賈寶惠，劉彥波,*，盧翔，童帥

1.中國(guó)民航大學(xué) 航空工程學(xué)院，天津 300300 2.民生金融租賃股份有限公司，北京 100873

維修大綱作為民用飛機(jī)維修管理系統(tǒng)指導(dǎo)性文件，其核心內(nèi)容是確定維修任務(wù)和維修間隔，而維修任務(wù)和間隔制定的合理與否直接影響飛機(jī)的適航安全性和維修經(jīng)濟(jì)性[1-2]。民機(jī)結(jié)構(gòu)維修大綱的制定需要基于一定的利用率參數(shù)，即通常設(shè)定一個(gè)主要控制參數(shù)，如飛機(jī)FC(Airplane Flight Cycles)或日歷時(shí)間。當(dāng)主要參數(shù)在使用過(guò)程中發(fā)生偏離，應(yīng)給予特殊說(shuō)明。對(duì)于新研制的飛機(jī)、商用機(jī)改公務(wù)機(jī)等，普遍存在利用率低于正常利用率的情況，要求對(duì)大綱進(jìn)行調(diào)整或執(zhí)行該機(jī)型的低利用率維修大綱，以滿(mǎn)足局方對(duì)低利用率維修方案的要求[3]。

飛機(jī)利用率指一架飛機(jī)在一定時(shí)間內(nèi)(一年或一日)提供的生產(chǎn)飛行小時(shí)數(shù)，它是從時(shí)間的角度反映飛機(jī)的利用程度。飛機(jī)的利用程度有廣義、狹義之分，狹義的飛機(jī)利用程度僅指飛機(jī)的時(shí)間利用；而廣義的飛機(jī)利用程度則包括飛機(jī)的時(shí)間利用、飛機(jī)的噸位利用(如出港載運(yùn)率)和飛機(jī)載運(yùn)能力的利用(如航線(xiàn)載運(yùn)比率)[4]。

波音、空客擁有大量的飛機(jī)實(shí)際運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)等研究經(jīng)驗(yàn)，使之便于對(duì)結(jié)構(gòu)維修大綱制定及完善[5]。A320系列飛機(jī)的MRBR(Maintenance Review Board Report)中規(guī)定：年利用率明顯小于1 600 FH(Airplane Flight Hours)的飛機(jī)應(yīng)當(dāng)調(diào)整為低利用率維修大綱；2006年空客公司發(fā)布A320系列飛機(jī)的MPD(Maintenance Planning Document)中，首次提出了低利用率維修方案建議；Boeing 737NG系列飛機(jī)MRBR中規(guī)定年飛行小時(shí)小于1 200 FH的飛機(jī)應(yīng)該采用低利用率維修大綱。

中國(guó)對(duì)民機(jī)結(jié)構(gòu)維修大綱的研究起步較晚，已取得一些成果[6-9]，但在維修大綱與利用率的匹配研究方面幾乎處于空白。馮子寒通過(guò)分析A320系列飛機(jī)低利用率維修方案的制定要求，總結(jié)出A320系列飛機(jī)低利用率建議值的項(xiàng)目選擇和間隔計(jì)算方法[3]；李玫和史珂從維修任務(wù)量、生產(chǎn)控制難度、工程管理難度、飛機(jī)出勤率等方面，針對(duì)新舟600飛機(jī)高利用率(單機(jī)年飛行時(shí)間>1 200 h)和低利用率(單機(jī)年飛行時(shí)間<1 000 h)維修大綱進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明：高利用率維修大綱對(duì)單機(jī)年飛行時(shí)間介于1 000 h和1 200 h之間的用戶(hù)來(lái)說(shuō)更經(jīng)濟(jì)、有效[10]。

綜上分析，中國(guó)對(duì)于結(jié)構(gòu)維修大綱的制定方法開(kāi)展了一定的研究，但基本沒(méi)有考慮飛機(jī)利用率對(duì)結(jié)構(gòu)維修間隔的影響。因此，從飛機(jī)利用率角度出發(fā)，系統(tǒng)地闡述飛機(jī)利用率對(duì)維修間隔的影響以及不同利用率條件下如何科學(xué)地制定合理的維修間隔具有重要的工程意義。本文從飛機(jī)的狹義利用率——利用時(shí)間的角度，通過(guò)分析不同利用率對(duì)指標(biāo)權(quán)重的影響，利用K-means算法和AHP(Analytic Hierarchy Process)-熵值法建立結(jié)構(gòu)維修間隔與利用率的匹配模型；最后通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了模型的有效性。

1 K-means算法和組合賦權(quán)法

1.1 K-means算法

采集原始數(shù)據(jù)后，如何辨別數(shù)據(jù)的有效性以及如何從有效數(shù)據(jù)中選擇最客觀(guān)合理的數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)預(yù)處理的核心問(wèn)題。聚類(lèi)分析作為數(shù)據(jù)挖掘與統(tǒng)計(jì)分析研究的一個(gè)重要方法，對(duì)數(shù)據(jù)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)特性的識(shí)別有著極其重要的作用。但是多維數(shù)據(jù)集的結(jié)構(gòu)形式繁多，不易找出一種普遍適用的聚類(lèi)算法解決問(wèn)題[11]。

K-means算法用于信號(hào)處理，具有簡(jiǎn)單、快速，處理大數(shù)據(jù)時(shí)具備相對(duì)可伸縮和高效等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域。K-means算法是通過(guò)迭代不斷地改變有效數(shù)據(jù)集的聚類(lèi)中心，使所有有效數(shù)據(jù)到其聚類(lèi)中心的距離總和最小，使目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最優(yōu)化[12]。

1.2 層次分析法

層次分析法由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家匹茨堡大學(xué)教授Thomas L. Saaty提出的一種多準(zhǔn)則決策方法，該方法是將與決策問(wèn)題有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、指標(biāo)等若干層次，通過(guò)大量的科學(xué)調(diào)查和運(yùn)用定量與定性相結(jié)合的方法，為多目標(biāo)、多準(zhǔn)則或無(wú)結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問(wèn)題提供便捷的優(yōu)化策略,近而確定各指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重值[13-14]。

AHP確定權(quán)重流程如圖1所示。

由圖1知，根據(jù)指標(biāo)層次模型，采用1～9標(biāo)度法構(gòu)造判斷矩陣A；利用平均隨機(jī)一致性指標(biāo)計(jì)算的一致性比例來(lái)驗(yàn)證A的一致性，方根法計(jì)算A的特征向量W,即指標(biāo)權(quán)重向量W=[ω1ω2…ωn]T。

由判斷矩陣A解得的特征向量可得到單準(zhǔn)則下指標(biāo)權(quán)重，即指標(biāo)單排序權(quán)重，再將所有單排序權(quán)重加權(quán)平均計(jì)算出指標(biāo)層元素相對(duì)于目標(biāo)層的總體權(quán)重，即指標(biāo)總排序權(quán)重，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

(1)

(2)

(3)

式中：CI=(λmax-n)/(n-1),λmax為A的最大特征根；n為矩陣A的階數(shù)；RI值由查表得到；ω為指標(biāo)權(quán)重。

圖1 AHP確定指標(biāo)權(quán)重流程Fig.1 Flowchart of determining indexes weight by AHP

當(dāng)CR(k)<0.1時(shí)，認(rèn)為遞階層次結(jié)構(gòu)在k層水平以上的所有判斷矩陣具有一致性，即可認(rèn)為指標(biāo)層元素相對(duì)于目標(biāo)層的權(quán)重是合理的。

1.3 熵值法

計(jì)算系統(tǒng)中第j項(xiàng)的指標(biāo)熵值ej為

(4)

計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的差異性系數(shù)gj為

gj=1-ej,j=1,2,…,h

(5)

可以看出：如果某個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵值越小，就表明其指標(biāo)值的變異程度越大，在綜合評(píng)價(jià)中所起的作用越大，則其權(quán)重也應(yīng)越大；反之亦然[15-16]。熵值法利用系統(tǒng)指標(biāo)包含信息量的多少來(lái)影響權(quán)重，且指標(biāo)的相對(duì)重要性由熵值度量，故熵值法更適用于指標(biāo)熵值小的評(píng)估問(wèn)題。

1.4 組合賦權(quán)法

利用樣本數(shù)據(jù)自身的信息和指標(biāo)差異性系數(shù)，以此來(lái)修正改進(jìn)層次分析法得出的指標(biāo)權(quán)重，得出優(yōu)化賦權(quán)組合

(6)

式中：pj為AHP-熵值法的綜合指標(biāo)權(quán)重；ωj為層次分析法計(jì)算得出的指標(biāo)權(quán)重；gj為熵值法計(jì)算出的指標(biāo)差異性系數(shù)[17]。

2 基于利用率的金屬結(jié)構(gòu)環(huán)境損傷評(píng)價(jià)模型

2.1 環(huán)境損傷評(píng)估指標(biāo)

金屬結(jié)構(gòu)環(huán)境損傷主要是腐蝕引起的。腐蝕一般是由日歷時(shí)間和運(yùn)營(yíng)時(shí)間確定，其特點(diǎn)是由不利環(huán)境造成結(jié)構(gòu)功能惡化。所以除了考慮材料對(duì)應(yīng)力腐蝕和其它腐蝕的敏感性及對(duì)結(jié)構(gòu)件采取的保護(hù)措施之外，還要考慮飛機(jī)結(jié)構(gòu)可能受其暴露在不利環(huán)境中引起的損傷[18-19]。對(duì)于損傷敏感性評(píng)估和及時(shí)性探測(cè)，借鑒國(guó)外做法并結(jié)合國(guó)產(chǎn)民機(jī)研制特點(diǎn)[20-21]，主要考慮以下4個(gè)指標(biāo)：接近性、敏感性、防護(hù)性和可能性。按照各因素之間的屬性關(guān)系，建立如圖2所示的指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)模型。

圖2 結(jié)構(gòu)環(huán)境損傷指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)Fig.2 Hierarchical structure of factors for environmental damage of structure

2.2 低利用率下指標(biāo)層各因素分析

在結(jié)構(gòu)環(huán)境損傷評(píng)價(jià)體系中，結(jié)構(gòu)所遭受的環(huán)境損傷通常是指結(jié)構(gòu)所遭受的腐蝕介質(zhì)、溫度、濕度、應(yīng)力和時(shí)間等因素聯(lián)合作用引起的環(huán)境損傷[21]。接近性、敏感性和防護(hù)性是飛機(jī)結(jié)構(gòu)及材料的固有屬性，若飛機(jī)沒(méi)有經(jīng)過(guò)改裝或結(jié)構(gòu)優(yōu)化，這些因素對(duì)環(huán)境損傷等級(jí)(Environmental Deterioration Rating, EDR)的影響在飛機(jī)全壽命周期內(nèi)基本不變。而可能性則隨著飛機(jī)運(yùn)營(yíng)環(huán)境、季節(jié)及不同利用率情況等因素的變化而改變。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)環(huán)境可以分為總體環(huán)境、局部環(huán)境和細(xì)節(jié)環(huán)境3類(lèi)?？傮w環(huán)境是指整機(jī)所處的外部大環(huán)境，如飛行過(guò)程主要是在8 000 m以上的高空，處于低溫、低濕和鹽霧、SO2等腐蝕介質(zhì)很少的環(huán)境，相比于高空環(huán)境，地面環(huán)境的濕度更高、污染源更多[22]；局部環(huán)境是指飛機(jī)不同部位、不同部件、不同組合件所處的特殊工況條件環(huán)境，如許多區(qū)域存在的電池組和液壓組件等腐蝕液體的泄露；細(xì)節(jié)環(huán)境是指影響僅涉及結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)范圍或某個(gè)零部件的具體部位所承受的腐蝕環(huán)境條件。在低利用率運(yùn)營(yíng)環(huán)境下，環(huán)境損傷可能性的4個(gè)影響因素變化如下：

1) 電解質(zhì)和灰塵聚集：地面塵土雜質(zhì)多，溫度高，塵土?xí)皆诮Y(jié)構(gòu)表面或經(jīng)縫隙進(jìn)入機(jī)體，因此發(fā)生電化學(xué)腐蝕的概率增加。

2) 濕氣聚集：地面空氣濕度大，水分滲入到不同構(gòu)件的縫隙中，為腐蝕產(chǎn)生形成了電解質(zhì)通路，導(dǎo)致發(fā)生電化學(xué)腐蝕的概率增加。

3) 泄露：飛機(jī)結(jié)構(gòu)中很多區(qū)域存在有電池組和液壓組件，旅客流量、起降次數(shù)減少和維修次數(shù)減少，造成的區(qū)域結(jié)構(gòu)損傷減少，泄露概率降低。

4)異常情況的影響：主要指由于諸如腐蝕、振動(dòng)等異常情況的出現(xiàn)造成的保護(hù)層惡化的概率，依具體運(yùn)營(yíng)情況而定。

另一方面，金屬結(jié)構(gòu)環(huán)境損傷主要表現(xiàn)為應(yīng)力腐蝕，其中腐蝕疲勞是應(yīng)力腐蝕的一種重要形式。通過(guò)上述分析發(fā)現(xiàn)，盡管飛機(jī)在低利用率情形下，引起金屬結(jié)構(gòu)腐蝕的電解質(zhì)聚集程度和濕度相對(duì)增大，但因飛機(jī)起降次數(shù)和飛行時(shí)間相對(duì)減少，使交變載荷循環(huán)次數(shù)大大減少，故發(fā)生腐蝕疲勞的概率降低。因此，在低利用率下民機(jī)結(jié)構(gòu)環(huán)境損傷的可能性指標(biāo)是降低的。

綜上分析，在正常利用率和低利用率下，飛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)環(huán)境損傷準(zhǔn)則層各指標(biāo)的變化情況見(jiàn)圖3。

圖3 指標(biāo)變化對(duì)比Fig.3 Comparison of changes of indexes

2.3 民機(jī)結(jié)構(gòu)環(huán)境損傷指標(biāo)評(píng)級(jí)

在對(duì)具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行環(huán)境損傷分析時(shí)，應(yīng)綜合考慮各因素自身及因素間相互影響、因素權(quán)重等信息，借助設(shè)計(jì)與維修工作小組、工業(yè)指導(dǎo)專(zhuān)家的判斷、運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)和其他參考數(shù)據(jù)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)級(jí)。表1所示為環(huán)境損傷指標(biāo)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 環(huán)境損傷指標(biāo)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Rating criteria for indexes of environmental damage

2.4 建立維修間隔與利用率匹配模型

建立基于低利用率的各影響指標(biāo)的層次關(guān)系，首先通過(guò)該領(lǐng)域的專(zhuān)家對(duì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；其次利用K-means聚類(lèi)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；再次利用AHP-熵值法計(jì)算綜合指標(biāo)權(quán)重；最后計(jì)算環(huán)境損傷總等級(jí)。具體流程見(jiàn)圖4。

圖4 基于利用率的民機(jī)結(jié)構(gòu)環(huán)境損傷評(píng)估模型Fig.4 Evaluation model for environmental damage of aircraft structure based on utilization ratio

3 實(shí)例驗(yàn)證

3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

選擇波音Boeing 737-700 ATA53章中背鰭下的機(jī)身蒙皮作為實(shí)例分析的研究對(duì)象，如圖5所示。背鰭下的機(jī)身蒙皮屬于SSI,其所使用的材料為2024-T3，在飛機(jī)的運(yùn)行中會(huì)受到客艙增壓引起的增壓載荷以及機(jī)身整體彎曲引起的拉壓載荷。將從6家不同企業(yè)收集到的研制和維修數(shù)據(jù)標(biāo)記為A、B、C、D、E和F，利用K-means算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。設(shè)置聚類(lèi)數(shù)為2，迭代停止條件為迭代計(jì)算100次或迭代閾值ε=0.01,滿(mǎn)足其中之一即停止迭代，輸出聚類(lèi)分析結(jié)果，最終篩選出6組數(shù)據(jù)中最客觀(guān)的數(shù)據(jù)作為AHP的判斷矩陣的數(shù)據(jù)。如表2和表3所示。

圖5 背鰭下的機(jī)身蒙皮Fig.5 Fuselage skin under dorsal fin

表2 正常利用率下各準(zhǔn)則層數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果Table 2 Preprocessing results of criteria data for normal utilization

數(shù)據(jù)來(lái)源準(zhǔn)則層接近性敏感性防護(hù)性可能性所屬聚類(lèi)與類(lèi)中心距離所屬聚類(lèi)與類(lèi)中心距離所屬聚類(lèi)與類(lèi)中心距離所屬聚類(lèi)與類(lèi)中心距離所屬聚類(lèi)與類(lèi)中心距離A15.16012.48010.42910.60713.907B12.11312.44020.00020.00023.988C14.15120.98710.42910.60723.752D14.55022.51510.42910.60712.131E20.00013.92211.67912.37422.702F11.90822.59010.42910.60712.700篩選結(jié)果FCA或C或D或FA或C或D或FD

表3 低利用率各準(zhǔn)則層數(shù)據(jù)預(yù)處理結(jié)果Table 3 Preprocessing results of criteria data for low utilization ratio

3.2 組合賦權(quán)法確定指標(biāo)綜合權(quán)重

3.2.1 AHP確定指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)圖2層次結(jié)構(gòu)模型，建立指標(biāo)權(quán)重向量W=[W1W2W3W4]T,Wi為準(zhǔn)則層因素向量。令W1=[ω1ω2ω3]T=[I1I2I3]T作為接近性的評(píng)估指標(biāo)；W2=[ω4ω5]T=[I4I5]T作為敏感性的評(píng)估指標(biāo)；W3=[ω6ω7ω8]T=[I6I7I8]T作為防護(hù)性的評(píng)估指標(biāo)；W4=[ω9ω10ω11ω12]T=[I9I10I11I12]T作為可能性的評(píng)估指標(biāo)。其中：I1為口蓋尺寸；I2為眼睛與SSI距離；I3為設(shè)備稠密度；I4為材料對(duì)應(yīng)力腐蝕的敏感性；I5材料對(duì)其他腐蝕的敏感性；I6為表面處理；I7為底漆；I8為面漆；I9為電解質(zhì)和灰塵聚集的概率；I10為濕氣聚集的程度；I11為泄露的概率；I12為異常情況影響的概率。利用1～9標(biāo)度法建立判斷矩陣，即正常利用率下的判斷矩陣為

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

式中：A1為準(zhǔn)則層矩陣；A2為接近性矩陣；A3為敏感性矩陣；A4為防護(hù)性矩陣；A5為可能性矩陣。

準(zhǔn)則層各因素相對(duì)于目標(biāo)層的權(quán)重向量為

W1=[0.085 5 0.331 3 0.291 6 0.291 6]T

單準(zhǔn)則下各指標(biāo)權(quán)重向量為

接近性：W2=[0.200 0 0.200 0 0.600 0]T

敏感性：W3=[0.500 0 0.500 0]T

防護(hù)性：W4=[0.333 3 0.333 3 0.333 3]T

可能性：W5=[0.371 5 0.371 5 0.163 0

0.094 1]T

指標(biāo)層元素相對(duì)于目標(biāo)層的總排序權(quán)重向量Wii為

接近性：W22=[0.017 1 0.017 1 0.051 3]T

敏感性：W33=[0.165 6 0.165 6]T

防護(hù)性：W44=[0.097 2 0.097 2 0.097 2]T

可能性：W55=[0.108 3 0.108 3 0.047 5

0.027 4]T

低利用率下判斷矩陣為

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

準(zhǔn)則層各因素相對(duì)于目標(biāo)層的權(quán)重向量為

單準(zhǔn)則下各指標(biāo)權(quán)重向量為

0.150 9]T

0.018 9]T

3.2.2 熵值法確定因素差異性系數(shù)

熵值法研究的數(shù)據(jù)來(lái)源于調(diào)查得到的指標(biāo)的評(píng)級(jí)，對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)環(huán)境損傷的12個(gè)影響指標(biāo)，將各影響指標(biāo)針對(duì)不同機(jī)身段評(píng)級(jí)的平均值作為熵值法的樣本觀(guān)測(cè)值，以此構(gòu)建熵值法的評(píng)價(jià)矩陣。正常利用率下準(zhǔn)則層各評(píng)價(jià)矩陣為：

接近性：

(17)

敏感性：

(18)

防護(hù)性：

(19)

可能性：

(20)

低利用率下準(zhǔn)則層各指標(biāo)評(píng)價(jià)矩陣為

接近性：

(21)

敏感性：

(22)

可能性：

(23)

防護(hù)性：

(24)

對(duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、歸一化處理，計(jì)算各影響因素的熵值ej、差異系數(shù)gj,如表4所示。

表4不同利用率下各影響因素的熵值和差異性系數(shù)

Table4Entropyandcoefficientofvariationofeachinfluencingfactorofaircraftwithdifferentutilizationratios

影響因素正常利用率低利用率熵值ej差異性系數(shù)gj熵值ej差異性系數(shù)gjI10.86930.13070.86930.1307I20.80020.19980.88400.1160I30.81660.18340.81770.1823I40.81250.18750.87590.1241I50.90140.09860.78270.2173I60.71240.28760.71240.2876I70.71240.28760.71240.2876I80.71240.28760.71240.2876I90.68460.31540.89170.1083I100.79650.20350.80210.1979I110.85960.14040.84730.1527I120.89050.10950.70210.2979

3.2.3 AHP-熵值法計(jì)算綜合權(quán)重

結(jié)合環(huán)境損傷指標(biāo)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表，由工程經(jīng)驗(yàn)豐富的工作組給出指標(biāo)等級(jí)；根據(jù)指標(biāo)評(píng)級(jí)、指標(biāo)總排序權(quán)重和指標(biāo)差異系數(shù)，利用式(3)計(jì)算出不同利用率下綜合權(quán)重及環(huán)境損傷總等級(jí)，如表5所示。

表5 環(huán)境損傷總等級(jí)Table 5 Total level of environment deterioration

3.3 確定維修間隔

根據(jù)相似機(jī)型工程文件中的相關(guān)數(shù)據(jù)建立了適合我國(guó)某型民用客機(jī)SSI損傷等級(jí)-維修間隔回歸方程，如式(25)所示，其間隔單位為日歷月(Month, MO)且結(jié)果取整數(shù)。該回歸方程針對(duì)新研發(fā)飛機(jī)設(shè)計(jì)，計(jì)算結(jié)果相對(duì)保守，在未來(lái)飛機(jī)投入運(yùn)營(yíng)后，根據(jù)收集的可靠性數(shù)據(jù)可對(duì)維修間隔做進(jìn)一步的優(yōu)化。

(25)

從圖6中的數(shù)據(jù)可以看出，利用匹配模型計(jì)算的維修間隔相比實(shí)際維修間隔偏小。正常利用率下，維修間隔期為93個(gè)月(工程文件建議96個(gè)月)；低利用率下，維修間隔期為118個(gè)月(工程文件建議144個(gè)月)。模型計(jì)算結(jié)果偏于保守的原因在于，對(duì)于新研機(jī)型，由于缺乏運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)和使用經(jīng)驗(yàn)，模型給出的維修間隔值比較保守。

圖6 結(jié)構(gòu)維修間隔計(jì)算值與建議值對(duì)比Fig.6 Comparison between calculated and suggested values for structural maintenance intervals

從得出的EDR大小可以看出，正常利用率狀態(tài)下飛機(jī)受到的環(huán)境損傷要比低利用率狀態(tài)下飛機(jī)受到的環(huán)境損傷更嚴(yán)重，因此在制定維修間隔時(shí)，低利用率飛機(jī)的間隔會(huì)更長(zhǎng)，這與前文的分析以及相關(guān)工程文件中的描述也保持一致。當(dāng)飛機(jī)處于低利用率狀態(tài)時(shí)，維修間隔會(huì)延長(zhǎng)，但是對(duì)于環(huán)境損傷的檢查則需根據(jù)相關(guān)適航文件的規(guī)定增加相應(yīng)的檢查任務(wù)以保持飛機(jī)的持續(xù)適航。對(duì)于國(guó)產(chǎn)某型飛機(jī)，建議在其年利用率少于1 200 FH，或者連續(xù)6個(gè)月的月利用率低于100 FH的情況下，使用低利用率維修大綱。

4 結(jié) 論

1) 針對(duì)民機(jī)結(jié)構(gòu)環(huán)境損傷敏感性評(píng)估和損傷的及時(shí)性探測(cè)，借鑒國(guó)外作法并結(jié)合國(guó)產(chǎn)民機(jī)研制特點(diǎn)，建立了金屬結(jié)構(gòu)環(huán)境損傷指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)，并基于K-means算法和AHP-熵值法建立了民機(jī)結(jié)構(gòu)維修間隔與利用率的匹配模型。此模型分析了利用率對(duì)民機(jī)結(jié)構(gòu)環(huán)境損傷各影響因素影響情況，彌補(bǔ)了以往相關(guān)研究中對(duì)影響因素分析不全面的不足。

2) 通過(guò)選取相似機(jī)型典型結(jié)構(gòu)，利用所建立的結(jié)構(gòu)維修間隔與利用率匹配模型，計(jì)算得出：正常利用率下結(jié)構(gòu)維修間隔為93個(gè)月，低利用率下結(jié)構(gòu)維修間隔為118個(gè)月，這是由于低利用率下飛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)可能遭受到的環(huán)境損傷程度低，維修間隔相比正常利用率情形可以適當(dāng)延長(zhǎng)，符合工程要求，并驗(yàn)證了模型的有效性。

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