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直升機機械系統(tǒng)預防性維修周期決策
直升機機械系統(tǒng)預防性維修周期決策
摘 要：針對精確化保障的需要，建立了遠洋條件下確定直升機機械系統(tǒng)最佳預防性維修周期的多指標決策模型，在求得各主要指標下的最佳周期后，決策者根據(jù)作業(yè)要求的側(cè)重，采用層次分析法，得到各指標的主觀權(quán)重，來確定多目標綜合最佳預防性維修周期，介紹了該方法在預防性維修周期決策中的應用。
關(guān)鍵詞：直升機 機械系統(tǒng) 預防維修
直升機的基本的構(gòu)建就是機械構(gòu)件，機械構(gòu)件在生產(chǎn)和制造時，多少會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，也就造成了直升機發(fā)生事故的危險系數(shù)升高。
機械構(gòu)件特別容易在超載、高溫情況和超壓情況下出現(xiàn)問題，也容易導致直升機在工作中的損害，同時也會給工作人員帶來一定的傷亡。
其中當機械系統(tǒng)進行工作使用到了一定的時間，尤其是規(guī)定的時間內(nèi)，就要對機械系統(tǒng)進行全方位的、解體性的維修工作，使其可以恢復到該系統(tǒng)規(guī)定使用功能的狀態(tài)，而這就是進行預防性維修。
其中預防性維修的優(yōu)點則是可以很好的預防機械系統(tǒng)中那些不拆開就很難發(fā)現(xiàn)那些功能性的故障。
在遠洋海域工作，尤其是在比較復雜的海域情況下作業(yè)時，直升機的機械系統(tǒng)中的預防性維修問題是否可以很好的解決，是完成直升機工作的任務保證，而確定直升機的維修周期是預防性維修策略中的重要問題。
目前，在機械構(gòu)件發(fā)生有威脅性的問題后，一般要進行預防性維修所需要的時間太長，這樣就不能確保機械構(gòu)件的可靠性和穩(wěn)定性要求，如果要減少預防性維修工作時的時間，就會增加維修工作的費用。
所以，機械系統(tǒng)的預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在使用時的經(jīng)濟性和安全性。
在本文中，建立了多指標數(shù)學模型，主要運用了主觀賦權(quán)法來確定指標的權(quán)重問題，并且通過專家的打分制度來彌補主觀隨意性較大的缺陷問題，最后將會得到最佳的機械系統(tǒng)的預防性維修周期。
1 預防性維修常用的方法
現(xiàn)在我國機械構(gòu)件的維修策略還是使用按計劃進行維護和維修，按間隔時間段進行維修和故障發(fā)生后在進行維修。
在提前預防和降低故障發(fā)生中按計劃進行維修是很有效果的，按計劃對機械構(gòu)件進行維修還是存在限制性的。
維修間隔的長度就是機械結(jié)構(gòu)維修中要解決的重要參數(shù)。
進行預防的維修策略就是為了明確維修的合適時間、維修形式和維修的構(gòu)件。
確定了維修的周期，另外兩個問題也就解決了。
現(xiàn)在國內(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防性維修周期
根據(jù)機械構(gòu)件檢修的數(shù)據(jù)記錄，可以得出各個零部件的適用壽命，并且把不同的零部件進行分組。
同一種零部件進行算平均值，得出平均壽命最長的時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 按費用最低原則確定預防性維修周期
預防性維修是定期進行，但不能保證未到維修期不發(fā)生故障，若一旦發(fā)生故障，就要進行事后維修。
所以，總的檢修費含有前期預防性維修費和事后維修費。
一般按預計的維修費用最低確定維修周期。
1.3 按有效度最高原則確定預防性維修周期
有效度是評判維修的效果和可靠性標準，是機械系統(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
機械系統(tǒng)預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)濟性這 3個方面的要求。
雖然可以依據(jù)其中某一個目標要求來確定，但由于各目標的要求具有不同的優(yōu)化目標函數(shù)，確定出的機械系統(tǒng)預防性維修周期相差較大。
所以要綜合考慮各個單一目標對整個系統(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。
確定機械系統(tǒng)預防性維修周期的主要目標，分別采用各個單目標要求的預防性維修周期計算模型得到機械系統(tǒng)在每個單目標下的最佳預防性維修周期Ti。
(2)第二步。
采用多目標決策方法，對各個單目標的影響進行綜合分析，來獲得機械系統(tǒng)多目標綜合最佳預防性維修周期T。
這里采用主觀權(quán)重和決策團專家權(quán)重相結(jié)合的方法。
這種指標權(quán)重往往具有較高的合理性，與實際需求契合度高、解釋性強，能夠反映決策人的知識、經(jīng)驗和意見，但存在主觀隨意性較大的缺陷。
3 實例分析
某型直升機遠洋作業(yè)，以其過去維修數(shù)據(jù)為基礎，計算公式，得到其機械系統(tǒng)在最大條件可靠度、最大穩(wěn)態(tài)有效度、單位時間總維修費用最小這3個條件要求下的最佳預防性維修周期Ti(單位：h)，將此3個要求，作為確定機械系統(tǒng)最佳預防性維修周期的主要目標，其指標集為：
G={最大條件可靠度(G1)，最大穩(wěn)態(tài)有效度(G2)，單位時間最小總維修費用(G3)}。
構(gòu)成如下決策矩陣X：T
人們對客觀事物的主觀評判標準也是不一樣的。
例如上級領導認為經(jīng)濟性應占較大的比例，維修人員認為安全性能應優(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
介紹了預防性維修的幾種常見方法，綜合考慮了各個指標的決策和影響因素，并討論了計算直升機機械構(gòu)件預防性維修周期的原理和方法。
這種原理和方法表現(xiàn)了決策者的學識和意圖，也把各種人的主觀意識考慮在內(nèi)了，符合決策者的經(jīng)驗，還防止了主觀的隨意性。
實例計算表明，文中的原理方法思路清晰，計算簡便，結(jié)果可靠，可為預防性維修周期的優(yōu)化決策提供參考。
參考文獻
[1] 吳波，丁毓峰，黎明發(fā).機械系統(tǒng)可靠性維修及決策模型[M].北京：化學化工出版社，2006.
[2] 張民悅，楊荔賢.預防維修周期的一種多目標最優(yōu)化模型[J].蘭州理工大學學報，2011，37(3)：138-143.
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