民航发动机的使用寿命长达数年,其运行和维护过程是一个相互关联的整体,每次维修都会对后续的运行和维护产生一定的影响。因此,从全寿命的角度对民航发动机的维修时机进行优化更具有实际意义。民航发动机维修时机优化需要综合考虑多方面的影响因素。针对目前航空公司在确定发动机维修时机方面存在的不足,本文在考虑发动机维修时机多个影响因素的基础上,对面向全寿命的民航发动机维修时机优化问题进行研究。首先从寿命件的角度,将面向全寿命的民航发动机维修时机优化看成多寿命件机会更换问题,综合经济相关性和结构相关性,建立了多寿命件机会更换模型。在分析模型解空间的基础上,提出了一种基于约简规则的搜索算法,该算法能够获得模型的最优解。为了进一步提高算法的求解效率,提出一种快速启发式搜索算法。采用数值实验和航空公司的实际数据对提出算法进行了评估和验证。结果表明,提出算法能够适应于多寿命件机会更换问题的求解。然后从性能衰退的角度研究民航发动机维修时机的优化。通过观察发动机的性能衰退数据,将其性能衰退分为快速衰退阶段和正常衰退阶段,采用箱型图法和经验模态分解法对性能参数进行了预处理,并分别采用时序数据聚类和回归分析的方法挖掘出这两个阶段的衰退模式。综合考虑民航发动机的运行成本和维修成本,以单位运行维修成本最小为优化目标,建立了基于性能衰退的民航发动机最优运行性能区间确定模型,采用粒子群算法对模型进行了求解。在上述研究的基础上,综合分析硬件损伤和适航指令/服务通告对维修时机的影响,基于局部优化思想提出一种基于多因素的民航发动机维修时机优化方法,并采用航空公司的实际数据对提出的方法进行了验证。结果表明,提出的方法能够实现在全寿命周期内对民航发动机维修时机的调整优化。最后,结合航空公司的实际需求,在“可定制的航空发动机健康管理与维修决策支持系统”基础平台上,开发出民航发动机维修时机优化核心业务构件,为航空公司的发动机短期拆发预测、中长期拆发数量预测和面向全寿命的维修时机优化工作提供技术支持。