全寿命周期发动机大修成本优化研究
本文选题:全寿命周期 + 随机损伤 ; 参考:《中国民航大学》2017年硕士论文
【摘要】:现代大型民机的发动机大修方案不但影响发动机的性能和机队的可靠性,而且也直接影响航空公司的运营成本。在发动机全寿命周期,每台发动机何时下发返厂,以及返厂后如何进行修理,是民用航空发动机整个维修计划的重中之重。因此,在发动机全寿命周期,做好发动机维修计划和大修方案,制定合理的维修间隔以及单元体维修级别,对发动机大修成本进行优化,对我国的民用航空事业有着重要的意义。本文通过A321机队V2500发动机的性能监控数据,分析了发动机由于不同损伤而在下发前对发动机性能的影响;以及依据该机队V2500发动机16年来主要的下发数据,拟合了高压涡轮一级叶片损伤近似的分布规律,对全寿命周期的拆发间隔有一定指导作用。同时基于制造厂商为V2500发动机提供的电子版维修管理计划手册,其中所制定的建议性维修级别,结合前几次维修时单元体的修理级别和目标在翼时间对本次维修的影响,优化了维修级别的制订,建立了发动机全寿命周期内通过改变大修间隔,确定单元体的维修级别,来制定的发动机大修成本优化模型。通过分层优化的方法,目的是通过大修方案的调整来实现发动机在整个使用寿命周期内,达到其大修成本的最优值。针对本文建立的大修成本优化模型,带入实际机队大修数据,采用粒子群算法进行了求解寻优的过程。种群中每个个体都作为微粒,在多维空间里搜索空间中待优化问题的潜在解。粒子通过追随当前的最优粒子不断进行迭代搜索,在过程中保存其历史最优位置和所有微粒最优位置的记忆,以及速度。而每一次迭代,都被用来计算新的微粒位置。微粒在多维搜索空间中通过不断改变它们的位置,直到到达最优位置找到最优解,即寿命周期最优的发动机大修方案和最小的单位飞行小时大修成本。根据所得结果,可以为航空公司相同型号的机队发动机在其服役的全寿命周期内,进行大修成本的最优规划起到参考性作用。
[Abstract]:The engine overhaul scheme not only affects the performance of the engine and the reliability of the fleet, but also directly affects the operating cost of the airline. In the whole engine life cycle, when each engine will return to the plant and how to carry out the repair after returning is the most important part of the whole maintenance plan of civil aviation engine. Therefore, in the whole life cycle of the engine, the maintenance plan and overhaul plan of the engine should be done well, the reasonable maintenance interval and the maintenance level of the unit should be worked out to optimize the overhaul cost of the engine. It is of great significance to the civil aviation of our country. Based on the performance monitoring data of the A321 V2500 engine, this paper analyzes the influence of the engine on the engine performance before starting due to different damage, and according to the main launch data of the V2500 engine in the last 16 years, The approximate distribution of the damage of the primary blade of a high pressure turbine is fitted, which has a certain guiding effect on the disassembly interval of the whole life cycle. At the same time, based on the electronic maintenance management plan manual provided by the manufacturer for the V2500 engine, the recommended maintenance level developed therein, combined with the effect of the repair level and target of the unit during the previous repairs on this maintenance, The maintenance level is optimized and the engine overhaul cost optimization model is established by changing the overhaul interval and determining the maintenance level of the unit during the engine life cycle. Through the method of hierarchical optimization, the aim is to achieve the optimal value of the overhaul cost of the engine in the whole life cycle by adjusting the overhaul scheme. Aiming at the cost optimization model of overhauling in this paper, the particle swarm optimization (PSO) algorithm is used to solve the problem. Each individual in the population acts as a particle and searches for the potential solution of the problem in the multi-dimensional space. By following the current optimal particle iteratively, the particle keeps the memory of its historical optimal position and the optimal position of all particles, as well as the velocity. Each iteration is used to calculate the location of new particles. Particles in multi-dimensional search space continuously change their positions until they reach the optimal position to find the optimal solution, that is, the engine overhaul scheme with the optimal life cycle and the minimum overhaul cost per flying hour. According to the obtained results, it can be used as a reference for the optimal planning of overhaul cost for the same type of aircraft fleet engines in the whole life cycle of their service.
【学位授予单位】:中国民航大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:V263.6
【参考文献】
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,本文编号:1794815
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