B747飛機大修作業流程優化研究

余 芬，喻益琳，祝世興，馬 鍵

（中國民航大學 航空工程學院，天津 300300）

0 引言

飛機大修，又稱D檢，是飛機長期運行后的全面檢修，必須在維修基地的車間內進行，飛機停場時間在10天以上。D檢是最高級別的檢修，對飛機的各個系統進行全面檢查和裝修。由于D檢間隔一般超過1萬飛行小時，很多飛機會在D檢中進行改裝或更換結構和大部件[1]。隨著我國民航運輸的發展，需要進行大修的飛機會越來越多，目前，國內能承修飛機大修的航空維修企業屈指可數，并且由于技術和設備等方面的差異，和國際上技術先進的公司差距很大，如香港飛機工程公司進行飛機大修通常只需30天，而國內最快的也要42天[2]。飛機停場時間長短，直接影響維修企業和航空公司的經濟效益和競爭力。

本文運用PERT(Program Evaluation and Review Technique)方法，對B747飛機大修結構件拆裝作業流程進行分析，劃出作業流程網絡圖，計算工序時間參數，找出關鍵路徑，對人員和工期進行優化。最后運用Visual Basic編程實現查找關鍵路線和計算總工時，通過運用削峰法對人力資源進行優化，達到縮短大修作業時間的目的。

1 B747飛機大修作業流程分析

1.1 B747大修作業流程介紹

B747大修作業流程可大致劃分為10個階段，如圖1所示。主要包括，1）進場檢查：主要是對發動機試車、自動駕駛以及操作系統的檢查、飛機外表以及燃油滲漏檢查、貨艙裝載系統的檢查；2）發動機以及結構件的拆卸：對發動機以及襟、副翼等大部件拆卸；3）飛機褪漆：是對飛機表面褪漆，以便為機身外表檢查做好準備；4）拆件：主要是指客、貨艙內部的拆卸；5）裝件：要是對客、貨艙內部的改裝，以及對拆卸件檢查修理和安裝；6）發動機及結構件的安裝：對拆卸下來的發動機和結構件檢查修理和安裝；7）功能檢測：是對大修工作進行全面檢查，包括機械操縱系統，電子、電器系統的測試，8）飛機外表面噴漆；9）交付客戶批準；10）試飛[2]。至此完成飛機大修。

1.2 結構件拆裝作業時間參數計算及網絡圖繪制

根據B747大修作業流程和作業先后順序，將B747大修結構件拆裝作業流程劃分為32道主工序，工時計算每班按8小時計算，白班無休息日，夜班根據白班作業情況不定期安排。采用PERT箭線型網絡圖劃出大修作業流程網絡圖，計算節點時間參數，求出時差，根據時差為0找出關鍵路徑。工序信息和時間參數計算結果如表1所示。時間參數計算公式如下[3]：

ESi-j為工作i-j的最早開始時間；EFi-j為工作i-j最早完成時間；LSi-j為工作i-j最遲開始時間；LFi-j為工作i-j最遲完成時間；Di-j為工作i-j的工時； Si-j為時差。

圖1 B747大修作業流程圖

繪制B747大修作業流程網絡圖（加粗為關鍵路徑），如圖2所示。

按照每班8小時，白班無休息日，夜班根據白班作業情況安排加班，這樣計算B747大修總工時為722小時。按現在實際人員安排，做出工作天數與人員坐標如圖3所示，從圖3中可見：大修流程資源分布起伏較大，資源最高需求量為T=55時，達到191人，當T=25時最低需求量僅為10人。這種情況造成作業時間人員分布不均、等待時間較長及作業效率不高。

2 大修流程優化

工期固定，資源均衡的優化方法有多種，本文采用削峰法對B747飛機大修作業流程進行資源優化。 削峰法的原理是利用非關鍵工序的機動時間,在工期固定的條件下,使得資源峰值盡可能減小。人員和時間計算公式如下：

表1 B747飛機大修作業工序及時間參數計算

圖2 流程優化前網絡圖

圖3 流程優化前人力資源圖

R為人員數量；ri-j為工作在i-j時區內人員；Th為資源最高峰時段(max[R])的最后時刻；Si-j為工作i-j的總時差；ESi-j為工作i-j的最早開始時間。根據公式（6）、（7）優化步驟如下：

1）當DT＜0，則說明該工作不可以向右移出高峰時段；當所有工作DT＜0，則該高峰不可削低，應找出網絡計劃資源次高峰時段，重復本步驟。

2）當DT＞0，則說明該工作可以向右移出高峰時段，使得峰值減小，并且不影響工期。當有多個工作DT＞0，應選擇DT＞0值最大的工作向右移出高峰時段。

3）將選定的非關鍵工作ri-j改為從Th處開始：ESi-j＝ Th。

4）繪制出調整后的網絡計劃圖，統計出每個時間單位內的資源需要量R。

5）重復上述2）、3）步驟，直至高峰時段的峰值不能再減少，資源優化即告完成[5]。

人員需要量最高峰時段為：RMAX＝191，T＝55，則時間單位T＝55的所有工序的機動時間為：DT20-21＝ -10；DT21-22＝ 106；DT21-31＝ -6；DT21-29＝ 130；DT21-24＝ 138；DT21-25＝ 108；DT21-26＝ 108；DT21-30＝ 146；DT21-27＝ 146；DT21-28＝150；

由計算結果可知DT21-22＝106＞0，且是所有機動時間中最大的，故將工序21→22向后移動1個時間單位，即8小時，然后劃出第一次調整后的時標圖（因篇幅所限圖略），統計出每個時間單位內的人員需要量R。重復以上步驟, 直至高峰時段的峰值不能再減少，該時段資源優化完成。按照上述方法當T=4時段時，人力資源消耗為140人，運用上述方法，對該時段進行資源優化，優化后各工序的開始時間如表2所示。

表2 優化后各工序開始時間表

劃出優化后人力資源分布圖，如圖4所示，優化后人員最多為104人，出現在DT＝28；而DT＝55時人員為92人，在總工期不變的情況下,人員分布均衡。

圖4 優化后的人力資源圖

衡量資源消耗是否均衡，可采用資源消耗方差值進行衡量，資源消耗方差值越低，則資源分配越均衡。計算公式如下式（8）：T為時間段數量；R為各個時間段上人員數量；由式（8）得，優化前人員消耗方差s為：s＝化后，人力資源如圖4所示，此時人力資源量消耗方差s為：s＝上述得到優化前人力資源量消耗的方差s＝927.919，資源需求量最高峰為191人；優化后資源量消耗的方差 s＝310.186，資源量需求量最高峰為104人。由此可以看出在一定程度上，資源消耗得到均衡，更合理。

3 結束語

本文通過運用PERT技術，繪制了B747飛機大修流程網絡圖以及人力資源圖，計算出關鍵路徑和總工期，并運用削峰法對大修流程進行資源和工期的優化，最后使資源需求分布更合理，最后運用VB進行了軟件開發，達到時間參數計算、關鍵路徑查找，資源優化三個功能。對飛機大修作業流程的優化有一定的應用價值。

[1] 鄭東良.航空維修管理[M].北京: 國防工業出版社, 2006.

[2] 余芬, 王寧云, 等.PERT技術在B747飛機大修安裝件作業中的應用[J].制造業自動化, 2011.04: 35-38.

[3] 梁世連.工程項目管理[M].北京: 北京交通大學出版社,2006.

[4] 鄺英強.工程網絡中關鍵路線的確定方法及其比較[J].華南理工大學學報, 1997, 04: 51-54.

[5] 劉在今, 杜曉玲.改進削高峰法在網絡計劃優化中的應用[J].四川建筑科學研究, 2007, 02: 197-199.

[6] 龔沛曾, 楊志強, 等.Visual Basic程序設計教程[M].北京:高等教育出版社, 2007.