[发明专利]组合式飞机维护路线选择和维护任务调度

说明书

相关申请的交叉参考

本申请根据35 U.S.C.119(e)要求2015年4月2日提交且标题为“Combined Aircraft Maintenance Routing and Maintenance Task Scheduling”的美国临时专利申请No.62/142,116的优先权，所述专利申请的内容在此以引用的方式并入。

技术领域

本发明涉及飞机维护路线选择和维护任务调度的领域。

技术背景

飞机维护路线选择(AMR)是指确定一系列航段中个别飞机的路线，以使得每条路线将有足够的维护机会来执行到期维护任务。当飞机在维护站花费足够长的时间段进行维护工作时，维护机会出现。维护任务调度(MTS)(也称为维护工作包装)是指应对哪架飞机以及在哪个维护点进行哪项维护任务。

基于飞机制造商提供和各当局要求的维护程序，每种类型的飞机都有许多详细的维护任务，所述维护任务应根据各种使用参数(诸如飞行小时/周期、发动机小时/周期、辅助动力单位小时、时间日历等)按特定间隔执行。维护站因为缺乏适当的资源(诸如熟练的工人、设施、空间和工具)而未必支持所有类型的维护程序。另外，机队中的每架飞机可能具有不同的年龄和利用率，这意味着维护程序越过调度范围，且因此飞机路线选择很可能从一周到另一周就改变。

实际上，由于数据复杂性的加剧，分别使用单独的软件包或甚至手动地处理AMR和MTS。每天使用循环轮换和机会性维护。需要能够以更有效的方式解决AMR和MTS。

概要

本文中描述了一种集成解决方案，以便用改进的方式一起协调AMR和MTS。

交互式优化决策模型用于协调AMR和MTS。基于均等机队利用情况(即均等地使用所有飞机)计划初始到期维护任务列表。最初将维护任务呈现为按照执行任务所需的工时而聚集的维护约束。第一迭代循环用以生成一组飞机路线并修改飞机路线，直到获得最佳的提出的解为止。

第二迭代循环接着用以在路线按计划提供的维护机会中调度各个维护任务。在调度维护任务时，会考虑额外的维护约束，诸如可用人员、任务顺序、可用设备等。如果在维护机会中无法恰当地调度任务集，则通过利用额外的维护约束重复第一迭代循环来使用回溯策略，称为“削减”。削减用以改变路线的排序，使得新生成的解与先前的解不同。

根据第一宽泛方面，提供了一种用于协调飞机机队在给定时间段内的飞机维护路线选择和调度的方法。所述方法包括：基于所述机队的飞机信息和所提出的机队利用分布接收初始到期维护任务列表；为所述机队生成一组飞机路线，所述路线包括针对所述到期维护任务的维护机会，将所述到期维护任务视为用于生成所述飞机路线的聚集的维护约束；在遵守目标到期日期的同时将所述到期维护任务调度至所述维护机会中；以及在所述飞机路线的所述维护机会内的维护任务调度不可行的情况下，使用所述聚集的维护约束和额外约束为所述机队重新生成一组飞机路线，并使用所述重新生成的一组飞机路线重新调度所述到期维护任务。

在一些实施方案中，生成一组飞机路线包括：基于所述初始到期维护任务列表生成第一组飞机路线；鉴于所述第一组飞机路线确定所述初始到期维护任务列表是否需要修改，且如果是，则生成更新后的到期维护任务列表；以及鉴于所述更新后的到期维护任务列表确定所述第一组飞机路线是否需要修改，且如果是，则生成更新后的一组飞机路线。

在一些实施方案中，将所述到期维护任务调度至所述维护机会中包括：基于初始任务定时容限调度所述到期维护任务；如果不能在所述初始任务定时容限下调度所述到期维护任务，则增大所述任务定时容限并基于所述增大的任务定时容限重复所述调度；以及当达到最大任务定时容限时，确定维护任务调度不可行。

在一些实施方案中，所述聚集的维护约束对应于所述机队的每架飞机在所述给定时间段内的维护工作量的工时。

在一些实施方案中，将所述到期维护任务调度至所述维护机会中包括确定是否可以将不能调度的任务向前推移至先前时段以作为溢出。

在一些实施方案中，将所述到期维护任务调度至所述维护机会中包括将类似的任务合并为工作包并将所述工作包分配给所述维护机会。

在一些实施方案中，为所述机队生成一组飞机路线包括施加以下中的至少一个条件：减少不均匀的机队利用以及减少非营收飞航。

在一些实施方案中，为所述机队生成一组飞机路线包括使用列生成算法，其中每一列对应于个别飞机的具有某一维护可行程度的路线。