基于贝叶斯的航空备件需求研究与应用

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1、第29卷第2期2011年4月中国民航大学学报JOURNALOFCIVILAVIATIONUNIVERSITYOFCHINAV01．29No．2April2011基于贝叶斯的航空备件需求研究与应用陈凤腾．1，左洪福2(1．徐州工程学院，江苏徐州221008；2．南京航空航天大学民航学院，南京210016)擒要：鉴于目前航空备件需求计算应用泊松公式存在计算结果误差较大的问题。依据历史故障数据并应用广义更新过程建立反映历史故障数据以及维修能力的可靠性分布模型．同时针对目前历史故障数据主要是小样本事件．应用贝叶斯方法并采用切片采样法对可靠性分

2、布模型进行参数估计。最后通过实例进行分析，结果表明实际故障次数和实际故障情况较为吻合．增大了模型的应用范围。关键词：贝叶斯；航空备件；故障率；切片采样法中图分类号：仍文献标识码：A文章编号：1674—5590(2011)02—0013埘ResearchandAppficafionofAero-SpareBasedonBayesianMethodCHEN屁，妒fe，珂，ZUOHong-fu2(1．X幽uInstituteofTechnology，X比如u221008，China；2．CivilAviationCollege．Nanjin

3、gUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Therea聆muchmoredeviationsinthecalculationoftheaero--sparesdemandbythePoissonformulainrecentlydecades，gOweestablishtherehabilitydistributionmodeltOreflectthehistOricalfailuredataandthemaintenancecapabil

4、itieswitlltheapplicationofthegeneralizedrenewalprocess．Atthe8sinetimeforthehistoricalfaultdataforthecurrentprincipalisasmallsampleofevents，BayesianmethodandslicesamplingmethodwereapphedtOestimatetheparameterofthereliabilitydistribution．Finally，withtheexampleanalysis，the

5、resultsshowthatthenumberofactualfaultsandactualfailuresofthemoreconsistent，increasingtheapplicationofthismodeLKeywords：Bayesian；aero-spares；failurerate；slicesampling备件需求预测直接影响航空公司安全运营和成本管理，是维修活动的基础，是关系到航空公司信誉和效益的一个关键环节。航空备件需求和预测问题涉及了可靠性、维修性、航空保障以及系统安全等领域，成为国内外学者关注的课题之一㈣

6、。目前飞机制造商(如波音、空客等)向用户提供备件推荐数量的计算方法主要是齐次泊松公式[31。该方法主要假设各种零部件的可靠性模型服从理想的指数分布，这在计算初始备件需求数量时具有方便、易于计算等特点，但未能充分反映实际设备故障特性，而且应用该方法要假设部件的修理和更换服从更新过程，这和实际情况脱节，其预测结果和实际需求偏差较大。面对这些问题，文献【4】引进维修度并应用广义更新过程进行可靠性建模，不仅可以反映设备实际更换的特点，而且还可以反映设备维修能力以及修理后恢复的能力。对于历史故障、寿命数据为大样本时，应用上述方法并通过似然函数进

7、行参数估计，可以获得较高的精度。但由于目前使用年限以及管理能力、水平的限制，获得的历史故障数据往往是小样本，直接应用似然函数计算方法存在其计算精度较低的问题，为此，本文根据航空装备6种故障率特性，首先建立相应的故障分布模型，然后根据历史故障数据和先验知识，初步确定模型的分布和范围。由于使用年限和管理水平的限制，设备故障多为小样本事件，故本文选取适于处理小样本事件的贝叶斯方法，同时对于高维复杂的无法直接计算的数学公式应用切片采样法进行数收藕日期：2010-1I-22；修回日期：201l—02—27基金项目：国家自然科学基金项目(6067

8、2164)；徐州市科技计划项fl(XJ09070)作者简介：陈凤腾(197l一)，男，江苏赣榆人．讲师．博士。研究方向为可靠性、维修性与故障诊断．—．14．．中国民航大学学报2011年4月值仿真，并将其应用到任意分布函数