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研究生: 許家倫
Hsu, Chia-Lun
論文名稱: 發動機最佳進廠維修排程之研究
The Study of Optimum Engine Shop Visit Schedule
指導教授: 陳世雄
Chen, Shih-Hsiung
宛同
Wan, Tung
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 航空太空工程學系
Department of Aeronautics & Astronautics
論文出版年: 2002
畢業學年度: 90
語文別: 中文
論文頁數: 95
中文關鍵詞: 基因演算排程維修發動機
外文關鍵詞: maintenance, engine, genetic algorithm, scheduling
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  • 發動機是飛機的心臟,它不僅直接影響飛機的飛行安全,而且影響飛機的營運成本。發動機昂貴的維修費用幾乎佔了整個飛機維修費用的一半,如何既維持發動機的可靠性(reliability),又能降低發動機的維修成本,一直是每個航空公司所關心的問題。值此民航維修產業前景看好,傳統附屬於航空公司的維修單位,因航空器維修工作朝向國際化、專業化之趨勢,而臨獨立或賣出的抉擇之際,附屬於航空公司的發動機修護廠,正面臨降低維修成本,提昇競爭力的嚴苛挑戰。
    本研究從發動機維修管理的角度出發,歸納了幾個發動機進廠維修的主要考慮因素,並由航空公司所獲得的成本資料,建立計算維修成本的方式,再利用基因演算法,試圖從成本面找出發動機的最佳進廠維修排程,希望能對航空公司的發動機維修管理有所幫助。
    本研究以普惠公司的JT8D-200系列發動機為研究對象,捨棄尋求單一的最佳進廠平均進廠間隔(MTBSV),而以ST控制且從全壽命週期(Full Life Cycles)的角度,發現以每三次進廠維修為一週期(不同的操作循環數並搭配必要的維修型式),可使「每單位飛行循環之直接維修成本」(DMC/EFC)為最小。

    The engine is so called “the heart of an aircraft”; it affects not only flight safety, but also operation cost of an aircraft. The expensive maintenance cost of an engine is nearly half of maintenance cost of whole aircraft. So, it is always an issue that concerned by the airlines :how to maintain the reliability of an engine, and reduce maintenance cost. In the situation of MRO market continue to grow and toward to globalization and specialization, the traditional repair station of airlines is facing the choice of “to be sold or to independent”. As well as, the engine maintenance shop is facing the challenge of reducing cost and improving competition.
    Starting from the engine maintenance management, we specify several main factors in engine shop visit consideration. Relying on the cost information that gathered from airlines, we establish method to evaluate maintenance cost. And then, by using Genetic Algorithm, we intend to find out the optimal engine shop visit schedule. It is supposed to be helpful for airlines in engine maintenance management.
    In this research, the P&W JT8D-200 engine is selected as an object, a view of soft time control and full life cycles is adapted instead of finding a single optimum MTBSV. It is found that a periodic of every 3 times of shop visits (different operating cycles with necessary workscope) will induce a minimum DMC/EFC.

    中文摘要..............................................Ⅰ 英文摘要..............................................Ⅱ 誌謝..................................................Ⅲ 目錄..................................................Ⅳ 表目錄................................................Ⅷ 圖目錄................................................Ⅸ 第一章 緒論...........................................1 1.1. 前言.............................................1 1.1.1. 民航維修產業狀況分析...........................1 1.1.2. 民航維修發展趨勢...............................2 1.2. 研究動機.........................................3 1.3. 研究目的.........................................5 1.4 研究方法.........................................5 1.5. 各章概述.........................................6 第二章 文獻回顧-發動機維修制度的現況.................8 2.1. 民航維修的文件產生流程...........................8 2.2. 民航維修觀念的演進-從MSG-1到MSG-3...............10 2.3. 發動機維修等級...................................11 2.4. 發動機拆換之考慮因素.............................12 2.4.1. 商業層面.......................................12 2.4.2. 技術層面.......................................13 2.5. 發動機進廠維修之工作內容決定流程.................14 2.6. 機隊梯次送修的概念...............................17 2.7. 韋伯分析(Weibull Analysis).....................18 第三章 發動機進廠維修時機之探討.......................22 3.1. ST或HT...........................................22 3.2. DMC vs. MTBSV微笑曲線之討論......................23 3.2.1. 統計的方法.....................................23 3.2.2. 數學建模的方法.................................24 3.2.3. 參考他航法.....................................25 3.3. 以全壽命週期看發動機進廠排程.....................27 3.3.1. 模組時間與可靠性—模組時間限制條件.............29 3.3.2. 壽命管制件LLP—工作內容限制條件、LLP成本計算...30 3.3.3. 維修成本—成本估算(DMC不含LLPs)..............31 第四章 以基因演算法求解發動機之最佳進廠排程...........33 4.1. 前言.............................................33 4.2 基因演算法........................................34 4.2.1. 概述...........................................34 4.2.2. 基因演算法之特性...............................35 4.3. 基因演算法於發動機進廠排程之應用.................37 4.3.1. 染色體之參數(基因)設定.......................37 4.3.1.1. 方法一:全壽命週期的觀點.....................37 4.3.1.2. 方法二:以數次進廠維修為一循環週期的觀點.....39 4.3.2. 初始族群的產生.................................41 4.3.3. 適應函數之定義與適應值之計算...................42 4.3.4. 複製過程.......................................43 4.3.5. 交配過程.......................................43 4.3.6. 突變過程.......................................44 4.3.7. 菁英策略.......................................44 第五章 結果討論與未來之發展...........................45 5.1. 結果討論.........................................45 5.1.1. 前言...........................................45 5.1.2. 演算結果討論...................................45 5.1.3. P&W JTD-200最佳的進廠排程方式..................48 5.2. 未來之發展.......................................50 5.2.1. 建立發動機各模組的可靠性.......................51 5.2.2. 發展全機隊的進廠排程...........................53 5.2.3. 建立人性化的人機介面...........................54 參考文獻..............................................55 表....................................................58 圖....................................................62 附錄(一) 縮寫說明...................................88 附錄(二) HT、OC、CM、ST之定義.......................90 附錄(三) P&W JT8D性能諸元...........................91 附錄(四) JT8D-200各模組維護時距.....................92 附錄(五) JT8D-200 Engine MPD Life Limited Parts.....95

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    校外:2002-07-22公開
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