CN112989633A - 一种基于维修性的oru布局优化方法及轨道装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于维修性的ORU布局优化方法及轨道装置，通过ORU的维修性特点信息，对初始整体布局方案中的ORU的初始布局位置进行优化，得到目标子系统的ORU局部布局优化方案，使得ORU能够在局部布局上满足维修性的要求。方法包括：对环控生保系统中目标子系统的ORU进行维修性特点分析，得到ORU的维修性特点信息，ORU至少为两个；获取目标子系统的初始整体布局方案，初始整体布局方案中包括ORU的初始布局位置；根据ORU的维修性特点信息，对ORU的初始布局位置进行优化，得到目标子系统的ORU局部布局优化方案。

Description

一种基于维修性的ORU布局优化方法及轨道装置

技术领域

本发明涉及功能组件布局领域，特别是涉及一种基于维修性的ORU布局优化方法及轨道装置。

背景技术

轨道装置的环控生保系统包括二氧化碳子系统、水处理子系统、微量有害气体子系统及电解制氧子系统四个主要部分。这些子系统均由大量功能模块和在轨可更换组件（Orbital Replacement Unit，ORU）构成。由于轨道装置的运行环境特殊，这些功能模块和ORU需要考虑安全性、可靠性、维修性和操作性等多方面的要求。其中，基于维修性对功能模块和ORU进行优化布局可有效保证轨道装置子系统进行维修作业时的便利性和可操作性，对降低空间环境中的维修难度，保障轨道装置正常运行及航天员的正常生活起到重要作用。

由于轨道装置的环控生保系统的功能模块和ORU存在使用寿命，部分寿命较短的部件需要定期更换，同时，当组件工作状态不正常时，需要宇航员能够在轨道装置狭小环境中对其进行维修。然而，轨道装置的子系统结构复杂，功能模块和ORU数量繁多，且相互之间的尺寸和质量迥异，连接较为复杂，使得ORU的设计布局无法满足维修性的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于维修性的ORU布局优化方法及轨道装置，先通过维修性分析方法及目标子系统约束条件选择最优整体布局方案，再通过ORU的维修性特点信息，在最优整体布局方案上进行局部布局，使得ORU能够在整体和局部布局上都满足维修性的要求。

本发明第一方面提供一种基于维修性的ORU布局优化方法，包括：

对环控生保系统中目标子系统的ORU进行维修性特点分析，得到ORU的维修性特点信息，ORU至少为两个；

获取目标子系统的初始整体布局方案，初始整体布局方案中包括ORU的初始布局位置；

根据ORU的维修性特点信息，对ORU的初始布局位置进行优化，得到目标子系统的ORU局部布局优化方案。

进一步的，对环控生保系统中目标子系统的ORU进行维修性特点分析，得到ORU的维修性特点信息，包括：

确定环控生保系统中目标子系统具有的ORU，ORU至少为两个；

对所有ORU进行维修性特点分析，得到每一个ORU的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息；

根据使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息，得到ORU的维修性特点信息。

进一步的，获取目标子系统的初始整体布局方案，包括：

对目标子系统的ORU进行整体布局，得到至少两个整体布局方案；

通过维修性分析方法及目标子系统约束条件，从至少两个整体布局方案中选择最优整体布局方案，作为初始整体布局方案。

进一步的，对目标子系统的ORU进行整体布局，得到至少两个整体布局方案，包括：

根据环控生保系统的整体尺寸约束，确定目标子系统的占用空间大小；

根据目标子系统的占用空间大小，对ORU进行整体布局，得到至少两个整体布局方案，至少两个整体布局方案包括柜式布局方案及面板式布局方案，面板式布局方案包括三模块面板式、单面板竖直旋转式、单面板水平旋转式及单面板整体翻转式。

进一步的，通过维修性分析方法及目标子系统约束条件，从至少两个整体布局方案中选择最优整体布局方案，作为初始整体布局方案，包括：

通过维修性分析方法对至少两个整体布局方案进行分析，得到所有整体布局方案的对比项信息；

根据目标子系统约束条件及对比项信息进行综合对比，得到所有整体布局方案的对比结果；

根据对比结果，从所有整体布局方案中选择最优整体布局方案，作为初始整体布局方案。

进一步的，初始整体布局方案为面板式布局方案中的任意一种，

根据ORU的维修性特点信息，对ORU的初始布局位置进行优化，得到目标子系统的ORU局部布局方案，包括：

根据初始整体布局方案确定ORU在对应面板式布局方案中蜂窝面板上的初始布局位置；

解析ORU的维修性特点信息，得到ORU的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息；

根据ORU的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息，对ORU在蜂窝面板上的初始布局位置进行优化，得到ORU的优化布局位置；

根据ORU的优化布局位置，将ORU布局在蜂窝面板上，并将ORU进行管路连接，得到目标子系统的ORU局部布局优化方案。

进一步的，根据ORU的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息，对ORU在蜂窝面板上的初始布局位置进行优化，得到ORU的优化布局位置，包括：

当根据ORU的初始布局位置确定ORU布局在蜂窝面板的背面时，根据ORU的使用寿命信息，确定ORU的设计使用时间；

判断ORU的设计使用时间是否大于预置使用时间；

若设计使用时间不大于预置使用时间，则将ORU的初始布局位置优化为布局在蜂窝面板的正面，得到ORU的优化布局位置；

若设计使用时间大于预置使用时间，则根据操作类型信息确定ORU为日常操作、间歇性操作或没有操作中的任意一种；

若为日常操作或间歇性操作，则将ORU的初始布局位置优化为布局在蜂窝面板的正面，得到ORU的优化布局位置；

若为没有操作，则根据观察窗口信息判断ORU是否具有观察窗口；

若具有观察窗口，则将ORU的初始布局位置优化为布局在蜂窝面板的正面，得到ORU的优化布局位置；

若不具有观察窗口，则根据组件更换时间信息确定ORU的核心组件的组件更换时间，判断组件更换时间是否小于预置更换时间；

若组件更换时间小于预置更换时间，则将ORU的初始布局位置优化为布局在蜂窝面板的正面，得到ORU的优化布局位置；

若组件更换时间不小于预置更换时间，则无需对ORU在蜂窝面板上的初始布局位置进行优化。

进一步的，无需对ORU在蜂窝面板上的初始布局位置进行优化之后，还包括：

获取目标子系统的ORU连接关系，根据ORU连接关系，确定与ORU连接的目标ORU；

当目标ORU布局在蜂窝面板的正面时，判断ORU与目标ORU之间的管路数量是否达到预定数量；

若达到预定数量，则将ORU的初始布局位置优化为布局在蜂窝面板的正面，得到ORU的优化布局位置，ORU的优化布局位置靠近目标ORU；

若未达到预定数量，则无需对ORU在蜂窝面板上的初始布局位置进行优化。

进一步的，将ORU的初始布局位置优化为布局在蜂窝面板的正面，得到ORU的优化布局位置之后，还包括：

当ORU具有观察窗口时，将ORU的优化布局位置调整为设置在蜂窝面板的正面的中间位置以上；

当ORU具有日常操作或间歇性操作时，将ORU的优化布局位置调整为设置在蜂窝面板的正面的中间位置。

本发明第二方面提供一种轨道装置，包括：

环控生保系统，环控生保系统中目标子系统都具有至少两个ORU；

目标子系统的ORU局部布局优化方案根据以上第一方面中的基于维修性的ORU布局优化方法得到。

由上可见，本发明中对环控生保系统中目标子系统的ORU进行维修性特点分析，得到ORU的维修性特点信息，ORU至少为两个，获取目标子系统的初始整体布局方案，初始整体布局方案中包括ORU的初始布局位置，根据ORU的维修性特点信息，对ORU的初始布局位置进行优化，得到目标子系统的ORU局部布局优化方案。因为现有的轨道装置的环控生保系统的子系统中ORU数量繁多，相互之间尺寸、质量迥异，连接复杂，使得ORU的设计布局无法满足维修性的要求，而本发明中通过ORU的维修性特点信息，对初始整体布局方案中的ORU的初始布局位置进行优化，得到目标子系统的ORU局部布局优化方案，使得ORU能够在局部布局上满足维修性的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的基于维修性的ORU布局优化方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本发明提供的基于维修性的ORU布局优化方法的另一个实施例的流程示意图；

图3为本发明提供的基于维修性的ORU布局优化方法的又一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种基于维修性的ORU布局优化方法及轨道装置，通过ORU的维修性特点信息，对初始整体布局方案中的ORU的初始布局位置进行优化，得到目标子系统的ORU局部布局优化方案，使得ORU能够在局部布局上满足维修性的要求。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种基于维修性的ORU布局优化方法，包括：

101、对环控生保系统中目标子系统的ORU进行维修性特点分析，得到ORU的维修性特点信息，ORU至少为两个；

本实施例中，轨道装置的环控生保系统中主要包括了二氧化碳子系统、水处理子系统、微量有害气体子系统及电解制氧子系统，在本实施例中以电解制氧子系统作为目标子系统进行举例说明。在电解制氧子系统中ORU具有18个，通过以下方式对如何得到维修性特点信息进行具体说明：

（1）、确定环控生保系统中目标子系统具有的ORU；

电解制氧子系统中主要包括了18个ORU；

（2）、对所有ORU进行维修性特点分析，得到每一个ORU的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息；

对每一个ORU都进行维修性特点分析，维修性特点主要是进行维修时需要重点考虑的，例如，使用寿命、操作、观察窗口及组件更换时间等等；

以上面4个作用重要的参考依据，得到以下表1：

表1 电解制氧子系统的ORU的维修性特点

通过以上表1，可以得到电解制氧子系统中每一个ORU的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息；

（3）、根据使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息，得到ORU的维修性特点信息；

将所有的ORU的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息进行统一整理，得到电解制氧子系统的所有ORU的维修性特点信息。

102、获取目标子系统的初始整体布局方案，初始整体布局方案中包括ORU的初始布局位置；

本实施例中，轨道装置的环控生保系统是具有相应舱位的，并且相应的舱位都已经进行了框架的设计，因此，只需要选择出目标子系统的初始整体布局方案；

可选的，进行整体布局包括了以下方式：

对目标子系统的ORU进行整体布局，得到至少两个整体布局方案；

具体的，根据环控生保系统的整体尺寸约束，确定目标子系统的占用空间大小，根据目标子系统的占用空间大小，对ORU进行整体布局，得到至少两个整体布局方案，至少两个整体布局方案包括柜式布局方案及面板式布局方案；

其中，柜式布局方案是ORU通过导轨与安装板相连，发射状态采用后方定位销、前方螺栓的固定方式，维修时将ORU抽出维修；

面板式布局方案包括三模块面板式、单面板竖直旋转式、单面板水平旋转式及单面板整体翻转式；

三模块面板式具体为：采用3个仪器板对ORU进行固定和支撑，三个模块分别通过导轨与安装板相连，可以将需要日常操作及更换组件的ORU置于前侧空间，寿命较长的ORU置于后侧空间，需要维修时，将模块的外部接口以及与其他单元间的接口断开，将仪器板拉出进行维修；

单面板竖直旋转式具体为：采用整体式仪器板对ORU进行固定，仪器板采用导轨加转轴的方式与安装单元连接以方便维修及更换，维修时现将整体仪器板拉出，然后旋转90°使之面向维修者；

单面板水平旋转式具体为：以一个仪器面板为主要支撑结构，将所有ORU布置在面板前后两侧，综合考虑操作性及维修性，可以将需要日常操作、具有观察窗口及需要定期更换组件的ORU布置在面板前侧，将寿命较长、不需要日常操作的ORU布置在面板后侧，面板后侧的ORU需要维修时，将面板整体拉出，并旋转至水平，实现维修工位；

单面板整体翻转式具体为：将ORU布于一块面积与标准柜正面面积相当的蜂窝板上，而后将常需要操作和更换的ORU放在正面上，不需要日常操作和维修更换的ORU放于正面，对于蜂窝板后面的ORU操作通过与蜂窝板固联的旋转座与轴的翻转来实现；

通过维修性分析方法及目标子系统约束条件，从至少两个整体布局方案中选择最优整体布局方案；

具体的，通过维修性分析方法及目标子系统约束条件，从至少两个整体布局方案中选择最优整体布局方案，一种可选的实现方式为：

通过维修性分析方法对至少两个整体布局方案进行分析，得到所有整体布局方案的对比项信息，具体表2所示：

表2 整体布局方案的对比项信息

从表2中，可以看出所有整体布局方案的对比项信息中，操作性都具有，但是可达性则各不相同，可达性是衡量维修人员的操作手以及维修工具能够沿一定路径或方式，接近维修部位的能力，应保证人在合适的操作姿态下，手工或利用工具能和维修对象充分接触，便于开展维修拆装操作；

根据目标子系统约束条件及对比项信息进行综合对比，得到所有整体布局方案的对比结果，以电解制氧子系统为例，如表3所示：

表3 整体布局方案的综合对比结果

综合考虑表3所示的对比结果，最合理的是水平旋转式布局方案，除了进舱门有些难度以外，整体翻转式布局方案在操作性、维修性、管线、结构件重量、固定可靠性、正面空间利用率、交付方面表现都是最突出的，是最符合设计要求的，因此，最优整体布局方案选定为单面板水平旋转式的。

103、根据ORU的维修性特点信息，对ORU的初始布局位置进行优化，得到目标子系统的ORU局部布局优化方案。

本实施例中，根据以上步骤102中选定的初始整体布局方案知道了目标子系统的ORU的初始布局位置，再结合ORU的维修性特点信息，对所有的ORU初始布局位置进行优化，得到目标子系统的ORU局部布局优化方案。

本发明实施例中，对环控生保系统中目标子系统的ORU进行维修性特点分析，得到ORU的维修性特点信息，ORU至少为两个，获取目标子系统的初始整体布局方案，初始整体布局方案中包括ORU的初始布局位置，根据ORU的维修性特点信息，对ORU的初始布局位置进行优化，得到目标子系统的ORU局部布局优化方案。因为现有的轨道装置的环控生保系统的子系统中ORU数量繁多，相互之间尺寸、质量迥异，连接复杂，使得ORU的设计布局无法满足维修性的要求，而本发明中通过ORU的维修性特点信息，对初始整体布局方案中的ORU的初始布局位置进行优化，得到目标子系统的ORU局部布局优化方案，使得ORU能够在局部布局上满足维修性的要求。

在以上图1所示的实施例中，在步骤102中通过可选的方式，选择单面板水平旋转式作为电解制氧子系统的最优整体布局方案，在实际应用中，对于不同的目标子系统，再进行最优整体布局方案选择时，可以是面板式布局方案中的任意一种，不进行具体说明。下面以面板式布局方案中的单面板水平旋转式作为初始整体布局方案进行举例，对以上图1中的步骤103进行详细说明。

如图2所示，本发明实施例提供一种基于维修性的ORU布局优化方法，包括：

201、对环控生保系统中目标子系统的ORU进行维修性特点分析，得到ORU的维修性特点信息，ORU至少为两个；

详情请参考图1所示实施例的步骤101。

202、获取目标子系统的初始整体布局方案，初始整体布局方案中包括ORU的初始布局位置；

详情请参考图1所示实施例的步骤102。

203、根据初始整体布局方案确定ORU在对应面板式布局方案中蜂窝面板上的初始布局位置；

本实施例中，目标子系统以电解制氧子系统为例，初始整体布局方案为单面板水平旋转式，ORU在单面板水平旋转式中蜂窝面板上的初始布局位置是预先设置的。

204、解析ORU的维修性特点信息，得到ORU的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息；

本实施例中，在图1所示实施例的步骤101的表1中描述了各ORU的维修性特点，解析ORU的维修性特点信息，就能得到ORU的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息。

205、根据ORU的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息，对ORU在蜂窝面板上的初始布局位置进行优化，得到ORU的优化布局位置；

本实施例中，根据ORU的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息，对ORU在蜂窝面板上的初始布局位置进行优化，主要是为了维修的方便，例如，操作类型信息中需要日常或者间歇性操作的，就需要设置在蜂窝面板的正面，如果初始布局位置是背面，就有优化到正面；有观察窗口的需要设置在蜂窝面板的正面；组件更换时间信息中更换时间短的，需要设置在蜂窝面板的正面；除此之外，还有其他因素等等。

206、根据ORU的优化布局位置，将ORU布局在蜂窝面板上，并将ORU进行管路连接，得到目标子系统的ORU局部布局优化方案。

本实施例中，在步骤205中得到ORU的优化布局位置之后，将ORU设置在蜂窝面板上，并将ORU进行管路连接，得到目标子系统的ORU局部布局优化方案。

本发明实施例中，具体说明了在知道初始整体布局方案之后，是如何根据ORU的维修性特点信息中的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息，在面板式布局方案的蜂窝面板上优化ORU的初始布局位置，将优化依据重点落在维修性特点信息的4个点上，分别是使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息，提高了目标子系统的ORU后期维修的方便性。

在以上图2所示的实施例中，步骤205中具体是如何根据ORU的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息，对ORU在蜂窝面板上的初始布局位置进行优化，并未进行详细说明，下面通过实施例进行陈述。

如图3所示，本发明实施例提供一种基于维修性的ORU布局优化方法，包括：

301、对环控生保系统中目标子系统的ORU进行维修性特点分析，得到ORU的维修性特点信息，ORU至少为两个；

详情请参考图1所示实施例的步骤201。

302、获取目标子系统的初始整体布局方案，初始整体布局方案中包括ORU的初始布局位置；

详情请参考图1所示实施例的步骤202。

303、根据初始整体布局方案确定ORU在对应面板式布局方案中蜂窝面板上的初始布局位置；

详情请参考图1所示实施例的步骤203。

304、解析ORU的维修性特点信息，得到ORU的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息；

详情请参考图2所示实施例的步骤204。

305、当根据ORU的初始布局位置确定ORU布局在蜂窝面板的背面时，根据ORU的使用寿命信息，确定ORU的设计使用时间；

本实施例中，ORU的使用寿命信息，确定ORU的设计使用时间，在表1中，可以看出，以电解制氧子系统为例，所有的ORU的使用寿命信息中设计使用时间都是2年以上。

306、判断ORU的设计使用时间是否大于预置使用时间，若设计使用时间不大于预置使用时间，执行步骤311；若设计使用时间大于预置使用时间，执行步骤307；

本实施例中，判断ORU的设计使用时间是否大于预置使用时间，预置使用时间是预先设定的，假设设定为2年，那么所有的ORU的设计使用时间都大于2年，那么不用从设计使用时间角度考虑是否设置在蜂窝面板正面，只需要进一步依据操作类型信息，执行步骤307；如果设计使用时间不大于预置使用时间，则表示预置使用时间内有维修更换需求，需要设置在蜂窝面板的正面，执行步骤311。

307、根据操作类型信息确定ORU为日常操作、间歇性操作或没有操作中的任意一种，若为日常操作或间歇性操作，执行步骤311；若为没有操作，执行步骤308；

本实施例中，根据表1中的操作类型信息确定ORU为日常操作、间歇性操作或没有操作中的任意一种，例如，ORU-6是日常操作，ORU-1是有备用控阀，属于间歇性操作，ORU-2则没有操作。如果是日常操作或间歇性操作，则需要将ORU设置在蜂窝面板的正面，方便操作，执行步骤311；如果没有操作，那么不用从操作类型角度考虑是否设置在蜂窝面板正面，只需要进一步依据观察窗口信息，执行步骤308。

308、根据观察窗口信息判断ORU是否具有观察窗口，若具有观察窗口，执行步骤311；若不具有观察窗口，执行步骤309；

本实施例中，根据表1中的观察窗口信息确定ORU是否有观察窗口，如果有观察窗口，则需要将ORU设置在蜂窝面板的正面，方便观察，执行步骤311；如果没有观察窗口，那么不用从观察窗口角度考虑是否设置在蜂窝面板正面，只需要进一步依据组件更换时间信息，执行步骤309。

309、根据组件更换时间信息确定ORU的核心组件的组件更换时间，判断组件更换时间是否小于预置更换时间，若组件更换时间小于预置更换时间，执行步骤311；若组件更换时间不小于预置更换时间，执行步骤310；

本实施例中，根据组件更换时间信息确定ORU的核心组件的组件更换时间，在表1中ORU-2的组件更换时间为15个月，假设预置更换时间为16个月，组件更换时间小于预置更换时间，表示有维修更换需求，执行步骤311；如果组件更换时间不小于预置更换时间，则预置更换时间内没有维修更换需求，可以设置在蜂窝面板的背面，执行步骤310。

310、无需对ORU在所述蜂窝面板上的初始布局位置进行优化；

311、将ORU的初始布局位置优化为布局在蜂窝面板的正面，得到ORU的优化布局位置；

312、根据ORU的优化布局位置，将ORU布局在蜂窝面板上，并将ORU进行管路连接，得到目标子系统的ORU局部布局优化方案。

详情请参考图2所示实施例的步骤206。

本发明实施例中，具体说明了是如何依据使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息，来将ORU布局在面板式布局方案的蜂窝面板的正面或者背面上，基于具体的维修性特点的布局，能够让后期维修更加方便。

在以上图3所示的实施例中，只对使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息进行了考虑，例如，在表1中ORU-17的使用寿命信息达到10年、没有操作、没有观察窗口、核心组件无需更换，但是ORU-17与ORU-5的管路连接较为紧密，ORU-5设置在正面，如果ORU-17设置在蜂窝面板的背面，那么管路设置将会非常麻烦，因此，还需要考虑ORU连接关系和管路数量来布局ORU。具体如下：

可选的，本发明的一些实施例中，无需对ORU在蜂窝面板上的初始布局位置进行优化之后，还包括：

获取目标子系统的ORU连接关系，根据ORU连接关系，确定与ORU连接的目标ORU；

当目标ORU布局在蜂窝面板的正面时，判断ORU与目标ORU之间的管路数量是否达到预定数量；

若达到预定数量，则将ORU的初始布局位置优化为布局在蜂窝面板的正面，得到ORU的优化布局位置， ORU的优化布局位置靠近目标ORU；

若未达到预定数量，则无需对ORU在蜂窝面板上的初始布局位置进行优化。

本发明实施例中，在ORU都未满足图3所示实施例中的条件时，将会被布局在蜂窝面板的背面，此时，还需要获取目标子系统的ORU连接关系，根据ORU连接关系，确定与ORU连接的目标ORU，目标ORU布局在面板式布局方案的蜂窝面板的正面时，判断ORU与目标ORU之间的管路数量是否达到预定数量，如果达到预定数量，ORU也需要布局在面板式布局方案的蜂窝面板的正面，且ORU的布局位置靠近目标ORU；如果未达到预定数量，则将ORU布局在面板式布局方案的蜂窝面板的背面，不会增加管路的复杂度。通过ORU连接关系和管路数量，使得ORU的布局更加合理，降低了管路的复杂度。

在以上图3所示的实施例中，只考虑到了ORU设置在蜂窝面板的正面还是背面，没有考虑ORU在蜂窝面板上的具体位置，下面通过实施例进行具体说明。

可选的，本发明的一些实施例中，将ORU的初始布局位置优化为布局在蜂窝面板的正面，得到ORU的优化布局位置之后，还包括：

当ORU具有观察窗口时，将ORU的优化布局位置调整为设置在蜂窝面板的正面的中间位置以上；

当ORU具有日常操作或所述间歇性操作时，将ORU的优化布局位置调整为设置在蜂窝面板的正面的中间位置。

本发明实施例中，在ORU具有观察窗口时，考虑到人员方便观察，需要将将ORU设置在蜂窝面板的正面的中间位置以上，ORU具有日常操作或间歇性操作时，考虑到方便人员操作，需要将ORU设置在蜂窝面板的正面的中间位置。除此之外，可以需要考虑ORU质心、管路等因素进行设置。

举例说明，ORU-6安装时需要注意循环泵需要日常操作，因而必须安装在便于操作的蜂窝板正面。ORU-6上有需要观察的量，因而需要将其放置的位置较高，便于观察的地方，拟将其与ORU-1放置在一起；

ORU-4的核心部件每15个月要更换一次，所以应该布局在蜂窝板的正面适合操作的地方，同时由于其与较多其它ORU通过管路相连，为减少总体管路长度，将其布局在蜂窝板中间位置；

ORU-11质心距离安装面的距离为58mm，同时由于其与ORU-4有较多的管路联接，ORU-11上有操作阀需要定期操作所以将其布局在蜂窝板中间位置；

ORU-2质心距离安装面的高度为105.3mm，属于质量较大的ORU构件，由于它每1.25年需要定期更换，故将其放置在方便操作的蜂窝板正面；

ORU-5与ORU-17管路联接较为紧密，因而将它们抵近放置，同时由于其质心位置较高，将其放置在中立板靠近角片的一侧，该位置有较好的力学性能。

可选的，本发明的一些实施例中，方法还包括：

建立虚拟维修人体模型；

分析ORU的维修需求及维修工序，得到分析结果；

通过虚拟维修人体模型及分析结果，对目标子系统的ORU局部布局方案进行维修可视性、维修可达性及维修操作空间的评估，得到评估结果。

本发明实施例中，在目标子系统的最优整体布局方案及ORU局部布局都完成之后，还需要进行评估，具体通过虚拟维修人体模型完成，人体模型主要用于虚拟维修动画制作，精度要求不高。为简便起见，采用建模仿真软件CATIA-DELMIA中默认的标准男性假人模型，并修改百分位使其身高接近中国男性的平均身高（2011年数据为171.89mm）。对ORU的维修方便性分析主要围绕维修可视性、可达性和操作空间等三个方面展开。

①维修可视性：维修部位在维修人员视线可以达到的范围内，使维修人员方便地进行维修活动。

②维修可达性：衡量维修人员的操作手以及维修工具能够沿一定路径或方式，接近维修部位的能力，应保证人在合适的操作姿态下，手工或利用工具能和维修对象充分接触，便于开展维修拆装操作。

③维修操作空间：工具或手有足够的空间完成相应地维修动作，如扳手应至少有60°的转动空间才可以完成扳手的维修任务，使用改锥时应保证螺钉头上方的空间应不小于工具本身长度、螺钉长度及约75mm的手腕高度其三者之和。

分析ORU的维修需求及维修工序，得到分析结果，

表4 ORU的分析结果

进行评估之后，得到维修可视性、维修可达性及维修操作空间的评估结果，并作为评论结论。

本发明实施例还提供一种轨道装置，包括：

环控生保系统，环控生保系统中目标子系统都具有至少两个ORU；

目标子系统的ORU局部布局优化方案根据以上实施例中任意一个实施例的基于维修性的ORU布局优化方法得到。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于维修性的ORU布局优化方法，其特征在于，包括：

对环控生保系统中目标子系统的ORU进行维修性特点分析，得到所述ORU的维修性特点信息，所述ORU至少为两个；

获取所述目标子系统的初始整体布局方案，所述初始整体布局方案中包括所述ORU的初始布局位置；根据所述ORU的维修性特点信息，对所述ORU的初始布局位置进行优化，得到所述目标子系统的ORU局部布局优化方案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对环控生保系统中目标子系统的ORU进行维修性特点分析，得到所述ORU的维修性特点信息，包括：

确定环控生保系统中目标子系统具有的ORU，所述ORU至少为两个；

对所有ORU进行维修性特点分析，得到每一个ORU的使用寿命信息、操作类型信息、观察窗口信息及组件更换时间信息；

根据所述使用寿命信息、所述操作类型信息、所述观察窗口信息及所述组件更换时间信息，得到所述ORU的维修性特点信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标子系统的初始整体布局方案，包括：

对所述目标子系统的所述ORU进行整体布局，得到至少两个整体布局方案；

通过维修性分析方法及目标子系统约束条件，从所述至少两个整体布局方案中选择最优整体布局方案，作为初始整体布局方案。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对目标子系统的所述ORU进行整体布局，得到至少两个整体布局方案，包括：

根据所述环控生保系统的整体尺寸约束，确定所述目标子系统的占用空间大小；

根据所述目标子系统的占用空间大小，对所述ORU进行整体布局，得到至少两个整体布局方案，所述至少两个整体布局方案包括柜式布局方案及面板式布局方案，所述面板式布局方案包括三模块面板式、单面板竖直旋转式、单面板水平旋转式及单面板整体翻转式。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过维修性分析方法及目标子系统约束条件，从所述至少两个整体布局方案中选择最优整体布局方案，作为初始整体布局方案，包括：

通过维修性分析方法对所述至少两个整体布局方案进行分析，得到所有整体布局方案的对比项信息；

根据目标子系统约束条件及所述对比项信息进行综合对比，得到所有整体布局方案的对比结果；

根据所述对比结果，从所有整体布局方案中选择最优整体布局方案，作为初始整体布局方案。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述初始整体布局方案为所述面板式布局方案中的任意一种，

所述根据所述ORU的维修性特点信息，对所述ORU的初始布局位置进行优化，得到所述目标子系统的ORU局部布局方案，包括：

根据所述初始整体布局方案确定所述ORU在对应面板式布局方案中蜂窝面板上的初始布局位置；

解析所述ORU的维修性特点信息，得到所述ORU的所述使用寿命信息、所述操作类型信息、所述观察窗口信息及所述组件更换时间信息；

根据所述ORU的所述使用寿命信息、所述操作类型信息、所述观察窗口信息及所述组件更换时间信息，对所述ORU在所述蜂窝面板上的初始布局位置进行优化，得到所述ORU的优化布局位置；

根据所述ORU的优化布局位置，将所述ORU布局在所述蜂窝面板上，并将所述ORU进行管路连接，得到所述目标子系统的ORU局部布局优化方案。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述ORU的所述使用寿命信息、所述操作类型信息、所述观察窗口信息及所述组件更换时间信息，对所述ORU在所述蜂窝面板上的初始布局位置进行优化，得到所述ORU的优化布局位置，包括：

当根据所述ORU的初始布局位置确定所述ORU布局在所述蜂窝面板的背面时，根据所述ORU的所述使用寿命信息，确定所述ORU的设计使用时间；

判断所述ORU的设计使用时间是否大于预置使用时间；

若所述设计使用时间不大于所述预置使用时间，则将所述ORU的初始布局位置优化为布局在所述蜂窝面板的正面，得到所述ORU的优化布局位置；

若所述设计使用时间大于所述预置使用时间，则根据所述操作类型信息确定所述ORU为日常操作、间歇性操作或没有操作中的任意一种；

若为所述日常操作或所述间歇性操作，则将所述ORU的初始布局位置优化为布局在所述蜂窝面板的正面，得到所述ORU的优化布局位置；

若为所述没有操作，则根据所述观察窗口信息判断所述ORU是否具有观察窗口；

若具有所述观察窗口，则将所述ORU的初始布局位置优化为布局在所述蜂窝面板的正面，得到所述ORU的优化布局位置；

若不具有所述观察窗口，则根据所述组件更换时间信息确定所述ORU的核心组件的组件更换时间，判断所述组件更换时间是否小于预置更换时间；

若所述组件更换时间小于所述预置更换时间，则将所述ORU的初始布局位置优化为布局在所述蜂窝面板的正面，得到所述ORU的优化布局位置；

若所述组件更换时间不小于所述预置更换时间，则无需对所述ORU在所述蜂窝面板上的初始布局位置进行优化。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述无需对所述ORU在所述蜂窝面板上的初始布局位置进行优化之后，还包括：

获取所述目标子系统的ORU连接关系，根据所述ORU连接关系，确定与所述ORU连接的目标ORU；

当所述目标ORU布局在所述蜂窝面板的正面时，判断所述ORU与所述目标ORU之间的管路数量是否达到预定数量；

若达到预定数量，则将所述ORU的初始布局位置优化为布局在所述蜂窝面板的正面，得到所述ORU的优化布局位置，所述ORU的优化布局位置靠近所述目标ORU；

若未达到预定数量，则无需对所述ORU在所述蜂窝面板上的初始布局位置进行优化。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述将所述ORU的初始布局位置优化为布局在所述蜂窝面板的正面，得到所述ORU的优化布局位置之后，还包括：

当所述ORU具有所述观察窗口时，将所述ORU的优化布局位置调整为设置在所述蜂窝面板的正面的中间位置以上；

当所述ORU具有所述日常操作或所述间歇性操作时，将所述ORU的优化布局位置调整为设置在所述蜂窝面板的正面的中间位置。

10.一种轨道装置，其特征在于，包括：

环控生保系统，所述环控生保系统中目标子系统都具有至少两个ORU；

所述目标子系统的ORU局部布局优化方案根据权利要求1-9中任一项方法得到。

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