商用教练机机队优化配置研究

为了促进航校对商用教练机机队的科学管理,在考虑教练机的运营成本、航校投资能力、飞行训练科目和购入机型等多个影响因素的基础上,建立了以运营收益最大为目标函数的混合整数非线性规划模型,运用基于模拟退火的粒子群优化算法求出最优解,得出航校在研究期内各年的机队最优发展和配置方案。分析结果表明:该模型可以有效地为航校的机队决策提供支持。     

基于模糊层次分析法的商用教练机训练效能研究

商用教练机训练效能是评价教练机在飞行训练中综合性能的重要指标,是各航校教练机选型的主要参考因素。依据常用商用教练机飞行性能参数求解出各类机型的初步评分矩阵;基于模糊层次分析法,求解训练效能的权重矩阵;利用训练大纲规定的科目训练时间,计算时间频度矩阵。然后结合Masefield-Burdak训练效能模型,计算出常用的私照单发四座、商照单发四座以及商照双发四座教练机机型的训练效能值。通过对比分析各机型效能值的高低,优化得到一套最优机型配置,为教练机选型提供了有效的理论依据,使教练机选型更具有针对性,提升了航校培训效率。     

发动机寿命周期内大修方案优化研究

制定合理的发动机大修工作范围是航空公司的一项重要任务,其不仅影响发动机性能和运行可靠性,而且还影响航空公司的运营成本。根据发动机维护管理手册中给出的维修建议,考虑以往返厂所做的维修级别,制定了单元体维修等级优化规则,优化了发动机大修方案,并根据制定的维修工作范围建立了发动机寿命周期内的返厂维修成本优化模型。利用粒子群算法对模型进行了优化求解,在保障可靠性的前提下,获得了大修成本较低的发动机寿命周期内返厂规划和大修方案。该方法可为航空公司规划发动机寿命周期内大修和大修工作范围的制定提供参考。     

基于遗传算法的制造单元继承性生成方法

为实现多品种变批量生产模式下的制造单元优化重构,将车间重布局成本纳入优化目标,建立了以物流成本和重布局成本为优化目标的制造单元需求模型;为了降低重布局成本,提出一种具有继承性的制造单元生成方法,利用改进遗传算法中的染色体编码方式、初始种群生成方法、遗传算子操作等方法,最大程度上保存了原有制造单元中的资源组织结构,实现具有继承性的制造单元优化重构过程;最后通过一个实例验证了所提方法的有效性。     

拖拉机变速器箱体动态特性分析与优化设计

针对重型拖拉机液压机械无级变速器箱体的减振降噪问题,对箱体进行动态特性分析,并运用结构优化方法进行箱体的优化设计。根据箱体的初始设计几何模型,建立箱体壳单元和体单元耦合的有限元模型,进行箱体模态分析和瞬态动力学分析;基于分析结果以箱体的前六阶加权模态频率最大化为目标,运用拓扑和形貌联合优化的方法得到了箱体最优化的材料分布和加强筋分布。分析结果表明:优化后箱体的强度和刚度满足要求,质量减少8.7%,前六阶固有频率都得到提高并且避开了激励频率。该方法为同类变速器箱体的优化设计提供了参考,降低产品设计成本,缩短研发周期。     

周期狭长结构拼装模块尺寸效应与构型优化

针对狭长结构拓扑优化过程中存在的计算困难、有中间密度存在和优化构型复杂等问题,提出周期模块拼装方法,并建立混合梁单元模块有限元模型,开展了狭长结构的拓扑优化设计。以承受均布压力载荷的悬臂狭长结构为例,分析比较了不同模块数、不同材料用量以及不同截面梁对优化结果的影响。计算结果显示,采用周期模块拼装策略能获得规则简单易制造的优化构型,周期狭长结构具有尺寸效应且存在最佳模块尺寸来最大化拼装结构刚度。将混合梁单元模型的模块尺寸与拓扑协同优化结合,获得了清晰规则的类桁架构型。最后应用所提方法实现了周期狭长梯形结构的构型优化。     

改进层次分析GRA-TOPSIS法发动机机队拆发排序研究

发动机机队运行可靠性的改善和维修成本及燃油消耗成本的降低,是运营人科学管理机队的关键。依据发动机制造厂商的维修计划指导手册,从主要拆发原因、发动机及单元体累积工作时间、在翼性能及发动机翻修后装机初始性能四个方面,建立机队拆发排序综合评价指标。基于改进AHP法确定各层指标权重,利用灰色系统理论对TOPSIS法进行改进,即将欧式距离与灰色关联度相结合,构成更为合理的贴近度指标。应用20台发动机实际数据对机队拆发次序进行排序,并咨询发动机部门工程师拆发排序的建议,表明计算结果与实际拆发顺序基本相符,排序结果正确。     

基于粒度模型的型号协作任务结构优化

针对型号任务协作过程中任务结构的优化,建立协作任务粒度模型,确定影响任务粒度优化设计的关键因素。基于市场协作成本、任务过程周期、任务技术方案等三个方面的影响,建立其与任务粒度之间的数学模型,得出了在相应条件下的任务粒度最佳值。归纳、分析这三个方面关键因素的影响,探讨最佳任务粒度的现实意义,总结型号任务协作过程中任务结构优化设计的方法,特别强调在市场协作环境中各方协作的历史表现与积累的宝贵经验对任务结构优化设计具有重要的影响。     

通用航空训练飞行发动机数据异常检测初探

大型运输机发动机的健康管理研究较为广泛,相对于运输航空,针对通用航空领域以训练飞行为主的小型教练机发动机的异常检测技术还不够成熟.训练飞行具有飞行模式固定,起降频次较高,信息数据结构简单的特点,更适合引入深度学习对其进行建模分析.本文归纳了当前主流的几种深度异常检测模型,从原理、计算复杂度和优缺点三个角度进行分析.为通...     

模拟机与原型机试飞优化结合技术的研究

作为飞行模拟机模型开发的基础和局方客观鉴定的依据,试飞数据在飞行模拟机研制和鉴定过程中至关重要。飞行试验是航空器研制中十分重要的环节,是一项高风险、高成本、长周期的科学试验活动。本文探索了如何跟踪管理原型机的飞行试验任务,对试飞经验和专家知识进行提炼,形成切实可行的模拟机飞行试验与原型机飞行试验结合的优化方案,提高飞行试验的效率,缩短航空器和模拟机的试验周期,以加快新型航空器和模拟机研制的速度。     

汽轮机叶片数字化柔性生产线设计应用

以汽轮机叶片为产品对象,进行数字化柔性生产线建设,通过工艺流程设计、生产线布局规划、加工单元主要设备导入、信息化系统设计与集成应用,实现汽轮机叶片的自动化柔性生产,提高产品质量和生产效率,降低运营成本,满足多品种、小批量的订单模式需求。     

网络化协作环境下机械产品加工任务粒度分析

面向网络化协作制造环境，分析了产品任务规划与制造资源配置的关系，建立了机械产品加工任务粒度模型。针对机械产品网络化协作制造成本、产品功能组件和工艺方法、任务制造周期等3方面的影响因素，从宏观角度定性、定量地分析了产品制造任务粒度的规划问题，建立了它们与制造任务粒度之间的数学关系式，得出了在相应条件下任务粒度的最佳值。从这些数量化的结果与关系中，得出一些在网络化制造环境中对机械产品制造任务设计有意义的结论，为进一步的制造资源优化配置打下了理论基础。     

面向绿色航空的客机机翼外形和飞行条件设计

从环境影响、航空公司运营、乘客体验多个角度,基于多学科分析框架,提出综合研究机翼参数和飞行条件对进场噪声、起降循环期间污染气体排放量、温室气体总排放量、直接运营成本和航时等性能的影响。分析表明,减少襟翼开缝有助于降低噪声,但需要增大机翼面积来弥补气动性能损失;降低巡航高度可以降低温室气体排放量,却伴随着直接运营成本和航时的增加;加大进场坡度可以降低进场噪声和起降循环的排放量。综合经济性和环保性进行多目标优化,获得了两种典型的飞机构型及对应的飞行条件。     

炼油生产中的原油多周期调度优化

为了有效实现原油储运调度与调和优化,针对原油的码头接卸、中间站场及油库的收油和下输、原油调和进厂等业务环节,综合考虑操作与输送能力等约束和流程中的不确定性因素,采用数学规划方法,建立原油储运调度与调和优化一体化模型,利用启发式规则简化模型进行求解,实现原油多周期调度优化,对原油处理过程进行精细化管理。以中石化某原油运输线为例,通过该优化方法有效提升了原油调度精确性,降低了原油运输存储成本,为炼油生产提供了有力支撑。     

三轮摩托车车架优化设计研究

应用有限元方法,建立了某款三轮摩托车车架的梁单元分析模型,应用MSC.Nastran软件,模拟了车架在极限使用工况下的应力分布情况。在此基础上,以车架的强度为约束条件,车架管梁的截面尺寸为设计变量,车架质量最小为目标函数,基于专业优化软件HyperStudy建立了结构优化的数学模型,并进行了优化计算,从而获得了最佳的结构截面参数,使车架在满足约束条件的前提下,达到了质量最小的效果,有效地降低了成本。     

列车转向架关键部件预防性维修决策优化模型

针对列车转向架关键部件的预防性维修存在欠维修或过维修问题,提出一种列车转向架关键部件预防性维修决策优化模型。该模型以关键部件故障周期为优化变量,基于不同的维修模式和最小修形式确定机会维修期望概率。借鉴机会维修思想,利用最大最小蚁群迭代算法,确定关键部件的最佳维修周期与机会维修阈值,以最小平均费用率为优化目标,最终达到降低预防性维修固定维修成本的目的。以某地铁公司列车转向架关键部件维修为例,通过对比分析证明,该模型能够有效降低转向架关键部件的运营维修费用,减少列车在库停车检修次数,提高列车运营效率,从而为轨道交通装备的维修决策提供理论和实践参考。     

面向大规模定制的动态单元装配系统设计与重构建模

针对大规模定制批量化与定制化的生产组织要求,提出采用单元装配系统在大规模定制生产中进行装配作业的思想,分析了单元装配系统在大规模定制生产中的适用性,综合考虑动态环境下系统设备重置、多能工重新指派、多周期生产计划、交货策略、招聘解雇成本等多种因素,建立了以重构成本最小为目标函数的动态单元装配系统重构的规划模型,并验证了模型的有效性。     

飞行程序优化设计关键技术探讨

为确保空中交通安全,需要对进离场飞行方法进行科学合理的规划设计,同时伴随着空中交通量的日渐增大,航空公司日益关注飞行活动的经济效益和社会效益,因此飞行程序设计工作不仅是要保障安全运行,还对飞行简便性、运营经济性、社会效益等提出了更高的要求。因此本文着重分析当前飞行程序设计的限制因素和设计要求,提出优化飞行程序设计的技术方法和工作措施,为空域规划提供科学依据。     

显影单元腔室内流场结构分析与优化

匀胶显影设备中温湿度控制器（THS）为单元提供温度和湿度适宜的洁净空气,为保证单元内产生的颗粒不污染晶片,在单元中将空气流动设计成DownFlow形式,这样能带走单元腔室中的灰尘颗粒,有利于防止晶片的颗粒污染。由于显影单元的内部结构复杂,无法直接测量单元内部实际工作条件下的气流状态。文中采用数值模拟分析的方法对显影单元内部进行流场仿真分析,根据分析结果对结构进行优化,以达到更理想的腔室内气体流动状态,可以节约修改结构和复杂测试所消耗的时间和成本,缩短设计周期。     

基于设计任务单元的协同设计环境研究

针对工程产品设计的协同性、集成性和网络化要求,提出了以设计任务单元作为工程设计流程中的基本组织单元的设计方法,详细阐释了设计任务单元的信息模型及运行机制,给出了以设计任务单元为核心,以设计结构矩阵为组织形式,以功能、行为和结构表示的产品模型为支撑的协同设计环境体系架构,并以卫星总体设计为验证实例建立原型系统。