民用飛機維修中的規劃及其確定方法

上官明韜

深圳寶安國際機場股份有限公司機務工程部 518128

民用飛機維修中的規劃及其確定方法

上官明韜

深圳寶安國際機場股份有限公司機務工程部 518128

飛機維修費用的高昂要求在飛機的設計階段就確定好飛機的維修規劃。目前MSG-3與RCM 是航空工業界普遍接受的兩種維修思想。本文闡述了確定飛機維修任務的兩種方法——矩陣法和基于案例推理法。在用矩陣法確定飛機區域維修任務之前闡述了其基本原理，以及分析了基于案例推理法的原理及其在民用飛機維修中確定任務的應用。

民用飛機；維修規劃；維修思想；確定方法

有資料表明，民用飛機在維修費用方面已經達到三分之二的飛機購買價格，這一數字也是民航直接運營成本的10%～20%[1]。我國航空事業伴隨著研制ARJ21、啟動大型飛機項目等的發展而發展，其中飛機的維修規劃對我國的航空公司與民用飛機制造商來說都會因為維修費用的高昂而給予相當的關注。因此，確定飛機的維修任務及其維修規劃是制定民用飛機維修大綱的重要內容之一。

現在飛機的維修規劃大多是以FAA（Federal Aviation Administration）維修指導小組的 MSG-3（Maintenance Steering Group-3）維修思想、可靠性為中心的維修思想（RCM，Reliability Centered Maintenance）、以商業為中心的維修思想（BCM，Business Centered Maintenance）、全員生產維修思想（TPM，Total Productive Maintenance）等為主的，其中MSG-3與RCM是航空工業界普遍接受的兩種維修思想。MSG-3的維修思想是世界范圍內民用航空界都認可的民用飛機進行維修規劃和決策重要指導思想；MSG-3的維修思想與可靠性維修控制原理進行結合，可以具有更高的可靠性水平、更好的安全標準以及良好的經濟效益，這是MSG-3維修思想的核心；同時MSG-3的科學性和實用性都是不錯的，這也獲得了國際上民用航空制造企業、航空公司的廣泛認可，并因此被廣泛地采用著，由此帶來了可觀的經濟收益。而RCM維修思想則是從上個世紀的六十年代起源于美國航空業的，現在也成為世界范圍內流行的、優化維修制度、確定飛機系統預防性維修任務的常規的系統工程維修方法，更是發達國家的工業部門以及軍隊在制定軍用裝備以及設備預防性維修規劃決策時一種首選的方法。

在維修規劃時，民用飛機可以分成系統、結構、區域、閃電/高強度輻射場防護等四個部分。其中系統部分作為民用飛機的主體，對民用飛機的安全性、經濟性等都存在著相當重要的影響。對民用飛機進行系統維修規劃的主要目的就是為了給各系統的部件制定出合理可行的維修任務與維修間隔；民用飛機系統維修規劃時其最后都是通過民用飛機的系統維修方案來確定的，這時不管是MSG-3還是RCM的維修思想只是從框架流程與指導思想方面提供了維修規劃。而在具體的可操作的系統維修規劃中，還是要根據類似機型的維修經驗或者維修優化來進行維修的，同時確定好各個部件的維修任務與維修間隔。之后，再把所有的維修任務進行有機地組合，最后得到系統的維修方案。而在確定民用飛機的結構、區域以及閃電/高強度輻射場等部分的維修工作與維修間隔的時候，采用的方法也是以大量維修實踐經驗為根本基于MSG-3檢修思想發展起來的。

由此可見，確定民用飛機的維修任務是多么的重要。而這項工作在民用飛機的設計階段就需要確定好。具體確定維修任務的方法主要有矩陣法、基于案例推理（CBR，Case-based reasoning）法以及按照可靠性數據來確定的系統維修間隔方法。本文主要闡述前兩種方法。

1 矩陣法

對民用飛機進行維修，其任務分析是各種方法、經驗、策略以及技術的集合，更是嚴密、復雜而且細致的一項系統工程。民用飛機維修大綱的分析是基于 MSG-3維修思想的，不過它只提供了分析的程序和基本的框架方法，而確定具體的維修任務還是要采用合理的、有效的以及具體的方法，然后建立有關的問題模型來進行分析和確定。

1.1 原理

矩陣法是根據事件的多維性，從中找出相對應的因素，把屬于群L的因素，如L1，L2，…，Li，…，Lm，與屬于群R的因素，如R1，R2，…，Rj，…，Rn，分別排列成行與列，從而構成矩陣；之后在這個矩陣的行與列的交叉點上分別表示出L與R各個因素的關系圖；也就是以這個矩陣中的行列交叉點當作構思解決問題的關鍵點從而有效地解決維修問題的一種方法。矩陣法一般都作為一種有效質量管理的工具，是借助多因素進行綜合思考而探索維修問題的好方法。這樣，在結合飛機維修工程的實際經驗基礎上，采用矩陣法來確定飛機的結構、區域與閃電/高強度輻射場防護的維修任務。不過因為在飛機設計理念方面不同的飛機往往大相徑庭，其使用環境的區別和結構方面的差異，在使用矩陣法來確定飛機的結構、區域與閃電/高強度輻射場防護等部分的預定維修任務過程中，各個部分實際需要考慮的因素以及畫出的矩陣圖會有所不同。因此，在使用矩陣法時還是要從實際情況出發來調整。

1.2 確定飛機區域維修任務

采用矩陣法來確定飛機區域維修任務，還是要按照工程的經驗先進行區域分析。區域分析主要包括兩種，即標準區域分析與增強區域分析，它們兩者所考慮的因素大體不同。標準區域分析主要是針對飛機區域內所安裝附件是否處于正常狀態與安全性所做的一般性目視檢查；而增強區域分析主要是針對某些特殊的項目（如導線、可燃材料等）與特定區域所做的詳細目視檢查，或者說是單獨的一般性目視檢查。

1.2.1 標準區域分析確定維修任務

標準區域分析中需要考慮的因素主要有稠密度等級、重要性等級以及暴露性等級（其中又包括偶然損傷等級與環境損傷等級）等三個指標[2，3]。稠密度等級還和數量等級與易檢等級等兩個因素有關；環境損傷的等級則和振動、溫度與液體因素有關；偶然損傷等級還和外來物損傷、地面保障設備、乘客活動、維修頻率、天氣影響、液體溢出以及其它因素有關。在確定維修任務時，先要根據稠密度等級和重要性等級得到一個過渡等級，之后把過渡等級跟暴露性等級結合起來而確定出區域的總等級；最后根據總等級就可以按照等級值和間隔對應的原則確定出檢查間隔，這樣就完成了維修大綱的分析。

1.2.2 增強區域分析確定維修任務

增強區域分析則是按照系統起火與相鄰電線的潛在影響、安裝設備的密集度以及區域的大小來決定著所開展的檢查工作，然后把偶然損傷與環境損傷的影響綜合起來考慮來確定檢查的間隔。

2 基于案例的推理法

2.1 原理

在人類的發展中形成了采用類比推理的方法來處理事情，這是在已有的經驗或者回憶以前的事情或者場景的基礎上來展開的。這樣基于過去的場景、事情或者經驗來解決現在的問題一種方法就是基于案例的推理方法。這種方法是采用增量式主動學習對問題進行解決的一種方法，和傳統的人工智能方法或理論相比較，基于案例的推理方法更多的是人類通過計算機科學技術來模擬人類大腦的思維與推理的一種方式，并在這個基礎上實現認識世界與改造世界的嘗試與飛躍。基于案例的推理，從認知科學方面來看有心理學上的證明，從數據挖掘、人工智能等計算機科學與信息技術方面來看有具體技術上的支持，從應用領域的廣泛性方面來看有諸多的實踐性工作需要處理。

2.2 確定維修工作

很多的新產品都是在老產品的改進中獲得的，這體現在新產品的功能、結構、故障、工作條件以及故障影響等多方面都存在著很多的相似之處。對新研制的飛機而言，在MSG-3分析的過程中飛機的使用情況、維修信息一般都是缺乏的，分析人員在分析判斷時往往需要參照類似或者相同的飛機系統的使用情況或經驗。這顯然與基于案例的推理的思想相符合。基于案例的推理就是改寫或使用過去解決問題的方法來解決現在問題的技術，從而確定飛機的維修工作。

2.3 確定維修的間隔

在采用基于案例的推理方法確定好飛機的維修工作之后，就要確定飛機維修的間隔。確定飛機維修的間隔同樣需要參考相同或類似部件（或子系統）的使用維護經驗，還有配件制造商提供的試驗數據與技術資料。因此，確定飛機維修的間隔時，如果遇到完全相同的案例，就不需要對以前的案例進行修改，可以直接參照使用，當然這是特殊的情況。在很多的情況下都是不那么匹配的，而要把幾個案例一起拿來做參考，這樣就要通過組合改寫的方式來確定維修的間隔。

[1]汪冰生. 航空器維修成本控制[M]. 南京: 南京航空航天大學, 2002.

[2] A318/A319/A320/A321 maintenance program development policy and procedures handbook, 2001, 3.

[3]BOEING 737-600/700/800 maintenance program development PPH, The Boeing company Seattle, Washington, 1996.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.091