[发明专利]考虑结构相关性的多寿命件更换策略搜索算法

说明书

本发明涉及航空发动机维修技术领域，具体地说是一种考虑结构相关性的多寿命件更换策略搜索算法，在综合考虑航空发动机寿命件之间经济相关性和结构相关性的基础上，以全生命周期内寿命件更换总成本最低为优化目标，建立了多寿命件机会更换问题优化模型；针对优化模型的特点，提出了四种模型解空间约简规则，基于提出的规则提出一种基于约简规则的搜索算法，该算法可以获取模型的最优解。最后采用数值实验和应用案例对提出算法进行了评估和验证。结果表明，提出算法能够实现小规模多寿命件机会更换问题的精确求解。

技术领域：

本发明涉及航空发动机维修技术领域，具体地说是一种考虑结构相关性的多寿命件更换策略搜索算法。

背景技术：

航空发动机是对安全性要求很高的复杂装备，维修成本十分高昂。其中，寿命件的更换成本是发动机维修成本的重要组成部分。以CFM56-5B发动机为例，更换全套寿命件的成本约为260万美元。寿命件是发动机中有强制寿命限制的部件。在发动机运行过程中，寿命件使用时间不允许超出其寿命限制，在到达寿命限制前必须进行更换。由于各寿命件的材料、结构、工作条件等存在差异，各寿命件的寿命限制相差很大。如CFM56-5B发动机的增压机转子寿命限制为30000飞行循环，高压涡轮转子盘寿命限制为20000飞行循环。如果每次维修仅更换达到其寿命限制的寿命件，则会造成维修次数太多，大大增加发动机的维修成本；如果每次维修均更换全部寿命件，则会造成寿命件的大量浪费，同样会给航空公司造成经济损失。由此可见，确定多寿命件的最优更换策略对降低发动机的维修成本具有重要意义。

目前还没有一种有效的求解算法能够适应于发动机多寿命件机会更换问题的求解，而且目前的研究主要是围绕部件之间的经济相关性展开，对部件之间存在的结构相关性研究比较少。发动机普遍采用了单元体结构设计。当更换某个寿命件时，首先需要将发动机分解为单元体状态，相应会发生一定的装拆成本；然后需要将该寿命件所在单元体进一步分解，相应会发生该单元体的装拆成本，各单元体的装拆成本往往是不同的。目前的研究认为不论更换哪个寿命件，发生的固定维修成本都是相同的，并没有考虑寿命件所在单元体对维修成本的影响。

发明内容：

本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种考虑结构相关性的多寿命件更换策略搜索算法。

本发明通过以下措施达到：

一种考虑结构相关性的多寿命件更换策略搜索算法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：建立多寿命件机会更换问题优化模型，具体包括：