巢琥　吳瀟潔　魏東濤

摘 要 中國的民航地面設備是整個裝備制造領域中對于安全性和可靠性要求最高的設備集群之一，其保障能力直接影響航空飛行的效率和安全。本文研究了民航地面設備的保障特點，提出了適用的仿真模型，給出了維修保障決策優(yōu)化的方法。

關(guān)鍵詞 民航 保障 決策優(yōu)化

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A

隨著我國民航行業(yè)的迅猛發(fā)展，民航機種（型）多、數(shù)量大，保障設備數(shù)量大、種類多，維修保障能力不足制約著民用航空業(yè)的發(fā)展。在民航裝備保障過程中，一方面是要求有足夠的備件庫存，以滿足維修需求，另一方面又要求提高庫存的利用率，避免資金浪費。因此，需結(jié)合維修保障的實際需求，搜集裝備組成單元和備件數(shù)據(jù)，建立算法模型，評估維修保障能力，進行定性分析和量化研究。

1保障評估指標的建立

結(jié)合民航保障裝備的具體情況，應重點圍繞民航裝備的可用性和任務成功性開展效能評估研究。根據(jù)《可靠性維修性保障性術(shù)語》中對可用性有明確定義：可用性是指產(chǎn)品在任一時刻需要和開始執(zhí)行任務時，處于可工作或可使用狀態(tài)的程度，可用性的概率度量稱為可用度。結(jié)合可用性定義分析可知，民航設備發(fā)生故障或者進行維修以及維護保養(yǎng)工作時，其處于不可用的狀態(tài)。因此，可從定義民航地面設備在一定時間內(nèi)故障發(fā)生次數(shù)或發(fā)生頻率以及消除故障所需時間等方面來描述民航地面設備是否處于可用狀態(tài)，即可通過分析民航地面設備的可靠性、維修性等來間接分析確定其可用性水平。為保證結(jié)果的準確性，在評估中將一些與航空民航地面設備相關(guān)的測試性等指標在維修性中體現(xiàn)。可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。維修性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進行維修時，保持或恢復到規(guī)定狀態(tài)的能力。

2仿真模型選擇

目前裝設備維修保障使用的主要模型如下：

2.1 LCOM（Logistics Composite Model）模型

該模型是由美國空軍后勤司令部航空系統(tǒng)中心（ASC）與美國蘭德公司從20世紀60 年代開始合作開發(fā)的裝備評估與分析仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要基于統(tǒng)計學原理和蒙特卡洛法仿真，目前已成為美空軍主要的保障性仿真模型。

2.2 SCOPE模型

該模型是美空軍建模中心（AFMC）開發(fā)的保障性仿真模型，它可以用于以下評估：設置零散供應級與批量級的供應水平；為基地的可修件編程修理計劃；管理橫向補給；當批量供應級單位缺貨時為備件確定分配的優(yōu)先性。

2.3 SIMLOX模型

該模型是瑞典系統(tǒng)與后勤工程公司（SYSTECON）開發(fā)的一個效能仿真模型，用來進行保障系統(tǒng)效能分析。該模型能夠針對裝備交付使用后影響效能的因素（例如保障體制、保障資源、備件配置、作戰(zhàn)訓練任務等）進行建模仿真，并最終輸出裝備效能的評估結(jié)果。

目前國外對裝備進行效能評估的方法主要有層次分析法、ADC法、綜合模糊評估法、神經(jīng)網(wǎng)絡評估法、主成分分析法、數(shù)據(jù)包分析法、指數(shù)法、Petri網(wǎng)分析法、模塊化評估結(jié)構(gòu)模型、SEA方法等。這些方法和模型以評估目的為中心，不少業(yè)內(nèi)人士從不同角度探討了系統(tǒng)的評估問題，在實際中取得了許多成果。

Kagazyo不僅基于技術(shù)指標，而且還基于資源、社會等指標，采用層次分析法對能源方案的選取進行了詳盡的評估。

Satty則對層次分析法理論作了進一步研究，指出：可信的決策理論根據(jù)評估指標的排序（ranks）與優(yōu)先權(quán)（priority）應該得到維修的評估方案，而用幾何平均數(shù)法、對數(shù)最小二乘法、最小二乘法等其它方法生成優(yōu)先權(quán)向量（priority vectors）時會使最終的評估結(jié)果出現(xiàn)不一致的情況。為克服上述弊端，Satty主張采用主特征值法（principal eigenvalue method）進行排序。

Bevilacqua等已將層次分析法用于意大利一家十分重要的煉油廠維護方案的選取問題，并且為提高AHP方法的效率采用了靈敏度分析法。

Ishibuchi將方案決策看作分類問題，并使用神經(jīng)網(wǎng)絡作分類系統(tǒng)，同時探討了用其進行軟決策的各種技術(shù)。

Molina則認為人工神經(jīng)網(wǎng)絡是方案評估中一種很有效率、潛力的方法，并將其應用于橋梁系統(tǒng)的性能評估。

Tamura等將層次分析法與神經(jīng)網(wǎng)絡相結(jié)合，提出了神經(jīng)層次分析法（neural AHP），并在柔性制造系統(tǒng)的多目標評估中證明了其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的層次分析法。

Kaplan和Orr提出一個檢測裝備后勤保障人員的最佳分配模型，這個模型確定最佳維修方案和備件儲存。

Neumann 和Ulam在20世紀40年代提出了蒙特卡羅方法也叫隨機抽樣模擬或是統(tǒng)計模擬的方法。它是一種極其重要的數(shù)值計算方法，以概率相關(guān)理論為基礎，一般通過計算機產(chǎn)生隨機數(shù)或是偽隨機數(shù)來仿真實際生活中的一些隨機現(xiàn)象。

通過研究以上算法和模型，結(jié)合民航地面設備維修保障特點，采用蒙特卡羅方法對地面設備部件單元的故障率進行仿真，在備件維修和更換過程中采用排隊論進行模擬較為適宜。

3保障能力優(yōu)化及驗證

在完成民航地面設備指標體系構(gòu)建，并確定需開展的工作項目及實施方法后，應按照設計的模型算法和評估方式，選擇一型民航地面設備進行模擬評估。通過對評估過程及評估結(jié)果進行分析，進一步驗證所設計評估方式的正確性，并給出相應合理的改進建議。

參考文獻

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