直升機(jī)機(jī)械系統(tǒng)預(yù)防性維修周期決策分析

王小三

摘 要：針對(duì)精確化保障的需要，建立了遠(yuǎn)洋條件下確定直升機(jī)機(jī)械系統(tǒng)最佳預(yù)防性維修周期的多指標(biāo)決策模型，在求得各主要指標(biāo)下的最佳周期后，決策者根據(jù)作業(yè)要求的側(cè)重，采用層次分析法，得到各指標(biāo)的主觀權(quán)重，來(lái)確定多目標(biāo)綜合最佳預(yù)防性維修周期，介紹了該方法在預(yù)防性維修周期決策中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：直升機(jī) 機(jī)械系統(tǒng) 預(yù)防維修

中圖分類(lèi)號(hào)：V267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（c）-0099-01

直升機(jī)的基本的構(gòu)建就是機(jī)械構(gòu)件，機(jī)械構(gòu)件在生產(chǎn)和制造時(shí)，多少會(huì)因工藝或材料而出現(xiàn)內(nèi)部缺陷和損壞。這些損壞從外觀上是很難發(fā)現(xiàn)的，也就造成了直升機(jī)發(fā)生事故的危險(xiǎn)系數(shù)升高。機(jī)械構(gòu)件特別容易在超載、高溫情況和超壓情況下出現(xiàn)問(wèn)題，也容易導(dǎo)致直升機(jī)在工作中的損害，同時(shí)也會(huì)給工作人員帶來(lái)一定的傷亡。其中當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行工作使用到了一定的時(shí)間，尤其是規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，就要對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行全方位的、解體性的維修工作，使其可以恢復(fù)到該系統(tǒng)規(guī)定使用功能的狀態(tài)，而這就是進(jìn)行預(yù)防性維修。其中預(yù)防性維修的優(yōu)點(diǎn)則是可以很好的預(yù)防機(jī)械系統(tǒng)中那些不拆開(kāi)就很難發(fā)現(xiàn)那些功能性的故障。在遠(yuǎn)洋海域工作，尤其是在比較復(fù)雜的海域情況下作業(yè)時(shí)，直升機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)中的預(yù)防性維修問(wèn)題是否可以很好的解決，是完成直升機(jī)工作的任務(wù)保證，而確定直升機(jī)的維修周期是預(yù)防性維修策略中的重要問(wèn)題。目前，在機(jī)械構(gòu)件發(fā)生有威脅性的問(wèn)題后，一般要進(jìn)行預(yù)防性維修所需要的時(shí)間太長(zhǎng)，這樣就不能確保機(jī)械構(gòu)件的可靠性和穩(wěn)定性要求，如果要減少預(yù)防性維修工作時(shí)的時(shí)間，就會(huì)增加維修工作的費(fèi)用。所以，機(jī)械系統(tǒng)的預(yù)防性維修的周期是否得到合理的確定，這將直接影響到直升機(jī)在使用時(shí)的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

在本文中，建立了多指標(biāo)數(shù)學(xué)模型，主要運(yùn)用了主觀賦權(quán)法來(lái)確定指標(biāo)的權(quán)重問(wèn)題，并且通過(guò)專(zhuān)家的打分制度來(lái)彌補(bǔ)主觀隨意性較大的缺陷問(wèn)題，最后將會(huì)得到最佳的機(jī)械系統(tǒng)的預(yù)防性維修周期。

1 預(yù)防性維修常用的方法

現(xiàn)在我國(guó)機(jī)械構(gòu)件的維修策略還是使用按計(jì)劃進(jìn)行維護(hù)和維修，按間隔時(shí)間段進(jìn)行維修和故障發(fā)生后在進(jìn)行維修。在提前預(yù)防和降低故障發(fā)生中按計(jì)劃進(jìn)行維修是很有效果的，按計(jì)劃對(duì)機(jī)械構(gòu)件進(jìn)行維修還是存在限制性的。維修間隔的長(zhǎng)度就是機(jī)械結(jié)構(gòu)維修中要解決的重要參數(shù)。進(jìn)行預(yù)防的維修策略就是為了明確維修的合適時(shí)間、維修形式和維修的構(gòu)件。確定了維修的周期，另外兩個(gè)問(wèn)題也就解決了?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)確定維修周期主要有以下幾種方法。

1.1 按平均使用壽命確定預(yù)防性維修周期

根據(jù)機(jī)械構(gòu)件檢修的數(shù)據(jù)記錄，可以得出各個(gè)零部件的適用壽命，并且把不同的零部件進(jìn)行分組。同一種零部件進(jìn)行算平均值，得出平均壽命最長(zhǎng)的時(shí)間作為最大的維修周期，使用壽命最短的就是最小維修周期。

1.2 按費(fèi)用最低原則確定預(yù)防性維修周期

預(yù)防性維修是定期進(jìn)行，但不能保證未到維修期不發(fā)生故障，若一旦發(fā)生故障，就要進(jìn)行事后維修。所以，總的檢修費(fèi)含有前期預(yù)防性維修費(fèi)和事后維修費(fèi)。一般按預(yù)計(jì)的維修費(fèi)用最低確定維修周期。

1.3 按有效度最高原則確定預(yù)防性維修周期

有效度是評(píng)判維修的效果和可靠性標(biāo)準(zhǔn)，是機(jī)械系統(tǒng)在維修的情況下和正常使用工況的情況下可以正常工作的概率。如果是能夠修復(fù)的系統(tǒng)，則把維修后又能正常工作的概率也算到有效度中。

2 原理模型

機(jī)械系統(tǒng)預(yù)防性維修周期的確定，一般需要考慮其安全性、有效度和經(jīng)濟(jì)性這 3個(gè)方面的要求。雖然可以依據(jù)其中某一個(gè)目標(biāo)要求來(lái)確定，但由于各目標(biāo)的要求具有不同的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，確定出的機(jī)械系統(tǒng)預(yù)防性維修周期相差較大。所以要綜合考慮各個(gè)單一目標(biāo)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，要找出最優(yōu)的維修周期。其具體步驟如下：

（1）第一步。確定機(jī)械系統(tǒng)預(yù)防性維修周期的主要目標(biāo)，分別采用各個(gè)單目標(biāo)要求的預(yù)防性維修周期計(jì)算模型得到機(jī)械系統(tǒng)在每個(gè)單目標(biāo)下的最佳預(yù)防性維修周期Ti。

（2）第二步。采用多目標(biāo)決策方法，對(duì)各個(gè)單目標(biāo)的影響進(jìn)行綜合分析，來(lái)獲得機(jī)械系統(tǒng)多目標(biāo)綜合最佳預(yù)防性維修周期T。這里采用主觀權(quán)重和決策團(tuán)專(zhuān)家權(quán)重相結(jié)合的方法。這種指標(biāo)權(quán)重往往具有較高的合理性，與實(shí)際需求契合度高、解釋性強(qiáng)，能夠反映決策人的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和意見(jiàn)，但存在主觀隨意性較大的缺陷。

3 實(shí)例分析

某型直升機(jī)遠(yuǎn)洋作業(yè)，以其過(guò)去維修數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計(jì)算公式，得到其機(jī)械系統(tǒng)在最大條件可靠度、最大穩(wěn)態(tài)有效度、單位時(shí)間總維修費(fèi)用最小這3個(gè)條件要求下的最佳預(yù)防性維修周期Ti（單位：h），將此3個(gè)要求，作為確定機(jī)械系統(tǒng)最佳預(yù)防性維修周期的主要目標(biāo)，其指標(biāo)集為：

G={最大條件可靠度（G1），最大穩(wěn)態(tài)有效度（G2），單位時(shí)間最小總維修費(fèi)用（G3）}。構(gòu)成如下決策矩陣X：

T

人們對(duì)客觀事物的主觀評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)也是不一樣的。例如上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為經(jīng)濟(jì)性應(yīng)占較大的比例，維修人員認(rèn)為安全性能應(yīng)優(yōu)先考慮，而飛行人員則較多的考慮有效度的大小。

4 結(jié)語(yǔ)

介紹了預(yù)防性維修的幾種常見(jiàn)方法，綜合考慮了各個(gè)指標(biāo)的決策和影響因素，并討論了計(jì)算直升機(jī)機(jī)械構(gòu)件預(yù)防性維修周期的原理和方法。這種原理和方法表現(xiàn)了決策者的學(xué)識(shí)和意圖，也把各種人的主觀意識(shí)考慮在內(nèi)了，符合決策者的經(jīng)驗(yàn)，還防止了主觀的隨意性。實(shí)例計(jì)算表明，文中的原理方法思路清晰，計(jì)算簡(jiǎn)便，結(jié)果可靠，可為預(yù)防性維修周期的優(yōu)化決策提供參考。

參考文獻(xiàn)

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