Preventive maintenance is a very important aspect of operation of the army aviation unit, since it usually accounts for a substantial part of the overall operational costs and imposes constraints on flights planning. In this study, we consider a maintenance scheduling problem with the objective of maximizing total utilization of aircrafts that require two types of maintenance: short-term maintenance, which is needed once every R hours of operation, and long-term maintenance, which is needed once every (y+1) R hours of operation. There are a limited number of maintenance teams, each of which is in charge of only one aircraft if the maintenance work is done as a preventive maintenance. As flight plans should meet daily mission demands, one needs to determine a maintenance schedule for the aircrafts considering flight plans to increase the availability of the aircrafts. In this research, we formulate the maintenance scheduling problem as a mixed integer program and develop heuristic algorithms to find a near optimal solution within a reasonable time. Performance of the suggested algorithms is evaluated with a series of tests on sets of real data, and results are compared with real maintenance plans.
본 논문은 항공기 정비 스케쥴링과 주어진 임무를 어느 항공기에 할당할 것인가에 관하여 매 기간별 수행된 임무들의 가중치의 합을 최대화하기 위한 휴리스틱 알고리즘들을 제안한다. 문제의 해결을 위하여 두 개의 혼합정수계획 모델로써 공식을 세웠으며 그 중 하나는 하루를 한 기간으로, 다른 하나는 오전, 오후, 야간을 각각 한 기간으로 고려하여 수립하였다. 그 중에서 하루를 세 개의 기간으로 분류한 모델이 더 효과적임을 알 수 있었다. 본 문제와 관련된 주제를 연구해 왔던 논문들이 많지 않은 관계로 휴리스틱 알고리즘들을 개발하여 문제를 해결하려 하였으며 실제 사용된 데이터를 근거로 개발하였다. 휴리스틱 알고리즘에서는 먼저 한 대의 항공기에 MCKP를 이용하여 문제 해결 후 다른 항공기들에게도 적용하는 통합기법을, 두 번째 알고리즘에서는 역시 MCKP를 이용, 한 항공기에 대하여 정비지점을 2개까지 고려하여 항공기별 가장 큰 목적값을 구한 후 전 항공기에 적용하는 통합기법을 사용하였다. 또다른 알고리즘에서는 WSPT와 LST규칙을 사용하면서 보다 나은 목적 값을 구하기 위해 임무간 상호 교환과 정비시점을 변경하는 방법을 사용하였다. 군에서 이러한 스케쥴링은 수작업으로 이루어져 왔으며 비록 최적화하기는 어려웠지만 합리적인 시간 내에 문제를 해결한다는 면에 의미를 두고자 한다. 왜냐하면 항공기 운항 및 정비계획은 매일 결정이 이루어 져야 하며 이러한 결정은 여러 가지 외부요건에 의하여 하루에도 수 차례 변경될 수 있기 때문이다.
