基于Petri網(wǎng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)車間維修過(guò)程建模及其應(yīng)用研究.pdf

1、與離散制造車間不同，航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修車間具有維修等級(jí)的不確定性、發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型的動(dòng)態(tài)性、維修時(shí)間的隨機(jī)性以及過(guò)程數(shù)據(jù)采集困難和維修設(shè)備柔性差等特點(diǎn)。為提高維修車間作業(yè)的自動(dòng)化和決策科學(xué)化水平，本文采用基于Petri網(wǎng)的離散事件動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模理論，開(kāi)展了航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修車間邏輯層次、時(shí)間層次和統(tǒng)計(jì)層次模型的建模與應(yīng)用研究。
　　在邏輯層次建模方面，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)維修等級(jí)推理中的不確定性，建立基于模糊Petri網(wǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障評(píng)估、性能評(píng)估知識(shí)表達(dá)模

2、型，研究知識(shí)庫(kù)的定性和定量推理算法。為使等級(jí)決策知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)具有自適應(yīng)能力，提出了基于元模型的發(fā)動(dòng)機(jī)性能評(píng)估知識(shí)庫(kù)學(xué)習(xí)算法。為實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)分解裝配工藝制定的自動(dòng)化，采用基于優(yōu)先約束關(guān)系的裝配Petri子網(wǎng)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件的裝配序列進(jìn)行了建模，并采用離散時(shí)間最小值原理，將最優(yōu)裝配序列規(guī)劃和選擇性序列規(guī)劃問(wèn)題分別轉(zhuǎn)化為固定端點(diǎn)和自由端點(diǎn)的最優(yōu)控制問(wèn)題，降低了計(jì)算復(fù)雜度。
　　在時(shí)間層次建模方面，為識(shí)別與預(yù)測(cè)維修工作流時(shí)間計(jì)劃可能存在的時(shí)間

3、違反問(wèn)題，提出了面向維修任務(wù)分解結(jié)構(gòu)的“自頂向下”層次細(xì)化工作流建模方法，分析了層次細(xì)化后保持原網(wǎng)可調(diào)度性不變的等價(jià)變換原則，在此原則下給出了基于極大極小代數(shù)的工作流執(zhí)行時(shí)間矩陣驗(yàn)證算法。針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)總裝作業(yè)中不同維修工藝對(duì)設(shè)備資源的需求沖突，進(jìn)行了面向資源沖突的Petri網(wǎng)建模。將離散模型轉(zhuǎn)化為連續(xù)模型，并對(duì)該模型的周期性和穩(wěn)態(tài)性進(jìn)行了分析。還采用粒子群優(yōu)化算法以資源最大利用率為目標(biāo)對(duì)資源路由策略進(jìn)行了優(yōu)化。
　　在統(tǒng)計(jì)層次方面，

4、采用擴(kuò)展隨機(jī)Petri網(wǎng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在維修車間的轉(zhuǎn)移過(guò)程進(jìn)行了建模，并引入隨機(jī)Petri網(wǎng)平均值分析算法，利用單維修等級(jí)下系統(tǒng)的性能指標(biāo)對(duì)多維修等級(jí)性能指標(biāo)進(jìn)行修正，還采用平方變差系數(shù)方法實(shí)現(xiàn)服務(wù)時(shí)間從指數(shù)分布向正態(tài)分布的逼近，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)多等級(jí)、服務(wù)時(shí)間為正態(tài)分布的車間維修能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，找出影響維修能力的主要環(huán)節(jié)。
　　最后，在上述理論研究的基礎(chǔ)上，完成了航空發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)輔助維修系統(tǒng)的建立。該系統(tǒng)包含維修等級(jí)推理、維修工作流分析驗(yàn)證、