基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法及装置

本发明涉及航空发动机性能优化，具体涉及一种基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法及装置。

背景技术：

1、航空发动机是一种技术尖端且结构精密的复杂热力机械系统，有“现代工业皇冠上的明珠”之美誉。与欧美发达国家相比，我国的航空事业起步较晚且基础相对薄弱，航空发动机不仅研发周期长，同时装配水平和一次性检验试车通过率也存在较大的提升空间。航空发动机的装配与质量检验试车是一个相辅相成的闭环过程，装配质量水平直接影响了发动机的试车性能表现，通过试车结果分析也能在一定程度上指导装配工艺。但是在实际生产中，考虑到航空发动机多元复杂的制造和检验流程，发生试车故障时无法精准掌握各项装配指标与试车表现之间的复杂数学关系，通常需要进行大规模的排查，重新优化装配流程后再次试车，这无疑会显著增加排查难度和资源成本。因此，为了有效提高发动机的一次出厂合格率，保障飞机安全完成航行任务，对航空发动机加工和装配环节的优化研究成了热点学术问题。

2、现有技术公开了一种指导涡轮发动机装配的性能优化方法。首先，将采集的试验数据属性变量进行等宽离散化，给出属性变量和目标变量条件概率表，确定优化目标；然后，基于贝叶斯网络构建目标变量的优化性能模型，给出属性变量的初始状态组合；最后，按照属性变量各个状态的重要性顺序依次迭代，直至找出包含所有满足优化组合的最优解集。然而，此方法存在的不足之处是：在装配指标离散化处理过程中，只是简单地利用等宽法分成三段区间，并没有对截断点的选取进行合理验证。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法及装置，该方法首先根据航空发动机各项关键装配指标连续区间，考虑余量设计确定截断点区间；再基于重要度理论计算各个截断点的重要度大小，选择重要度最高的截断点进行关键装配指标的离散化；最后结合排列组合搜索策略给出关键装配指标的最佳生产范围。

2、本发明第一个目的是提供一种基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法，包括：

3、获取航空发动机多项装配指标对应的装配数据，以及试车监测指标对应的试车数据；

4、以合格阈值为分界标准对试车监测指标的试车数据进行离散化处理，并根据试车数据是否合格对试车监测指标状态进行编码设置；

5、根据不同装配指标的分布情况获取对应装配数据的截断点的取值区间；

6、对截断点的取值区间进行等宽划分，并选定各项装配指标对应的多个截断点，将每项装配指标对应的装配数据编码成两种状态；

7、根据每项装配指标对应的装配数据的状态以及对应的试车监测指标的状态，基于重要度理论，获取每项装配指标对应的每个截断点的重要度；选出重要度最高的截断点，进行装配指标的离散化；

8、根据每项装配指标离散化结果，经状态组合搜索获取符合要求的装配指标状态组合解集。

9、优选的，所述试车监测指标状态进行编码设置，包括：

10、将合格试车数据对应的试车监测指标状态编码设置为1，将不合格试车数据对应的试车监测指标状态编码设置为0。

11、优选的，状态组合搜索过程，包括：

12、将各项装配指标的状态随意搭配获取多个状态组合，对每个状态组合进行搜索，获取每种状态组合下发动机试车监测指标状态为1的后验概率；并基于给定的搜索目标阈值筛选得到符合要求的装配指标状态组合解集。

13、优选的，所述搜索目标为给定多项装配指标的对应状态时，试车监测指标的期望合格概率。

14、优选的，选定各项装配指标对应的多个截断点过程时，包括：

15、选择合理的取值区间后，按照等宽划分将截断点取值区间划分为范围相等的10份，并得到包含区间起点和终点在内的11个不同的截断点。

16、优选的，所述截断点指的是将装配数据划分为两部分所对应的点。

17、优选的，将每项装配指标对应的装配数据编码成1和2两种状态。

18、优选的，所述每项装配指标对应的每个截断点的重要度是使用不同状态下试车通过的条件概率之差的绝对值来表示每项装配指标对应的每个截断点的重要度。

19、本发明第二个目的是提供一种基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化装置，包括：

20、数据采集模块，用于获取航空发动机多项装配指标对应的装配数据，以及试车监测指标对应的试车数据；

21、数据处理模块，用于以合格阈值为分界标准对试车监测指标的试车数据进行离散化处理，并根据试车数据是否合格对试车监测指标状态进行编码设置；

22、根据不同装配指标的分布情况获取对应装配数据的截断点的取值区间；

23、对截断点的取值区间进行等宽划分，并选定各项装配指标对应的多个截断点，将每项装配指标对应的装配数据编码成两种状态；

24、根据每项装配指标对应的装配数据的状态以及对应的试车监测指标的状态，基于重要度理论，获取每项装配指标对应的每个截断点的重要度；选出重要度最高的截断点，进行装配指标的离散化；

25、结果输出模块，用于根据每项装配指标离散化结果，经状态组合搜索获取符合要求的装配指标状态组合解集。

26、本发明至少具有如下有益效果：

27、本发明提供了一种基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法，考虑余量设计和重要度理论选取截断点，对关键装配指标进行离散化，通过状态组合搜索确定最终的装配指标状态组合解集，建模过程简单、高效。

28、本发明基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法，有效地将连续的关键装配指标进行离散化，对截断点的合理性进行验证，为后续装配指标的状态组合搜索提供最佳的离散区间，再通过状态组合搜索确定最终的装配指标状态组合解集，进而实现了对航空发动机的性能优化。给出各项关键装配指标准确的加工范围，最终指导航空发动机的生产装配。

技术特征：

1.一种基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法，其特征在于，所述试车监测指标状态进行编码设置，包括：

3.根据权利要求2所述的基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法，其特征在于，状态组合搜索过程，包括：

4.根据权利要求3所述的基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法，其特征在于，所述搜索目标为给定多项装配指标的对应状态时，试车监测指标的期望合格概率。

5.根据权利要求1所述的基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法，其特征在于，选定各项装配指标对应的多个截断点时，包括：

6.根据权利要求1所述的基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法，其特征在于，所述截断点指的是将装配数据划分为两部分所对应的点。

7.根据权利要求1所述的基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法，其特征在于，将每项装配指标对应的装配数据编码成1和2两种状态。

8.根据权利要求1所述的基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法，其特征在于，所述每项装配指标对应的每个截断点的重要度是使用不同状态下试车通过的条件概率之差的绝对值来表示每项装配指标对应的每个截断点的重要度。

9.一种基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及航空发动机性能优化技术领域，具体涉及一种基于重要度的航空发动机关键装配指标离散化方法及装置，包括：获取航空发动机多项装配指标对应的装配数据，以及试车监测指标对应的试车数据；获取每项装配指标对应的每个截断点的重要度；选出重要度最高的截断点，进行装配指标的离散化；根据每项装配指标离散化结果，经状态组合搜索获取符合要求的装配指标状态组合解集。本发明通过状态组合搜索确定最终的装配指标状态组合解集，进而实现了对航空发动机的性能优化。

技术研发人员：蔡志强,程佳丽,韩思杰,司书宾,朱文金,张帅
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16