KR20230045934A - 항공기 엔진 수명관리와 유지보수 일정을 고려한 비행계획 수립 인공지능 - Google Patents

항공기 엔진 수명관리와 유지보수 일정을 고려한 비행계획 수립 인공지능 Download PDF

Info

Publication number
KR20230045934A
KR20230045934A KR1020210128801A KR20210128801A KR20230045934A KR 20230045934 A KR20230045934 A KR 20230045934A KR 1020210128801 A KR1020210128801 A KR 1020210128801A KR 20210128801 A KR20210128801 A KR 20210128801A KR 20230045934 A KR20230045934 A KR 20230045934A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aircraft
mission
life
flight
engine
Prior art date
Application number
KR1020210128801A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102625572B1 (ko
Inventor
김흥섭
Original Assignee
창원대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 창원대학교 산학협력단 filed Critical 창원대학교 산학협력단
Priority to KR1020210128801A priority Critical patent/KR102625572B1/ko
Publication of KR20230045934A publication Critical patent/KR20230045934A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102625572B1 publication Critical patent/KR102625572B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/003—Flight plan management
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/40—Maintaining or repairing aircraft
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0637—Strategic management or analysis, e.g. setting a goal or target of an organisation; Planning actions based on goals; Analysis or evaluation of effectiveness of goals
    • G06Q10/06375—Prediction of business process outcome or impact based on a proposed change
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/10—Office automation; Time management
    • G06Q10/109—Time management, e.g. calendars, reminders, meetings or time accounting
    • G06Q10/1093—Calendar-based scheduling for persons or groups
    • G06Q10/1097—Task assignment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/20—Administration of product repair or maintenance
    • G06Q50/30—
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/40—Business processes related to the transportation industry
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/04—Ageing analysis or optimisation against ageing

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

항공기 엔진 수명관리와 유지보수 일정을 고려한 비행계획 수립 인공지능 기술이 개시된다. 일 실시예에 따른 항공기 관리 시스템에 의해 수행되는 인공지능 기반의 항공기의 엔진 수명관리와 유지보수 일정을 고려한 비행계획 수립 방법은, 항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선에 근접하여 운영될 수 있도록 다수의 항공기들을 운영하기 위한 항공기 임무 할당 모형을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 항공기 임무 할당 모형을 이용하여 탐색된 부품 수명 정보와 정비일정을 통해 항공기의 비행계획 정보를 수립하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 연구과제의 정보는 아래와 같다.　
- 사업명: 방산혁신클러스터지원사업
- 과제명: 첨단방산소재부품연구실(센터)
- 과제고유번호: DCL2020L
- 기관세부과제번호: 2020-0561
- 총연구기간: 2020-12-16 ~ 2022-12-15
- 당해연구기간: 2020-12-16 ~ 2021-12-15
- 부처명: 방위사업청　
- 주관기관: 국방기술진흥연구소
- 과제수행기관: 창원대학교 산학협력단

Description

항공기 엔진 수명관리와 유지보수 일정을 고려한 비행계획 수립 인공지능{ARTIFICIAL INTELLIGENCE FOR PLANNING FLIGHT SCHEDULE CONSIDERING AERO-ENGINE LIFE MANAGEMENT AND MAINTENANCE SCHEDULE}
아래의 설명은 인공지능을 통해 비행계획을 수립하는 기술에 관한 것이다.
항공기 엔진은 인간의 심장과 같은 부품으로 항공기가 본래의 기능을 수행하도록 하는 필수 구성품이다. 항공기에 장착된 고출력 제트 엔진의 부품들은 매우 높은 열(Heat), 압력(Pressure)과 고속 회전(Rotation) 등에 의한 매우 높은 스트레스에 노출된다. 비행 중 엔진에 고장 발생 시 항공기 추락 등 대형 사고로 이어짐에 따라 항공기 엔진은 제작사가 지정한 사용 한계치(수명)까지만 사용하여야 하며, 이를 준수하기 위해 엄격하게 수명관리를 시행하고 있다. 사용 한계치(수명)에 도달한 엔진은 항공기에서 탈거되어 완전재생(Major overhaul)을 위한 창정비(Depot maintenance) 입고되며, 항공기 운영기관(군, 항공사)은 항공기의 지속적인 가동을 위해 창정비를 위해 탈거된 엔진을 대체하기 위한 고가의 예비 엔진(Spare engine)을 운영한다(KF-X 전투기 엔진 가격은 대당 125억원 내외 (쌍발 엔진으로 항공기 1대당 엔진 가격은 250억원 내외)).
창정비의 높은 난이도와 복잡한 절차로 인해 장기간의 정비가 필요하며, 도 1과 같은 다수의 항공기 운영 현장(Airbase)과 엔진 정비창(Maintenance depot) 간의 순환 구조의 운영 방법에 따라 항공기 가동률 유지를 위한 예비 엔진의 소요가 변화되고 있다. 즉, 동시에 많은 엔진이 창정비 시기(사용 한계치 도달)에 도달하는 경우, 정비창의 제한된 정비 능력으로 인해 창정비가 지연되고, 이는 예비 엔진의 소요 증가 또는 항공기 가동률 감소를 유발한다.
따라서 예비 엔진의 소요를 최소화하기 위해서는 도 2와 같이 정비창의 제한된 정비 능력 등을 고려하여 적정 수준의 엔진이 순차적으로 창정비 시기에 도래하도록 수명관리 통제선(Control line of lifetimes)을 설정하고, 엔진들의 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선에 근접하도록 관리가 필요하다. 예를 들어, 도 2에서 엔진들의 잔여 수명 분포를 수명관리 통제선에 근접시키기 위해서는, 2~48번째 엔진들은 수명관리 통제선보다 잔여 수명이 많이 남아 있으므로 비행 투입을 증가시켜 엔진 수명의 사용을 촉진할 필요가 있으며, 54~99번째 엔진들은 관리 기준보다 과도하게 사용되었기에 비행 투입 제한이 필요하다.
더욱이 과거 엔진의 사용 수명은 비행횟수(Sortie), 비행시간(FH: Flight hour) 단위로 산정됨에 따라 상대적으로 수명 관리가 용이 하였으나, 현대의 엔진의 사용 수명은 TAC(Total accumulated cycles), ELCF(Equivalent low cycle fatigue), CCY(Calculated Cycles)와 같은 공학적 산정법이 사용됨에 따라 엔진 수명관리 업무의 복잡도가 급증하였다. 이와 같이, 현대의 엔진 사용 수명 산정은 도 3과 같이 비행 중 엔진에 가해진 스트레스 수준을 기반으로 비행 후 제작사가 제공한 프로그램을 통해 공학적으로 산정되었다. 다시 말해서, 엔진 사용 수명 산정에 비행시간, 엔진 추력의 수준, 추력의 변화 등 많은 변수가 고려됨에 따라 동일한 시간 동안 비행을 하더라도 항공기가 어떤 종류의 비행노선 또는 훈련에 투입되는 가에 따라 엔진의 사용 수명이 상이하게 된다.
항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선에 근접하여 운영될 수 있도록 다수의 항공기들을 운영하기 위한 항공기 임무 할당 모형을 생성하고, 생성된 항공기 임무 할당 모형을 이용하여 탐색된 부품 수명 정보와 정비일정을 통해 항공기의 비행계획 정보를 수립하는 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.
항공기 관리 시스템에 의해 수행되는 인공지능 기반의 항공기의 엔진 수명관리와 유지보수 일정을 고려한 비행계획 수립 방법은, 항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선에 근접하여 운영될 수 있도록 다수의 항공기들을 운영하기 위한 항공기 임무 할당 모형을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 항공기 임무 할당 모형을 이용하여 탐색된 부품 수명 정보와 정비일정을 통해 항공기의 비행계획 정보를 수립하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수립하는 단계는, 상기 수립된 항공기의 비행계획 정보에 기초하여 항공기별 비행노선 및 항공기별 훈련임무를 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수립하는 단계는, 항공기의 엔진 잔여 수명, 항공기의 기체 또는 항공기의 기체 엔진의 예방정비(Preventive maintenance) 주기, 항공기의 누적 기체 수명, 항공기의 차기 예방정비 시점, 항공기 정비인력의 인시수 정보 및 항공기의 일일 비행횟수 정보를 포함하는 적어도 하나 이상의 항공기 운영 현장의 상황 정보에 기초하여 항공기의 비행계획을 수립하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수립하는 단계는, 비행노선 또는 임무별 엔진 사용 수명 데이터를 활용하여 비행노선 또는 임무별 엔진 가혹도 지수 산정을 통해 비행시간으로 엔진 사용 수명을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 생성하는 단계는, 시공간 네트워크를 기반으로 항공기의 임무의 시간대를 노드로 고려한 항공기 임무 할당 모형을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 생성하는 단계는, 항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선에 근접하는지에 대한 엔진 수명관리 수준 평가를 위한 목적함수를 설정하고, 상기 설정된 목적 함수를 통해 상기 항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선 간의 차이가 최소화되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 목적함수는, 최소자승법 또는 최소절대편차를 통해 초기 무장상태에서 출발되는 항공기의 임무 시간대 간의 겹침을 방지하고, 임무할당 경로의 연속성 보장을 제약하고, 당일 임무가 할당되는 항공기는 초기 무장상태로 복원하고, 임무할당 경로가 임의 노드에 머무르지 않고, 임무할당 경로에서의 부분 순회경로 방지 제약을 만족하는 임무 노드 선택 제약이 설정되고, 임무 노드에 필요한 항공기 대수를 충족하고, 할공기의 일일 비행횟수를 제한하는 항공기 대수 및 비행횟수(sortie) 제약 조건이 설정되고, 항공기에 장착된 엔진의 잔여 수명 또는 차기 예방정비 도래 전까지 임무할당, 항공기의 차기 기체 예방정비 도래 전까지 임무를 할당하는 예방 정비 스케줄 제약 조건이 설정되고, 비행스케줄 수행을 위한 정비 인시수 이내 임무 할당이 이루어지도록 man-hour 제약 조건이 설정될 수 있다.
비행계획 수립 방법을 상기 항공기 관리 시스템에 실행시키기 위해 비-일시적인 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있다.
항공기 관리 시스템은, 메모리에 포함된 컴퓨터 판독가능한 명령들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선에 근접하여 운영될 수 있도록 다수의 항공기들을 운영하기 위한 항공기 임무 할당 모형을 생성하고, 상기 생성된 항공기 임무 할당 모형을 이용하여 탐색된 부품 수명 정보와 정비일정을 통해 항공기의 비행계획 정보를 수립할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 수립된 항공기의 비행계획 정보에 기초하여 항공기별 비행노선 및 항공기별 훈련임무를 할당할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 항공기의 엔진 잔여 수명, 항공기의 기체 또는 항공기의 기체 엔진의 예방정비(Preventive maintenance) 주기, 항공기의 누적 기체 수명, 항공기의 차기 예방정비 시점, 항공기 정비인력의 인시수 정보 및 항공기의 일일 비행횟수 정보를 포함하는 적어도 하나 이상의 항공기 운영 현장의 상황 정보에 기초하여 항공기의 비행계획을 수립할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 비행노선 또는 임무별 엔진 사용 수명 데이터를 활용하여 비행노선 또는 임무별 엔진 가혹도 지수 산정을 통해 비행시간으로 엔진 사용 수명을 추정할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 시공간 네트워크를 기반으로 항공기의 임무의 시간대를 노드로 고려한 항공기 임무 할당 모형을 생성할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선에 근접하는지에 대한 엔진 수명관리 수준 평가를 위한 목적함수를 설정하고, 상기 설정된 목적 함수를 통해 상기 항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선 간의 차이가 최소화되도록 제어할 수 있다.
상기 목적함수는, 최소자승법 또는 최소절대편차를 통해 초기 무장상태에서 출발되는 항공기의 임무 시간대 간의 겹침을 방지하고, 임무할당 경로의 연속성 보장을 제약하고, 당일 임무가 할당되는 항공기는 초기 무장상태로 복원하고, 임무할당 경로가 임의 노드에 머무르지 않고, 임무할당 경로에서의 부분 순회경로 방지 제약을 만족하는 임무 노드 선택 제약이 설정되고, 임무 노드에 필요한 항공기 대수를 충족하고, 할공기의 일일 비행횟수를 제한하는 항공기 대수 및 비행횟수(sortie) 제약 조건이 설정되고, 항공기에 장착된 엔진의 잔여 수명 또는 차기 예방정비 도래 전까지 임무할당, 항공기의 차기 기체 예방정비 도래 전까지 임무를 할당하는 예방 정비 스케줄 제약 조건이 설정되고, 비행스케줄 수행을 위한 정비 인시수 이내 임무 할당이 이루어지도록 man-hour 제약 조건이 설정될 수 있다.
인공지능 활용을 통한 다수 항공기의 비행계획 수립 및 엔진 수명관리 업무 자동화 및 효율성을 향상시킬 수 있다.
적정한 엔진 수명관리를 통한 예비 엔진 소요(항공기 운영유지비)를 감소시킬 수 있다.
엔진 창정비 원활성 향상을 통한 항공기 가동률을 향상시킬 수 있다.
정비창 인력/설비 등의 가동률 유지를 통한 정비창의 안정적 수익성을 보장할 수 있다.
도 1은 엔진 창정비 싸이클을 나타낸 도면이다.
도 2는 엔진 수명관리 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 현재 엔진의 사용 수명을 산정하는 동작을 설명하기 위한 예이다.
도 4는 일 실시예에 있어서, 항공기 운영 싸이클을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 있어서, 임무전환을 수행하는 동작을 설명하기 위한 예이다.
도 6은 일 실시예에 따른 항공기 임무 할당 모형을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 일 실시예에 있어서, 항공 작전 시뮬레이션 결과를 나타낸 예이다.
도 10은 일 실시예에 따른 항공기 관리 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 항공기 관리 시스템에서 항공기의 엔진 수명관리와 유지보수 일정을 고려한 비행계획 수립 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
실시예에서는 최적화(Optimization) 분야의 수리계획 모형(Mathematical programming model)을 통해 국방 및 민간 항공사에서 다수의 항공기 부품의 잔여 수명 분포를 관리자가 원하는 형태로 유지하기 위해 항공기별 비행노선(Flight route), 임무(Mission) 등의 할당을 자동화하는 인공지능 기술에 대하여 설명하기로 한다. 아래에서는 다양한 항공기 부품 중 항공기 엔진을 예를 들어 설명하기로 한다.
도 4는 일 실시예에 있어서, 항공기 운영 싸이클을 설명하기 위한 도면이다.
항공기가 임무를 마치고 착륙하면 비행 후 검사 및 서비스를 의무적으로 받아야 한다. 예정에 없던 정비는 항공기에서 예상치 못한 결함이 발견될 때 수행될 수 있다. 이에 따라 수리 시간을 경험적으로 추정해야 한다. 또한, 항공기(예를 들면, 전투기)에게 다른 임무가 부여되면 무기장전 및 교환 등 다음 작전을 위한 준비가 완료되어야 한다. 임무 전환에 소요되는 무장 시간은 인접한 임무의 유형에 따라 다르다. 이에, 항공기의 비행 일정은 비행 후 검사, 정비, 예정에 없던 수리 및 무장과 같은 작업을 포함하여 유지 관리 프로세스에 사용할 수 있는 충분한 시간이 있도록 계획되어야 한다. 또한, 정비에 소요되는 시간은 항공기 고장수리를 위한 예정되지 않은 수리, 기술자의 능력 등 요인에 따라 달라질 수 있으므로 현장에서 얻은 정보를 바탕으로 합리적으로 결정하여 사용하여야 한다. 예방정비란 초기 고장이 발생하기 전 또는 중대한 결함으로 발전하기 전에 체계적인 검사, 탐지 및 시정을 통해 기체와 엔진을 만족스러운 작동 조건으로 유지하기 위해 요원이 제공하는 관리 및 서비스를 의미한다. 제조업체에서 보고한 기술 명령에 따라 지속적으로 또는 간격을 두고 수행될 수 있다. 여기에는 시간 준수 기술 주문 설치, 시스템 교정 및 시간 변경 항목 교체도 포함된다. 그러나 기체와 엔진의 예방정비 일정을 잡는 시간 단위는 다르다. 기체의 경우 누적 비행시간을 기준으로 일정을 정하고, 엔진의 경우 앞서 설명한 엔지니어링 수명을 고려한다. 또한, 기체와 엔진은 정비 예정일 때 사용하지 않아야 한다. 따라서 예방 정비 계획을 고려하면 항공기 대 임무 할당 문제가 상대적으로 복잡해지게 된다.
이에, 항공기 관리 시스템은 다수의 항공기들을 운영함에 있어서, 인공지능을 기반으로 엔진들의 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선에 근접하여 운영될 수 있도록 항공기의 비행노선 및 훈련임무를 할당할 수 있다.
항공기 관리 시스템은 도 4에 도시된 항공기 운영 싸이클을 고려하여 비행 전/후의 점검, 서비싱 등의 필수적인 정비활동 시간을 보장할 수 있도록 비행계획을 수립할 수 있다.
또한, 도 5를 참고하면, 임무전환을 수행하는 동작을 설명하기 위한 예이다. 항공기 관리 시스템은 항공기(예를 들면, 군용 항공기)에 대해서는 임무 전환에 따른 무장(Weapon) 변경 시간을 고려할 수 있도록 항공기 임무 할당 모형을 설계할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 항공기 임무 할당 모형을 설명하기 위한 도면이다.
항공기 관리 시스템은 비행노선/임무별 엔진 사용 수명 데이터를 활용하여 비행노선과 임무별 엔진 가혹도 지수 산정을 통해 비행시간으로 엔진 사용 수명을 추정할 수 있다. 이에, 수리계획 모형과 해법(알고리즘)을 이용한 인공지능 기술에 대하여 설명하기로 한다.
항공기 관리 시스템은 시공간 네트워크(Time-space network; TSN) 개념을 이용하여 최적화 수리계획 모형을 생성할 수 있다. 도 6과 같이, 각각의 노드(m, s)로 미션(m)에 대한 타임 슬롯
Figure pat00001
를 고려하기로 한다. 즉, 개별 노드는 미션 타입, 이륙 시간
Figure pat00002
, 착륙 시간
Figure pat00003
의 속성 집합을 갖는다. 예를 들면, 도 6에서 A/C#01은 현재 임무 1
Figure pat00004
을 위해 무장하고 있으며, 임무 1의 첫번째 슬롯
Figure pat00005
, 세번째 슬롯
Figure pat00006
, 여섯번째 슬롯
Figure pat00007
에 교전한다. 시공간 네트워크 기반의 모델은 차량경로문제(VRP)의 유형으로 전환된다. 이에, 수리계획모형 및 결정변수가 단순화될 수 있다.
항공기 관리 시스템은 항공기 엔진들의 수명분포와 관리통제선 간의 차이를 초쇠화하기 위하여 회귀분석 모형을 활용할 수 있다. 이에, 엔진 수명관리 수준(수명관리 통제선 근접도) 평가를 위한 2종의 목적함수(최소자승법((Least squares regression) 최소절대편차(Least absolute deviations))가 제안된다.
항공기 임무 할당 모형에 사용되는 파라미터들에 대하여 다음과 같이 정리될 수 있다.
K 항공기 인덱스의 집합
Figure pat00008
M 임무 종류 인덱스의 집합
Figure pat00009
S 임무 시간대 인덱스의 집합
Figure pat00010
(m, s) 노드(Node) 인덱스; 임무 m의 시간대 s 노드
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
 임무 m의 가혹도(Maneuvering intensity) 계수
Figure pat00014
 임무 m의 시간대 의 시작과 종료 시간
Figure pat00015
 노드 (m, s)에서의 사용 수명
Figure pat00016
Figure pat00017
 임무 m의 시간대 s에서 필요한 항공기 대수
Figure pat00018
 임무 m에서 p로의 전환 시간(정비, 무장장착 등)
Figure pat00019
 항공기 k에 장착된 엔진의 관리수명(Control line)
Figure pat00020
 항공기 k에 장착된 엔진의 잔여수명
Figure pat00021
 항공기 k에 장착된 엔진의 차기 예방정비 시점(잔여수명)
Figure pat00022
 항공기 k의 누적 기체 수명(Fuselage lifetime)
Figure pat00023
 항공기 k의 차기 예방정비 시점(기체 수명)
Figure pat00024
 항공 정비인력의 총 인시수의 상한(Upper bound)
Figure pat00025
 항공기 k의 일일 비행횟수(Sortie)의 상한
Figure pat00026
Figure pat00027
Figure pat00028
 부분순회경로 방지 제약(SECs)의 결정변수(Sub-tour Elimination Constraints)
예를 들면, 항공기 관리 시스템은 항공기의 기체/엔진의 예방정비(Preventive maintenance) 주기 도래, 정비 인시수 등의 항공기 운영 현장의 실제적인 상황을 고려하여 항공기의 비행계획을 수립할 수 있다.
일례로, 임무를 위한 무기 구성은 동일하다고 가정하기로 하고, 비행 시간을 비행에 대한 기체 수명 소모량을 추정하기 위한 요인으로 고려하기로 한다. 또한, 엔진 수명이 다른 부품 또는 모듈로 구성된 경우, 가장 오래된 부품 또는 모듈의 잔여 수명을 기준으로 엔진 수명을 고려하기로 한다.
항공기 임무 할당 모형은 다음과 같은 수학식 1내지 15로 구성될 수 있다.
Figure pat00029
수학식 1은 최소자승법(잔차 제곱합: Residual Sum of Squares(RSS)), 수학식 2는 최소절대편차(절대편차의 합: Sum of Absolute Deviation(SAD))을 나타낸다. 상세하게는, 수학식 1및 수학식2의 목적함수는 잔여 수명 분포와 수명관리 통제선 사이의 간격을 최소화한다. 수학식 1은 OLS 회귀에 사용된 잔차 제곱합과 목적함수를 나타내고, 수학식 2는 LAD 회귀에 적용된 절대편차의 합을 나타낸다. 수학식 1의 목적 함수를 사용하여 항공기 임무 할당 모형을 BQP 모델로 공식화할 수 있고, 수학식 2의 목적 함수를 사용하여 항공기 임무 할당 모형을 BILP 모델로 공식화할 수 있다.
subject to:
수학식 3:
Figure pat00030
수학식 4:
Figure pat00031
수학식 5:
Figure pat00032
수학식 6:
Figure pat00033
수학식 7:
Figure pat00034
수학식 8:
Figure pat00035
수학식 3 내지 수학식 8은 임무 노드 선택 제약(네트워크) 조건을 나타낸 것으로, 수학식 3은 항공기 k가 초기 무장상태에서 출발하는 것이고, 수학식 4는 항공기 k의 임무 시간대(slot) 간의 겹침 방지와 임무 전환 등을 위한 정비시간(Tmp)를 보장하는 것이고, 수학식 5는 임무할당 경로의 연속성 보장을 제약(Route-continuity constraints)하는 것이고, 수학식 6은 당일 임무가 할당되는 항공기는 최종적으로 초기 무장상태로 복원되는 것을 의미한다. 이때, 최종 임무 노드에서의 경로 연속성 제약을 준수한다. 수학식 7은 임무할당 경로는 임의 노드에 머무르지 않도록 하는 것이고, 수학식 8은 임무할당 경로에서의 부분 순회경로 방지 제약(SECs: Sub-tour Elimination Constraints)에 관한 것이다.
수학식 9:
Figure pat00036
수학식 10:
Figure pat00037
수학식 9 및 수학식 10은 항공기 대수 및 비행횟수(Sortie) 제약 조건을 나타낸 것으로, 수학식 9는 임무 노드에 필요한 항공기 대수 충족, 수학식 10은 항공기 k의 일일 비행횟수(sortie) 제한에 관한 것이다.
수학식 11:
Figure pat00038
수학식 12:
Figure pat00039
수학식 11 및 수학식 12는 예방 정비 스케줄 제약 조건에 관한 것으로, 수학식 11은 항공기 k에 장착된 엔진의 잔여 수명 또는 차기 예방정비 도래 전까지 임무할당(엔진수명 기준)에 관한 것이고, 수학식 12는 항공기 k의 차기 기체 예방정비 도래 전까지 임무할당(비행시간 기준)에 관한 것이다.
수학식 13:
Figure pat00040
수학식 13은 Man-hour제약 조건에 관한 것으로, 비행 스케줄 수행을 위한 정비 인시수(비행 후 점검, 재무장 등) 이내 임무할당이 되도록 한다.
수학식 14:
Figure pat00041
수학식 15:
Figure pat00042
수학식 14 및 수학식 15는 결정변수들의 형태 및 범위 지정에 관한 것이다.
도 7 내지 도 9는 일 실시예에 있어서, 항공 작전 시뮬레이션 결과를 나타낸 예이다.
수치실험을 통한 수명관리 효과가 검증될 수 있다. 이에, 항공기(엔진) 10대로 엔진 사용 가혹도(수명)가 상이한 3종의 임무(비행노선)들을 10일 동안 표 2와 같은 동일한 비행 스케줄을 수행한다고 가정하여 수행될 수 있다.
표 2는 수치실험 데이터(엔진 사용 가혹도, 비행시간대 및 항공기 소요, 정비/임무전환 시간 등)이고, 표3은 시뮬레이션 일자별 엔진 수명 관리 통제선에 관한 것이다. 모든 엔진들이 신규로 도입(잔여 수명 100)된 상황을 가정하고, 일일 비행 스케줄 수행에 필요한 엔진 사용 수명을 고려하여 표 3과 같이 시뮬레이션 일자별 수명관리 통제선 설정될 수 있다.
표 2:
Figure pat00043
표 3:
Figure pat00044
수리계획 모형의 목적함수를 수학식 1의 최소자승법 수학식 2의 최소절대편차로 적용했을 때, 시뮬레이션 1일차의 비행계획 수립 결과는 도 7과 같이 약간 상이하다. 10일 동안의 비행 스케줄을 위한 일자별 비행계획 수립 결과는 도 8과 같으며, 일자별 비행계획 시행에 따른 엔진들의 잔여 수명 분포의 변화는 도 9에 제시하였다. 10일 동안 동일한 비행 스케줄을 시행함에도 도 8에서 볼 수 있듯이 일자별 비행계획이 상이하게 수립되고 있음을 확인할 수 있으며, 이는 엔진들의 잔여 수명 분포를 수명관리 통제선에 근접시키기 위한 조치이다. 도 9에서 나타난 바와 같이 신규 도입 엔진을 가정함에 따라 초기에는 엔진들의 잔여 수명 분포를 수명관리 통제선에 근접시키고, 약 4일차부터 수명관리 통제선에 안정적으로 관리됨을 확인할 수 있다. 두 가지 목적함수(최소자승법, 최소절대편차)를 비교할 때, 수명관리 통제선에 접근시키는 속도(효과)는 최소자승법이 우수하나, 계산비용(계산시간)은 최소절대편차가 우수하다. 따라서 엔진들이 잔여 수명 분포와 수명관리 통제선과의 편차가 큰 경우에는 최소자승법을, 편차가 안정화된 상태에서는 최소절대편차를 적용하여 비행계획을 수립할 수 있다.
도 10을 일 실시예에 있어서, 항공기 관리 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
항공기 관리 시스템은 항공기 기체/엔진 관리 시스템, 비행이력 관리 시스템, 정비사 관리 시스템, 일일 비행 스케줄 관리 시스템 등 항공기 운영과 관련된 시스템들의 데이터베이스(10), 비행계획을 위한 시스템(20), 엔진 수명관리 시스템(30), 항공기 운항 관련 모니터링을 위한 시현기(40) 및 조종사/승무원 등 개인별 단말기(50)를 포함할 수 있다.
항공기 운영과 관련된 시스템들의 데이터베이스(10)는 항공기 기체/엔진의 정비일정 등을 관리하기 위한 시스템, 항공기/조종사별 비행이력을 관리하는 시스템 등 항공기를 운영하고 있는 현장에서 활용하고 있는 다양한 시스템으로부터 비행계획을 위한 다양한 데이터들을 수집/제공하기 위한 장치이다.
비행계획 시스템(20)은 항공기 운영과 관련된 시스템들의 데이터베이스(10)으로부터 제공된 데이터들을 바탕으로 엔진 수명관리, 항공기 기체/엔진별 정비일정 등을 고려하여 비행계획을 수립하기 위한 장치이다.
엔진 수명관리 시스템(30)은 주로 항공기 엔진 제작사가 제공하는 시스템으로 비행 후 엔진의 사용 수명 산정, 엔진들의 잔여 수명 분포 등을 관리하기 위한 장치이다.
시현기(40)과 단말기(50)은 비행계획 시스템(20)과 항공기 운영 관리자로부터 확정된 비행계획을 시현하기 위한 장치이며, 비행계획뿐만 아니라 비행계획 대비 비행 실시 현황 등을 모니터링할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 항공기 관리 시스템에서 항공기의 엔진 수명관리와 유지보수 일정을 고려한 비행계획 수립 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계(1110)에서 항공기 관리 시스템은 항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선에 근접하여 운영될 수 있도록 다수의 항공기들을 운영하기 위한 항공기 임무 할당 모형을 생성할 수 있다. 항공기 관리 시스템은 항공기 엔진들의 잔여 수명 분포 관리를 위한 수명 관리 통제선을 설정할 수 있다. 이때, 사용자에 의하여 수명 관리 통제선이 설정될 수 있고, 컴퓨터에 의해 자동으로 수명 관리 통제선이 설정될 수 있다. 또한, 수명 관리 통제선의 위치는 변경될 수 있다. 항공기 관리 시스템은 시공간 네트워크를 기반으로 항공기의 임무의 시간대를 노드로 고려한 항공기 임무 할당 모형을 생성하고, 항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선에 근접하는지에 대한 엔진 수명관리 수준 평가를 위한 목적함수를 설정하고, 설정된 목적 함수를 통해 항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선 간의 차이가 최소화되도록 제어할 수 있다. 이에, 항공기 관리 시스템은 비행노선/임무별 상이한 엔진 사용 수명을 고려하여 비행계획(항공기별 투입되는 비행노선/임무 관리)을 통한 항공기 엔진의 수명을 관리할 수 있다.
단계(1120)에서 항공기 관리 시스템은 생성된 항공기 임무 할당 모형을 이용하여 탐색된 부품 수명 정보와 정비일정을 통해 항공기의 비행계획 정보를 수립할 수 있다. 이때, 수리계획 모형에 대한 해법(알고리즘)으로 분기절단법(Branch-and-Cut method)가 적용되었으나, 해법으로는 다양한 알고리즘 적용이 가능하다. 항공기 관리 시스템은 수립된 항공기의 비행계획 정보에 기초하여 항공기별 비행노선 및 항공기별 훈련임무를 할당할 수 있다. 항공기 관리 시스템은 항공기의 부품 잔여 수명, 항공기의 기체 또는 항공기의 기체 엔진의 예방정비(Preventive maintenance) 주기, 항공기의 누적 기체 수명, 항공기의 차기 예방정비 시점, 항공기 정비인력의 인시수 정보 및 항공기의 일일 비행횟수 정보를 포함하는 적어도 하나 이상의 항공기 운영 현장의 상황 정보에 기초하여 항공기의 비행계획을 수립할 수 있다. 항공기 관리 시스템은 비행노선/임무별 엔진 사용 수명 데이터를 활용하여 비행노선/임무별 엔진 가혹도 지수 산정을 통해 비행시간으로 엔진 사용 수명을 추정할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (15)

  1. 항공기 관리 시스템에 의해 수행되는 인공지능 기반의 항공기의 엔진 수명관리와 유지보수 일정을 고려한 비행계획 수립 방법에 있어서,
    항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선에 근접하여 운영될 수 있도록 다수의 항공기들을 운영하기 위한 항공기 임무 할당 모형을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 항공기 임무 할당 모형을 이용하여 탐색된 부품 수명 정보와 정비일정을 통해 항공기의 비행계획 정보를 수립하는 단계
    를 포함하는 비행계획 수립 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수립하는 단계는,
    상기 수립된 항공기의 비행계획 정보에 기초하여 항공기별 비행노선 및 항공기별 훈련임무를 할당하는 단계
    를 포함하는 비행계획 수립 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수립하는 단계는,
    항공기의 엔진 잔여 수명, 항공기의 기체 또는 항공기의 기체 엔진의 예방정비(Preventive maintenance) 주기, 항공기의 누적 기체 수명, 항공기의 차기 예방정비 시점, 항공기 정비인력의 인시수 정보 및 항공기의 일일 비행횟수 정보를 포함하는 적어도 하나 이상의 항공기 운영 현장의 상황 정보에 기초하여 항공기의 비행계획을 수립하는 단계
    를 포함하는 비행계획 수립 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수립하는 단계는,
    비행노선 또는 임무별 엔진 사용 수명 데이터를 활용하여 비행노선 또는 임무별 엔진 가혹도 지수 산정을 통해 비행시간으로 엔진 사용 수명을 추정하는 단계
    를 포함하는 비행계획 수립 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    시공간 네트워크를 기반으로 항공기의 임무의 시간대를 노드로 고려한 항공기 임무 할당 모형을 생성하는 단계
    를 포함하는 비행계획 수립 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는,
    항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선에 근접하는지에 대한 엔진 수명관리 수준 평가를 위한 목적함수를 설정하고, 상기 설정된 목적 함수를 통해 상기 항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선 간의 차이가 최소화되도록 제어하는 단계
    를 포함하는 비행계획 수립 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 목적함수는,
    최소자승법 또는 최소절대편차를 통해 초기 무장상태에서 출발되는 항공기의 임무 시간대 간의 겹침을 방지하고, 임무할당 경로의 연속성 보장을 제약하고, 당일 임무가 할당되는 항공기는 초기 무장상태로 복원하고, 임무할당 경로가 임의 노드에 머무르지 않고, 임무할당 경로에서의 부분 순회경로 방지 제약을 만족하는 임무 노드 선택 제약이 설정되고, 임무 노드에 필요한 항공기 대수를 충족하고, 할공기의 일일 비행횟수를 제한하는 항공기 대수 및 비행횟수(sortie) 제약 조건이 설정되고, 항공기에 장착된 엔진의 잔여 수명 또는 차기 예방정비 도래 전까지 임무할당, 항공기의 차기 기체 예방정비 도래 전까지 임무를 할당하는 예방 정비 스케줄 제약 조건이 설정되고, 비행스케줄 수행을 위한 정비 인시수 이내 임무 할당이 이루어지도록 man-hour 제약 조건이 설정되는
    것을 특징으로 하는 비행계획 수립 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 비행계획 수립 방법을 상기 항공기 관리 시스템에 실행시키기 위해 비-일시적인 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램.
  9. 항공기 관리 시스템에 있어서,
    메모리에 포함된 컴퓨터 판독가능한 명령들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서
    를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선에 근접하여 운영될 수 있도록 다수의 항공기들을 운영하기 위한 항공기 임무 할당 모형을 생성하고,
    상기 생성된 항공기 임무 할당 모형을 이용하여 탐색된 부품 수명 정보와 정비일정을 통해 항공기의 비행계획 정보를 수립하는
    것을 특징으로 하는 항공기 관리 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 수립된 항공기의 비행계획 정보에 기초하여 항공기별 비행노선 및 항공기별 훈련임무를 할당하는
    것을 특징으로 하는 항공기 관리 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    항공기의 엔진 잔여 수명, 항공기의 기체 또는 항공기의 기체 엔진의 예방정비(Preventive maintenance) 주기, 항공기의 누적 기체 수명, 항공기의 차기 예방정비 시점, 항공기 정비인력의 인시수 정보 및 항공기의 일일 비행횟수 정보를 포함하는 적어도 하나 이상의 항공기 운영 현장의 상황 정보에 기초하여 항공기의 비행계획을 수립하는
    것을 특징으로 하는 항공기 관리 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    비행노선 또는 임무별 엔진 사용 수명 데이터를 활용하여 비행노선 또는 임무별 엔진 가혹도 지수 산정을 통해 비행시간으로 엔진 사용 수명을 추정하는
    것을 특징으로 하는 항공기 관리 시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    시공간 네트워크를 기반으로 항공기의 임무의 시간대를 노드로 고려한 항공기 임무 할당 모형을 생성하는
    것을 특징으로 하는 항공기 관리 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선에 근접하는지에 대한 엔진 수명관리 수준 평가를 위한 목적함수를 설정하고, 상기 설정된 목적 함수를 통해 상기 항공기의 부품 잔여 수명 분포가 수명관리 통제선 간의 차이가 최소화되도록 제어하는
    것을 특징으로 하는 항공기 관리 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 목적함수는, 최소자승법 또는 최소절대편차를 통해 초기 무장상태에서 출발되는 항공기의 임무 시간대 간의 겹침을 방지하고, 임무할당 경로의 연속성 보장을 제약하고, 당일 임무가 할당되는 항공기는 초기 무장상태로 복원하고, 임무할당 경로가 임의 노드에 머무르지 않고, 임무할당 경로에서의 부분 순회경로 방지 제약을 만족하는 임무 노드 선택 제약이 설정되고, 임무 노드에 필요한 항공기 대수를 충족하고, 할공기의 일일 비행횟수를 제한하는 항공기 대수 및 비행횟수(sortie) 제약 조건이 설정되고, 항공기에 장착된 엔진의 잔여 수명 또는 차기 예방정비 도래 전까지 임무할당, 항공기의 차기 기체 예방정비 도래 전까지 임무를 할당하는 예방 정비 스케줄 제약 조건이 설정되고, 비행스케줄 수행을 위한 정비 인시수 이내 임무 할당이 이루어지도록 man-hour 제약 조건이 설정되는
    것을 특징으로 하는 항공기 관리 시스템.
KR1020210128801A 2021-09-29 2021-09-29 항공기 엔진 수명관리와 유지보수 일정을 고려한 비행계획 수립 인공지능 KR102625572B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210128801A KR102625572B1 (ko) 2021-09-29 2021-09-29 항공기 엔진 수명관리와 유지보수 일정을 고려한 비행계획 수립 인공지능

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210128801A KR102625572B1 (ko) 2021-09-29 2021-09-29 항공기 엔진 수명관리와 유지보수 일정을 고려한 비행계획 수립 인공지능

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230045934A true KR20230045934A (ko) 2023-04-05
KR102625572B1 KR102625572B1 (ko) 2024-01-16

Family

ID=85884410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210128801A KR102625572B1 (ko) 2021-09-29 2021-09-29 항공기 엔진 수명관리와 유지보수 일정을 고려한 비행계획 수립 인공지능

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102625572B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180085536A (ko) * 2017-01-19 2018-07-27 한국항공우주산업 주식회사 항공기 수명관리를 위한 표준비행데이터 생성방법
KR20190094884A (ko) * 2018-02-06 2019-08-14 한국항공우주산업 주식회사 비행자료를 이용한 항공기의 수명관리 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180085536A (ko) * 2017-01-19 2018-07-27 한국항공우주산업 주식회사 항공기 수명관리를 위한 표준비행데이터 생성방법
KR101887955B1 (ko) * 2017-01-19 2018-08-13 한국항공우주산업 주식회사 항공기 수명관리를 위한 표준비행데이터 생성방법
KR20190094884A (ko) * 2018-02-06 2019-08-14 한국항공우주산업 주식회사 비행자료를 이용한 항공기의 수명관리 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
김흥섭, 모듈형 엔진의 수명관리를 고려한 항공기-임무 할당 모형* *

Also Published As

Publication number Publication date
KR102625572B1 (ko) 2024-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7349825B1 (en) System health operations analysis model
CN103136967B (zh) 用于控制航运系统运行的系统和方法
US8620714B2 (en) Prognostic condition assessment decision aid
US8571747B2 (en) System and method for managing aircraft maintenance
Okoro et al. Optimization of maintenance task interval of aircraft systems
US11734623B2 (en) Fleet scheduler
JP2013114683A (ja) 航空路線の運航を制御するシステム及び方法
TW201821993A (zh) 飛機故障處理系統和方法及電腦設備
US10317870B1 (en) Manufacturing controller for aircraft
EP3982347A1 (en) Mission reasoner system and method
McCollom et al. PHM on the F-35 fighter
KR102625572B1 (ko) 항공기 엔진 수명관리와 유지보수 일정을 고려한 비행계획 수립 인공지능
Vianna et al. Aircraft line maintenance planning based on PHM data and resources availability using large neighborhood search
Tiassou et al. Modeling aircraft operational reliability
Tsarouhas et al. A framework for maintenance and combat readiness management of a jet fighter aircraft
Shuo et al. Integrated Vehicle Health Management technology and its applications in commerical aviation
Faas Impact of an autonomic logistics system (ALS) on the sortie generation process
CN114492902A (zh) 航班恢复方法、装置、计算机设备和存储介质
Kim Aircraft-to-Mission Assignment Model for Engine Life Management
Fu et al. Civil aeroengine health management and maintenance decision support system: development and application
EP4040352A1 (en) A method for improving the operational availability of an aircraft fleet
Yang et al. Optimization of Group Preventive Maintenance Method for Aircraft Oriented to Combat Readiness
US20220214681A1 (en) Method for improving the maintenance free operating period of an aircraft
Guðmundsdóttir Reliability analysis of the electrical system in Boeing 757-200 aircraft and RB211-535 engines
Lini et al. A cognitive engineering approach for showing feasibility margins on an in-flight planning

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant