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研究生： 劉怡能
Liu, Yi-Neng
論文名稱： 空軍飛機維修決策支援系統之研究 ---以空軍基地修護管理系統為例
A Study of The Air Force Aircraft Maintenance Decision Support System -- based on base maintenance management system
指導教授： 袁曉峰
Yuan, Hsiuo-Feg
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 航空太空工程學系碩士在職專班
Department of Aeronautics & Astronautics (on the job class)
論文出版年： 2006
畢業學年度： 94
語文別： 中文
論文頁數： 101
中文關鍵詞： 飛機維修 、決策支援 、資料倉儲 、後勤管理
外文關鍵詞： Data warehousing, Logistic Management, aircraft maintenance, decision support
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    • 近年來資訊技術的進步及軟硬體的發展所建立之資料倉儲已成為工商業界處理日常作業資料以執行決策支援的重要工具，建置決策支援系統之功能為蒐集過去各工作執行之相關歷史資料及數據，經由系統化之整理、歸納、處理與運用模式分析所得之數據，建制資料倉儲系統，再運用OLAP或Data Mining技術執行比較、分析、與評量，作為主管決策及督導等之參考依據，並能了解其目標之達成率與執行之差異。
    本研究探討如何運用資料倉儲與多維度資料庫的技術，建立一套以飛機維修決策為導向的資料倉儲系統，提供維修管理者一套快速的、整合的、有效的維修決策支援系統，以提昇維修決策效率與品質。本研究係以資訊化的空軍基地修護管理系統（BMMS）的維修資料庫為對象，首先探討維修管理工作中的可靠度、維護度與支援度數學模式的分析方式、資料需求與評量指標；再分析如何將BMMS資料庫構建與轉換為資料倉儲資料庫的設計程序，以執行飛機維修管理上的決策支援分析工作，並更進一步而探討與建議空軍後勤的決策與分析模式需求。
    從本研究分析案例可確定，當分析出可靠度、維護度與支援度數學模式後，即可依據該數學模式的参數需求，將原有維修資料庫中數值轉換為多維度的資料倉儲資料庫。當維修資料倉儲系統建置完成後，即可建立具分析功能的維修決策支援資訊。
    本研究雖僅針對空軍飛機維修資料導入資料倉儲系統以執行決策支援執行研究探討，但實際運用上亦可適用民航業界的維修管理工作，並可適用車輛、船舶、機電等等各項屬於維修工作的行業，並對如何建立資訊化維修管理提出一個方向。

    Data warehousing, a development of the latest information technology has become a useful tool to improve decision making. Through systematic arrangement, analysis, and summation, the collected historical data and documents can be reconstructed into data warehouse. By techniques of OLAP or Data Mining, the reconstructed data can be easily compared and evaluated to become useful information in order to improve the quality of the decision making.
    This thesis research has demonstrated to use data warehousing and multidimensional data base technologies to develop a military aircraft maintenance oriented data warehouse in order to offer decision makers an integrated and efficient maintenance decision support system. This research takes the Air Force base maintenance management system (BMMS) as an example. Reliability, maintainability, and supportability of a fleet maintenance management system are chosen to be the controlling factors of decision making. The constructions of the mathematical models for those controlling factors are suggested, and the processes of transforming BMMS data to a multidimensional data warehouse are demonstrated. An example of the analysis of supportability of the aircraft maintenance management system is given. Further discussion and suggestion of the structure of the decision support model of the air force logistic system is also presented.
    The research demonstrates the transformation of BMMS data of military aircraft to a multidimensional data warehouse for decision supporting purposes. The methodology also can be applied to the maintenances of civil aircraft, cruse boat, vehicle or any other machinery as well.

    目 錄 中文摘要……………………………………………………………………i 英文摘要 …………………………………………………………………ii 致 謝…………………………………………………………………iii 目 錄 …………………………………………………………………v 圖 目 錄 …………………………………………………………………ix 表 目 錄 …………………………………………………………………xi 第一章 緒論 ……………………………………………………………1 1.1 研究背景 ……………………………………………………………1 1.2 研究動機 ……………………………………………………………2 1.3 研究問題 ……………………………………………………………3 1.4 研究目的………………………………………………………………4 1.5 研究範圍及限制………………………………………………………5 1.6 研究步驟與架構………………………………………………………5 第二章 文獻探討 ………………………………………………………7 2.1 資料倉儲………………………………………………………………7 2.1.1 資料倉儲的發展與定義……………………………………………7 2.1.2 資料倉儲的運用……………………………………………………9 2.1.3 資料倉儲的架構 …………………………………………………10 2.1.4 資料倉儲的建置 …………………………………………………12 2.1.5 資料倉儲的資料模式 ……………………………………………15 2.2 資料挖掘 ……………………………………………………………19 2.2.1 資料挖掘概述 ……………………………………………………19 2.2.2 資料挖掘過程 ……………………………………………………19 2.2.3 資料挖掘的相關技術 ……………………………………………20 2.3 線上分析系統 ………………………………………………………23 2.3.1 OLAP 概述…………………………………………………………23 2.3.2 OLAP 分析法 ……………………………………………………24 2.3.3 OLAP 的系統架構 ………………………………………………24 2.3.3 Data Mining 與OLAP的關係……………………………………28 2.4 決策支援系統 ………………………………………………………28 2.4.1 決策支援系統的發展與定義 ……………………………………28 2.4.2 決策支援系統的階層與類型 ……………………………………32 2.4.3 決策支援系統的系統架構與軟體 ………………………………33 2.4.4 後勤能量檢驗 ……………………………………………………34 2.5 空軍基地修護管理系統（BMMS） …………………………………35 2.5.1 操作資料蒐集 ……………………………………………………35 2.5.2 修護資料蒐集 ……………………………………………………35 2.5.3 維修記錄代號 ……………………………………………………35 2.6 空軍後勤管理主官查詢系統的規劃構想 …………………………39 第三章 維修決策支援分析 ……………………………………………41 3.1 可靠度 ………………………………………………………………41 3.1.1 可靠度（Reliability）的定義…………………………………41 3.1.2 空軍飛機之可靠度 ………………………………………………41 3.1.3 可靠度的運用 ……………………………………………………42 3.1.4 可靠度的數學模式 ………………………………………………44 3.1.5 可靠度模式評量指標 ……………………………………………45 3.2 維護度 ………………………………………………………………46 3.2.1 維護度(Maintainability)的定義………………………………46 3.2.2 空軍飛機之維護度 ………………………………………………46 3.2.3 維護度的運用 ……………………………………………………47 3.2.4 維護度的數學模式 ………………………………………………48 3.3 後勤支援度 …………………………………………………………52 3.3.1 後勤支援度的定義 ………………………………………………52 3.3.2 空軍飛機之後勤支援 ……………………………………………52 3.3.3 器材需求預判的決策模式 ………………………………………53 3.1.4 後勤支援度的數學模式 …………………………………………54 3.3.5 維修後勤支援模式評量指標 ……………………………………63 第四章 設計維修決策分析資料倉儲架構………………………………65 4.1.選定事實資料與維度 ………………………………………………65 4.2.決定資料顆粒度 ……………………………………………………66 4.3 定義維度層級架構 …………………………………………………67 4.4 選定量值 ……………………………………………………………71 4.5 建立資料綱要 ………………………………………………………75 4.6 實體設計與應用 ……………………………………………………77 第五章 後勤維修決策系統的後續發展 ………………………………79 5.1 空軍後勤決策需求的目標 …………………………………………79 5.2 後勤管理決策系統需求與規劃 ……………………………………80 第六章 結論與建議 ……………………………………………………91 6.1 結論 …………………………………………………………………91 6.2 建議 …………………………………………………………………92 参考文獻 …………………………………………………………………93 附錄 支援度個案分析 …………………………………………………95 A.1 案例說明 ……………………………………………………………95 A.2 計算分析 ……………………………………………………………95 A.2.1 参數設定 …………………………………………………………95 A.2.2 支援度與A0 關聯性………………………………………………95 A.2.3 預算及妥善率限制條件下最佳組合 ……………………………96 A.2.4 增加MTTS2的影響 ………………………………………………98 A.2.5 增加MTBM的影響 …………………………………………………99 A.3 結論 ………………………………………………………………100 圖 目 錄 圖 1.1 研究架構 …………………………………………………………6 圖 2.1 資料倉儲的運用範圍 …………………………………………10 圖 2.2 資料倉儲的系統架構 …………………………………………11 圖 2.3 專案需求差異 …………………………………………………13 圖 2.4 系統建置方法 …………………………………………………14 圖 2.5 資料倉儲專案建置程序 ………………………………………15 圖 2.6 概念資料模式 …………………………………………………16 圖 2.7 邏輯資料模式 …………………………………………………16 圖 2.8 實體資料模式 …………………………………………………17 圖 2.9 星狀綱要 ………………………………………………………18 圖 2.10 雪花綱要 ………………………………………………………18 圖 2.11 星座綱要 ………………………………………………………18 圖 2.12 資料挖掘過程 …………………………………………………20 圖 2.13 ROLAP 系統架構圖 ……………………………………………25 圖 2.14 多維度方體 ……………………………………………………26 圖 2.15 MOLAP 系統的架構圖 …………………………………………27 圖 2.16 混合型線上分析系統 …………………………………………27 圖 2.17 資訊系統對決策支援的程度程度差異圖 ……………………30 圖 2.18 決策支援系統的階層結構 ……………………………………32 圖 2.19 決策資源系統架構 ……………………………………………34 圖 2.20 AFTO-349A 表（紙板） ………………………………………37 圖 2.21 AFTO-349A 表（電腦輸入格式（說明欄））………………38 圖 2.22 AFTO 349A 表（電腦輸入格式（行動欄）） ………………38 圖 2.23 空軍主官查詢系統分析流程 …………………………………39 圖 2.24 空軍主官查詢系統策略目標 …………………………………40 圖 2.25 空軍主官查詢系統體系架構 …………………………………40 圖 3.1 失效率浴盆曲線圖 ……………………………………………42 圖 3.2 支援度分析流程圖 ……………………………………………53 圖 4-1 資料架構轉換流程 ……………………………………………65 圖 4.2 失效類別維度層級 ……………………………………………67 圖 4.3 維護工時維度層級 ……………………………………………68 圖 4.4 系統維度層級 …………………………………………………69 圖 4.5 飛行時間維度層級 ……………………………………………69 圖 4.6 飛行次數維度層級 ……………………………………………70 圖 4.8 日期維度層級 …………………………………………………71 圖 4.8 機數維度層級 …………………………………………………71 圖 4.9 可靠度分析事實資料架構圖 …………………………………76 圖 4.10 可靠度資料方體圖 ……………………………………………76 圖 5.1 後勤決策分析系統整體架構 …………………………………81 圖5.2以妥善率為例之差異性評量過程（一） ………………………88 圖5.2以妥善率為例之差異性評量過程（二） ………………………88 表 目 錄 表 2.1 資料倉儲定義彙整表……………………………………………8 表 2.2 資料庫與資料倉儲資料比較表 ………………………………12 表 2.3 決策支援系統的定義 …………………………………………30 表 4.1 事實資料與維度矩陣 …………………………………………62 表 4.2 事實資料顆粒度表 ……………………………………………67 表 4.3 可靠度量值 ……………………………………………………72 表 4.4 以時間度量的維護度量值 ……………………………………73 表 4.5 同時以維修時間與維修人力度量的維護度量值 ……………73 表 4.6 以維修頻率度量的維護度量值 ………………………………74 表 5.1 運作及性能等效率表 …………………………………………86 表A.1 支援度設計與A0 之間關聯性 …………………………………96 表A.2 運作妥善率與備份件之分配組合（一）………………………97 表A.3 運作妥善率與備份件之分配組合（二）………………………97 表A.4 運作妥善率與備份件之分配組合（三）………………………98 表A.5 運作妥善率與備份件之分配組合（四）………………………99 表A.6 運作妥善率與備份件之分配組合（五） ……………………100

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    校外：2006-08-03公開
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