, 楊志強(qiáng), 等.Visual Basic程序設(shè)計教程[M].北京:高等教育出版社, 2007.