基于智能算法的民航飞机维修管理调度优化方法研究

With the rapid development of civil aviation in China, it becomes a problem to be solved urgently that the level of aircraft maintenance management and scheduling is still low. Based on the domestic and overseas research, this research project mainly studies the aircraft maintenance management and scheduling. It includes several key problems, such as aircraft maintenance planning, flight string planning, aircraft assigning, crew assigning, etc. Because each is a large scale and complex optimization problem, the optimization solving methods of each key problem are studied based on optimization theory and combined with the techniques such as intelligent optimization method, human-machine mutual method, disperse time simulation. Then, the optimization methods of aircraft integrated planning and scheduling are studied. This research is a cross field of control, management, mathematics and computer, and it is an applied and basic research project. Its purpose is to solve the optimization scheduling problem of aircraft planning in airlines, and to propose the methods and techniques of optimization scheduling based on the models, intelligent optimization and human-machine mutual method. Finally, using the real operation data in airlines, the application study is completed and to enhance the automation level of production scheduling in airlines.

随着我国民用航空业的快速发展，飞机维修管理调度的低水平成为了民航业发展需要迫切解决的问题。本项目在综合考虑国内外研究现状的基础上，针对飞机维修一体化管理调度问题进行深入研究，主要研究其中的飞机维修计划、航班串编制、飞机指派、机组指派等关键问题，由于每一个子问题都是大规模复杂优化问题，所以项目以优化理论方法为基础，结合各种智能优化方法（如遗传算法等）、人机交互方法和离散时间仿真技术，研究飞机一体化排班调度中各个关键问题的优化求解方法，在此基础上研究飞机维修管理一体化计划系统编制的优化方法。本项目研究属于控制、管理、数学、计算机交叉研究领域，是一项应用基础研究，以解决航空公司飞机排班优化调度问题为目的，提出基于模型、智能优化方法和人机交互相结合的优化调度方法和技术，并利用航空公司的实际运行数据进行应用研究，从而提高航空公司生产调度自动化水平。

随着我国民航业的快速发展，飞机数量也快速增长，民航维修管理水平及生产调度已成为制约航空公司发展的一个瓶颈问题。维修管理调度优化作为航空公司维修管理中的关键性控制工作，对提高航班正点率、保障飞行安全、降低维修成本有着十分重要的意义。然而目前我国航空公司飞机的调度管理方法还大多处于人工或半人工调度水平，管理方式相对简单、粗放，没有能够与快速增长的机队规模相匹配。随着航空运输市场的开放，市场竞争不断加剧，也加剧了航空公司对运营成本和服务品质等方面的要求。因此，提高维修管理调度工作自动化、智能化水平已成为当前我国航空公司亟待解决的问题。. 本项目以飞机维修管理调度中的核心问题——飞机排班调度为研究重点，飞机维修管理优化调度就是在一定的时间内，在满足各种约束条件下，根据生产计划，合理地安排飞机、机组、维修资源等的调度，以保证某个或某些特定的指标最优，其中主要涉及飞机维修计划编制、航班串编制、飞机指派、机组指派四个优化问题以及从总体考虑的飞机一体化排班优化问题。同时，以飞机排班核心问题的关键技术为基础，开发飞机一体化排班仿真软件系统。在以飞机排班优化方法问题的研究为核心的基础上，也针对与之相关的维修调度优化问题进行了研究，如维修任务的确定与优化、维修间隔的确定与优化、维修工程评估等问题进行了研究。. 本项目以优化理论为基础，结合智能算法，针对每个关键问题进行了深入研究，建立相应的优化模型，并采用智能算法进行求解，从而得到飞机调度优化各个关键问题的优化方法。针对这些关键问题进行深入研究，共发表科技论文20篇，其中包括1篇SCI文章，4篇EI文章；资助完成硕士论文7篇，在读硕士2名；以关键问题的研究技术为基础，开发完成“飞机排班仿真系统”软件1套。. 以飞机维修调度优化关键技术研究为切入点，深入研究航空生产优化调度的理论、方法、关键技术对于推动航空维修管理优化调度的理论研究和应用研究都具有重要的意义。另外，国内外有关资料表明在民航企业中应用先进的调度方法，可大大提高企业的整体生产效益。因此，针对我国民航业的实际需求和航空公司发展迫切需要解决的关键技术问题，深入系统地研究航空维修管理优化调度方法并进行应用研究，可提高民航企业运营能力和经济效益，提高民航企业的国际竞争力。