摘要：隨著航空事業(yè)的發(fā)展，航空備件逐漸成為了影響廣大航空公司經(jīng)營(yíng)、管理的重要組成部分。同時(shí)也成為了航空公司效益和信譽(yù)的直接影響因素。通常而言，航空備件主要有六種較為典型的故障特性。下文中筆者就航空備件的故障模型建立作為切入點(diǎn)，運(yùn)用故障函數(shù)分布測(cè)算了航空備件的故障率，并針對(duì)模型檢驗(yàn)和參數(shù)估計(jì)做出了一定的闡述。希望能為廣大航空公司的航空備件故障處理和可靠性維護(hù)提供一些淺薄的意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：可靠性與維修性;航空備件;需求與應(yīng)用

無(wú)可厚非，航空備件的維修、保養(yǎng)以及其自身的可靠性直接影響了航空公司總體運(yùn)行的效益。隨著高興科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航空備件的需求和應(yīng)用逐漸成為了保障航空安全的重要課題。另一方面，航空擺件的預(yù)測(cè)問(wèn)題和備件需求也成為了航空備件維修性和可靠性的重要內(nèi)容。維持，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了詳盡的研究。

一、航空備件故障模型建立

現(xiàn)階段，全世界較為著名的諸如麥道、空客以及波音等飛機(jī)制造公司在向各大航空公司提供備件的數(shù)量計(jì)算方法中依然沿用了齊次泊松過(guò)程。這種所謂的齊次泊松過(guò)程較為簡(jiǎn)便和快捷。但是在實(shí)質(zhì)上卻與實(shí)際發(fā)生了較大的偏差。因此，根據(jù)現(xiàn)階段航空備件的六種故障特性來(lái)看，首先應(yīng)當(dāng)構(gòu)建一個(gè)航空備件故障的模型。

其次，通過(guò)建立的航空備件故障分布模型利用歷史數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行較為詳盡的模型檢驗(yàn)和參數(shù)估計(jì)，以確定其故障的具體幾何分布函數(shù)。最終在推薦應(yīng)用維修度值。其中，不同的航空備件維修方式不同，預(yù)測(cè)計(jì)算亦不同，因此需要借鑒實(shí)例進(jìn)行分析和比較。

通常來(lái)說(shuō)，根據(jù)建立的航空備件故障模型可以得出一個(gè)復(fù)雜的可修系統(tǒng)分析。而一般此系統(tǒng)可以順利推算出維修的五種不同狀態(tài)，即修復(fù)如舊、修復(fù)如新、修復(fù)較新、修復(fù)介于新舊之間、修復(fù)較差。所以，航空備件故障模型的建立是航空備件通過(guò)應(yīng)用和預(yù)測(cè)分析可靠性和維修性的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。

二、航空備件的故障分布函數(shù)及其故障率的測(cè)算

通常來(lái)說(shuō)，隨著航空事業(yè)的發(fā)展，航空備件的故障基本上可以分為六個(gè)不同類型。故而其故障率也就呈現(xiàn)出六種不同的類型。具體故障曲線如下圖1所示：

圖1

在上述圖示中，曲線F和曲線E和曲線D相比往往存在前期差異，而且時(shí)間相當(dāng)短。因此，在故障分布函數(shù)的構(gòu)建和故障分布律的測(cè)算過(guò)程中往往將D、F都?xì)w結(jié)于曲線E大類，都可以看做是一種故障率恒定的狀況。其中，A、B、C和E為不同形式。A即浴盆曲線;B則是威布爾曲線，用以表現(xiàn)故障的上升率;C就是一種展現(xiàn)故障率上升的直線。最終，通過(guò)可靠性理論便可以構(gòu)建得到浴盆曲線模型（與曲線A相呼應(yīng)）、威布爾分布函數(shù)模型（對(duì)應(yīng)曲線B）、線性遞增函數(shù)曲線分布函數(shù)（對(duì)應(yīng)曲線C）、分布函數(shù)（對(duì)應(yīng)曲線E）。

三、模型檢驗(yàn)和參數(shù)估計(jì)

上述的四種分布函數(shù)模型是針對(duì)航空備件進(jìn)行故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和進(jìn)行模型檢驗(yàn)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。通常來(lái)說(shuō)，模型檢驗(yàn)需要由完備的參數(shù)可以進(jìn)行估計(jì)，并運(yùn)用極大值似然估計(jì)和圖形法進(jìn)行估算。一般而言，圖形法采用的故障分布估計(jì)模型檢驗(yàn)可以運(yùn)用一下方法：

R（ti）=1-（i-0.3）/（n+0.4）

一旦涉及到航空備件估測(cè)和檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)太過(guò)于龐大，模型檢驗(yàn)通常采用的是X2的檢驗(yàn)方法。反之，如果樣本數(shù)據(jù)較小則可以采用K-S法進(jìn)行檢驗(yàn)連續(xù)函數(shù)。其中K-S檢驗(yàn)法往往需要鑒定一個(gè)總體函數(shù)分布F（x），其中總體x是未知的，而從x1到xn都僅僅是一個(gè)樣本。一旦出現(xiàn)顯著性水平a，一旦Dn大于Dna，H00當(dāng)表示為拒絕。最終，通過(guò)模型檢驗(yàn)獲取Dn之后，其相對(duì)的模型檢驗(yàn)結(jié)果就是故障數(shù)據(jù)與之相互對(duì)應(yīng)的分布模型。

四、維修性對(duì)備件需求量的影響

依據(jù)實(shí)際的維修情況來(lái)看，通常情況下我們都采用廣義的更新過(guò)程來(lái)解決航空設(shè)備維修中對(duì)備件需求量影響的問(wèn)題。因此通常都在Kijima中引入虛壽命的概念。主要用公式就可以表現(xiàn)為：

這里的An指的第n次維修后航空備件的壽命，而當(dāng)An=An-1+qXn=qSnn"=1，2....時(shí)，其中里面的q表示的是維修度參數(shù)。

現(xiàn)在這里說(shuō)的維修度參數(shù)指的是航空設(shè)備發(fā)生故障并經(jīng)過(guò)維修后能夠恢復(fù)的程度。

一般情況下可以將航空備件分為不可修件及可修件，在這里將不可修件當(dāng)作是q=0的可修件進(jìn)行處理;對(duì)于可修件來(lái)說(shuō)，由于在實(shí)際情況下出現(xiàn)的q<0或q>1的情況是比較少見(jiàn)的，因此，在這里不做考慮。也就是說(shuō)當(dāng)q=0時(shí)，主要考慮的應(yīng)當(dāng)是航空備件需求量更新過(guò)程的計(jì)算方式;當(dāng)q=1時(shí)，主要采用的是非齊次泊松方式進(jìn)行航空備件需求量的計(jì)算。

為了更加清楚地說(shuō)明以上的情況，下面將通過(guò)簡(jiǎn)單的故障率函數(shù)圖來(lái)進(jìn)行不同q值的具體情況。

（一）維修度估計(jì)

維修度估計(jì)一般對(duì)應(yīng)的是廣義更新過(guò)程中的參數(shù)估計(jì)，在這里又可以分為兩種情況即：故障截止與時(shí)間截止。故障截止通常指的是第n次故障出現(xiàn)時(shí)結(jié)束;時(shí)間截止通常是指第n次維修后的工作時(shí)間仍然是是正常的。

（二）蒙特卡羅仿真

根據(jù)已經(jīng)介紹過(guò)的不同函數(shù)，現(xiàn)在普遍都是采用蒙特卡羅仿真來(lái)預(yù)測(cè)故障的發(fā)生期望值。這里說(shuō)的模擬預(yù)測(cè)主要是為了得到一組備件的故障數(shù)據(jù)，并歌劇故障數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行分析及參數(shù)估計(jì)及模型檢驗(yàn)。從而計(jì)算出對(duì)應(yīng)的模型參數(shù)的估計(jì)值以及相應(yīng)的檢驗(yàn)值。從而判斷出這個(gè)零件是否為不可修件或是可修件。

五、算例分析

當(dāng)對(duì)航空裝備的零件進(jìn)行故障數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)調(diào)查分析時(shí)，一般會(huì)得到一組較多的故障數(shù)據(jù)，運(yùn)用相關(guān)的函數(shù)進(jìn)行分析后，從而判斷出這個(gè)零件的是否可以繼續(xù)使用或能維修。當(dāng)然，如果是不可維修件就采用蒙特卡羅仿真法對(duì)故障的次數(shù)進(jìn)行仿真研究，從而計(jì)算出不同時(shí)間內(nèi)進(jìn)行完全維修需要幾次故障次數(shù)。

如果這個(gè)零件是可以維修的，且其故障的分布呈現(xiàn)出威布爾分布的特點(diǎn)。這個(gè)時(shí)候就可以采用廣義上的更新過(guò)程來(lái)重新估計(jì)參數(shù)值，并通過(guò)相關(guān)的公式計(jì)算出不同時(shí)間段內(nèi)嗦發(fā)生的故障次數(shù)。這樣才能保證在對(duì)設(shè)備維系時(shí)，能準(zhǔn)確、迅速的找到故障點(diǎn)及故障原因。

通過(guò)以上的介紹，可以了解當(dāng)維修度比較大時(shí)，其所對(duì)應(yīng)的故障次數(shù)要比維修度等于0時(shí)的要大。而且這個(gè)差異會(huì)隨著時(shí)間的推移與維修度的變大不斷的增大。實(shí)際上，這種變化是符合設(shè)備維修的實(shí)際情況特點(diǎn)的，

也就是說(shuō)在經(jīng)過(guò)維修之后，不能達(dá)到與維系之前相當(dāng)?shù)睦硐胨?。?dāng)然，這不僅僅是因?yàn)榫S修人員能力或維修技術(shù)的問(wèn)題，這還取決于這個(gè)零件本身的質(zhì)量及其損壞的程度。并且當(dāng)應(yīng)用完全維修時(shí)，平均的故障次數(shù)會(huì)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而增加，還會(huì)增加每次維修時(shí)的難度。

在維修時(shí)由于會(huì)考慮到設(shè)備可修件的平均故障次數(shù)及對(duì)其正常工作時(shí)間的影響，因此，設(shè)備的可修件會(huì)隨著時(shí)間的增加及維修次數(shù)的增加，降低其使用壽命，這說(shuō)明設(shè)備不是無(wú)限可修的。當(dāng)然，這是符合事物發(fā)展規(guī)律與可修件實(shí)際特點(diǎn)的。

六、結(jié)束語(yǔ)

航空備件的可靠性和維修性直接決定了其自身的應(yīng)用和需求。不斷改進(jìn)航空備件的可靠性，確保其維修和保養(yǎng)能夠跟上航空安全的新發(fā)展和新要求，是可靠性和維修性視閾下航空備件需求和應(yīng)用探究的最終目標(biāo)。本文擬通過(guò)故障分布模型和故障率的測(cè)試為廣大航空公司確定備件故障數(shù)據(jù)提供了一些可供參考的意見(jiàn)。希望航空備件的精度能夠更上一層樓。

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