可靠性基础知识讲座 第十二讲 维修性与可用性

一、基本概念 1.维修维修是针对着设备在各种状态下即将发生故障或已发生了故障所采取的预防和补救措施。为了保持和恢复设备的功能,几乎所有的设备都不可忽视维修的作用,就连用于卫星或火箭上的“典型不可修系统”,在它们发射之前的“地面时间”内也不例外。至于长期使用的各种设备,如电站、工业系统、车辆、飞机等,它们的维修则是众所周知的重要工作。随着设备复杂度的增加,维修问题日益突出,许多设备的维修费用远超过它的购买费用。某些设备(如电站等)的维修问题还直接影响到社会经济效益与人民生活。如何减少维修时间和节约维修费用已成为最受关注的问题之一。     

预防性维修下主部件具有优先权的冷贮备系统的最优更换策略

针对一类具有预防维修的冷贮备可修系统,研究了一个基于主部件的预防维修时间间隔T和失效次数N的二元维修策略问题。假设主要部件同时具有优先使用权和优先修理权,主部件每隔一段时间T进行一次预防性修理,预防修理是修复如新的,而主部件经过失效修理后一序列的相继工作时间和失效后的相继修理时间分别构成两个扩展的泊松过程。从属部件能修复如新,附属部件的工作时间和修理时间均服从指数分布。利用更新报酬理论,得出了该模型在系统长期运行下单位时间内平均损失的具体表达式,并对该模型进行了数值模拟。     

民机PHM预测维修模式在空调系统的应用

针对故障预测与健康管理（Prognostic and health management, PHM）技术在民机维修工程中的应用问题,探讨了基于PHM的预测维修模式设计,提出了考虑PHM的初始维修任务分析流程以及基于PHM的预测维修模式实施方法。以B737NG空调系统为例开展验证研究,建立了基于数据驱动的空调系统PHM模型,设计了空调系统PHM维修模式,并基于历史运行数据开展了计划维修模式与预测维修模式下维修成本对比分析。研究结果表明：基于PHM的维修模式不仅可以取消部分定期检查工作,还可以通过提前监测减少非计划的维修事件,进而降低民机系统全寿命周期维修成本。成本效益分析表明：相比传统计划维修,PHM维修可降低40%以上的成本,进一步推广应用到整机其他系统将带来更大的经济效益和安全效益。     

考虑预测与健康管理的民机维修成本效益仿真评估方法

航空维修是飞机运营支持的重要工作之一,是航空公司保障安全飞行和控制运营成本的关键途径。目前应用实时故障预测与健康管理（Prognostic and health management,PHM）于航空维修领域还处于研究阶段,缺少工程实践数据和案例。针对缺乏应用PHM技术的飞机维修相关验证与评估数据的问题,本文基于PHM的维修模式概念,建立PHM维修模式下的计划维修优化、非计划维修可控和PHM错误影响分析模型。借助计算机仿真技术,由不同的系统PHM性能参数输入,根据所建立的模型进行实施PHM前后的维修工时、维修成本和非计划维修事件数的仿真模拟计算,验证与评估基于PHM的维修模式在减少维修工时、节约维修成本和控制非计划维修事件方面的优势。选取空调系统作为验证评估对象进行了大量的仿真试验分析,在单一系统的理想状态下（即性能参数设置为最佳）,基于PHM的维修模式相比于传统的预防性维修可以减少56%的维修工时,节约60%的维修成本,并且避免了88%的非计划维修事件。     

基于摩擦学的航空发动机维修管理

本文从摩擦学的大系统理论出发,把摩擦学应用于航空发动机维修管理,建立起摩擦学与航空发动机维修管理的指导关系系统。     

不维修系统功能状态可靠性研究

不维修系统指的是在任务期间发生故障时不采取维修活动的那些系统,飞机整体及其各功能系统可视为不维修系统。本文从组成系统各单元故障模式发生的概率出发,详细研究了基于故障模式影响后果的系统功能状态的可靠性问题,给出了求解不维修系统各功能状态概率的一般方法,提出了适用于多态功能系统分析的拟割集法,说明了拟割集的求解步骤,提出了不完全故障树的概念,说明了不完全故障树与传统的二态故障树的区别;引入模糊集理论,建立了考虑各功能状态影响的可靠性综合评估模型。文中提出的方法适用于多态系统或功能退化系统的可靠性分析与研究。     

多Agent装备故障诊断与维修系统研究

提出利用多Agent技术设计装备故障诊断与维修系统,设计了该系统的工作流程和若干个智能A-gent,各个单独的Agent都具有自己的判断方法、知识处理及同其它Agent的协作能力。通过任务共享和结果共享完成装备的故障诊断与维修。     

民用航空器维修人员执照考试与管理系统的开发

随着中国民航业的快速发展,现有的航空器维修人员执照考试和管理方法已不能满足实际的需求。论文对我国民用航空器维修人员执照考试与管理的现状进行了分析,提出建立一种基于网络化管理的执照考试和管理系统,并对该系统的结构和实现进行了比较详细的描述。通过系统的实际运行验证了该系统的实用性和先进性,能够满足我国民用航空器维修人员执照考试与管理工作的需求,能够显著提高工作效率。     

机会维修策略下的多部件系统可用度仿真

针对多部件系统固定维修时间长的特点,提出采用机会维修策略,将预防性维修和故障维修有机结合起来,从而分摊系统的固定维修时间,实现提高系统可用度的目的.为此,分析了系统的故障率特性,以及最小维修下的随机故障时间的产生特点.在此基础上,以各部件机会维修役龄为变量,最大化可用度为目标,给出了系统可用度仿真优化方法.最后通过算例,验证了该仿真算法的正确性.     

飞机“蓝冰”的危害和预防措施研究

飞机的蓝冰会造成各种安全事故。本文从发生的事例出发,阐述了蓝冰的危害,解释了蓝冰产生的原理和机制,分析了造成蓝冰的系统缺陷和飞机厕所排放系统主要部件的构成与工作原理,得出了造成蓝冰的主要原因所在,并且针对主要问题,分别对该系统的排放活门、球形活门等重要部件和厕所勤务方面提出了机务维修方面的改进措施,从而实现有效预防飞机蓝冰事件。本文对实践具有较强的指导意义和参考价值。     

通用航空维修人力资源问题初探

航空维修是航空运行系统的重要组成部分,维修人员是航空维修运行的主体,也是维修单位是否具备持续发展能力和动力的核心资源。提高航空安全水平,降低航空运行成本,必须要关注作为维修系统核心资源的维修人员。本文通过对国内民用航空运行、发展情况,以及对某通用航空维修单位的人力资源现状进行分析和研究,阐述目前民用航空维修系统人力资源所面临的主要问题,并探讨改进的对策。     

基于B/C/S模式的民航机务电子工作单系统研究

电子工作单系统利用无线网络技术和数据融合及处理技术,保障民航机务维修现场较大区域内电子信息的交流及管理。系统基于B/C/S架构和JAVA语言,实现民航机务维修全过程的作业信息交互、工作进度监控与工作质量管理的信息化。通过系统的小规模应用证明该系统能够有效提高劳动效率,保障航空安全。     

GARMIN G1000系统维修平台设计

在分析GARMIN G1000系统结构及其内部总线规范的基础上,设计出一套集测试、诊断、维修于一体的GARMIN G1000系统维修平台,包括系统硬件设计、软件设计等。硬件设计主要包括信号模拟机、系统选择面板、信号转换模块和主控计算机等设备的设计。软件设计包括功能软件、测试软件、公用软件及数据库和帮助文档的设计与实现。实践证明该平台具有强大的故障诊断功能和良好的可扩展性,可用于G1000系统的部件测试维修工作。     

航天器变构型模块化可维修技术

现有可维修航天器为实现可维修能力代价大,且技术发展途径不清晰,难以推广应用。本文在对国外可维修航天器技术特点分析的基础上,从可维修体系架构、可更换功能模块体系和即插即用接口体系3方面,提出了一种可维修航天器的通用设计方法。结合所提方法,设计了一种主结构可变构型的模块化可维修航天器,阐述了所涉及的关键技术。所设计的可维修航天器以开放式机械体系、分布式异构网络体系与可补加动力体系为核心架构,以两级功能模块和三级接口为可维修载体,以较小代价实现了可维修维护能力,降低了对维修操作方的能力要求,且系统功能性能可随技术的发展动态演进。所提方法与典型设计案例可为中国可维修航天器及相应技术的发展提供参考。     

民航发动机视情维修决策方法

为了提供可行的民航发动机视情维修决策方法,首先介绍了民航发动机视情维修决策理论。基于可靠性和状态数据建立了比例强度模型,根据该模型实现了发动机最优预防维修间隔决策和拆换决策,并通过收集发动机运行役龄和状态数据,实现了发动机在翼时间预测。最后以某航空公司CF6—80C2型号的发动机机队为应用实例,研究发现完备的发动机运营数据是准确决策的关键。研究结果表明,这些视情维修决策方法有助于更好地控制发动机维修活动和在翼时间,从而减少风险和维修成本。     

基于CATIA的模拟仿真在飞机维修实训教学中的应用研究

CATIA软件三维零部件的造型与装配功能在航空制造领域中得到了广泛应用,进一步挖掘该软件的服务领域,拓展其在飞机维修实训教学中的作用。通过对飞机结构与系统部附件的造型与虚拟装配,模拟飞机的机体结构以及飞机系统各部附件的拆装流程,构建飞机维修的仿真实训体系,有助于飞机维修专业实训教学体系的完善。     

数字化航空维修体系构想

数字化维修对航空修理系统是大势所需、大势所趋。构建"网络中心化"的数字化航空维修体系,是一项系统工程、价值工程和战略工程。从数字化维修的必要性和意义,设想如何构建数字化航空维修体系。     

数字化时代的航空维修

本文介绍了航空产品的数字化特征、航空维修数字化系统、数字航空维修的新技术及航空维修数字化的意义.     

浅谈VCD机的故障诊断与维修技巧

本文根据自己多年从事职业教育和维修实践的切身体会,从VCD机故障判断的特殊性、维修中的关键测试点、通用故障的维修方法及检修流程等方面,从实用的角度对VCD机发生故障后如何诊断和维修,进行了较为全面的系统的论述。     

航空维修中基于RFID的工具模块化管理研究

航空器系统的复杂性决定了现代航空维修中需要使用较多的维修工具和地面支持设备,如何对这些工具设备进行高效管控是航空维修企业所面临的重大课题。本文基于RFID技术对某飞行学院教练机群的维修工具进行了模块化管理研究,实践证明RFID技术对促进工具清点和有效管控作用明显,案例实践为通用航空维修企业进行维修工具的有效管控提供了经验借鉴。