基于Petri網(wǎng)的航空發(fā)動機車間維修過程建模及其應(yīng)用研究.pdf

1、與離散制造車間不同，航空發(fā)動機維修車間具有維修等級的不確定性、發(fā)動機構(gòu)型的動態(tài)性、維修時間的隨機性以及過程數(shù)據(jù)采集困難和維修設(shè)備柔性差等特點。為提高維修車間作業(yè)的自動化和決策科學化水平，本文采用基于Petri網(wǎng)的離散事件動態(tài)系統(tǒng)建模理論，開展了航空發(fā)動機維修車間邏輯層次、時間層次和統(tǒng)計層次模型的建模與應(yīng)用研究。
　　在邏輯層次建模方面，針對發(fā)動機維修等級推理中的不確定性，建立基于模糊Petri網(wǎng)的發(fā)動機故障評估、性能評估知識表達模

2、型，研究知識庫的定性和定量推理算法。為使等級決策知識庫系統(tǒng)具有自適應(yīng)能力，提出了基于元模型的發(fā)動機性能評估知識庫學習算法。為實現(xiàn)發(fā)動機分解裝配工藝制定的自動化，采用基于優(yōu)先約束關(guān)系的裝配Petri子網(wǎng)對航空發(fā)動機部件的裝配序列進行了建模，并采用離散時間最小值原理，將最優(yōu)裝配序列規(guī)劃和選擇性序列規(guī)劃問題分別轉(zhuǎn)化為固定端點和自由端點的最優(yōu)控制問題，降低了計算復雜度。
　　在時間層次建模方面，為識別與預(yù)測維修工作流時間計劃可能存在的時間

3、違反問題，提出了面向維修任務(wù)分解結(jié)構(gòu)的“自頂向下”層次細化工作流建模方法，分析了層次細化后保持原網(wǎng)可調(diào)度性不變的等價變換原則，在此原則下給出了基于極大極小代數(shù)的工作流執(zhí)行時間矩陣驗證算法。針對發(fā)動機總裝作業(yè)中不同維修工藝對設(shè)備資源的需求沖突，進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，并對該模型的周期性和穩(wěn)態(tài)性進行了分析。還采用粒子群優(yōu)化算法以資源最大利用率為目標對資源路由策略進行了優(yōu)化。
　　在統(tǒng)計層次方面，

4、采用擴展隨機Petri網(wǎng)對發(fā)動機在維修車間的轉(zhuǎn)移過程進行了建模，并引入隨機Petri網(wǎng)平均值分析算法，利用單維修等級下系統(tǒng)的性能指標對多維修等級性能指標進行修正，還采用平方變差系數(shù)方法實現(xiàn)服務(wù)時間從指數(shù)分布向正態(tài)分布的逼近，進而實現(xiàn)對多等級、服務(wù)時間為正態(tài)分布的車間維修能力進行評價，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)動機計算機輔助維修系統(tǒng)的建立。該系統(tǒng)包含維修等級推理、維修工作流分析驗證、