塞斯納172R機隊故障時間分布特征研究

周　蜜　李 飛　李運明

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塞斯納172R機隊故障時間分布特征研究

周蜜1李 飛2李運明3

1.中國民用航空飛行學院航空工程學院；2.中國民用航空飛行學院機務處；3.成都軍區總醫院信息科

周蜜（1981-）女，碩士，中國民航飛行學院航空工程學院講師，主要從事民用飛機結構與系統及航空器維護與修理方向的科研及教學工作。

行業曲線

本文全面采集塞斯納172R機隊機務維修數據，分析故障時間分布特征。分析得出該機型單架年均發生故障20.64±8.31次，服從正態分布（Z=0.736，P=0.650）。全年累計發現2085次故障，日均發現6.66次故障。從季度分布看，第四季度故障數最高；從月份分布看，11月份故障數最高；從一周分布看，周一故障數最高。本研究結果可用于指導機組和機務人員及時發現飛機故障，保證訓練安全，為機務管理人員合理安排維修人力和航材庫存提供數據依據，提高維修效益，對于提高機務精細化管理水平具有重要意義。

全面采集塞斯納172R機隊機務維修數據，分析故障時間分布特征。該機隊共有101架飛機，單架年均發生故障20.64±8.31次，服從正態分布（Z=0.736，P=0.650）。全年累計發現2085次故障，日均發現6.66次故障。從季度分布看，第四季度故障數最高，占全部故障的31.80%；從月份分布看，11月份故障數最高，占全部故障的11.89%；從一周分布看，周一故障數最高，占全部故障的16.26%。按照發現時機分組，機隊故障在季度、月份和一周分布情況及日均故障數均存在較大差異。定期調查機隊故障時間分布特征，可為民航機務精細化管理提供數據支持。

嚴謹高效的機務維修，是飛機處于安全適航狀態的重要保障。塞斯納（CESSNA）172R是國內數量最多的通用航空飛機，也是飛行訓練初級教練機的主要機型。從2006年，國內某飛行學院大量引進該型飛機，現已建成100余架規模的塞斯納172R機隊。目前，國內學者已經針對該型飛機的飛行操縱、發動機、燃油、電源、點火、起落架等系統的常見故障展開了研究。然而，針對該機型機隊全部故障時間分布特征的研究尚無文獻報道。為此，本文采集機務維修年度工作數據，按照故障發現時機和美國航空運輸協會第100號規范（Air Transport Association of America Specification No.100，ATA100）對故障進行分組，全面調查該機隊故障時間分布情況，為民航機務精細化管理提供數據支持，保障飛行訓練安全。

資料與方法

資料來源

全面收集2015年度某飛行學院塞斯納172R機型維修資料，包括機號、故障發現時機、部件名稱、故障描述及維修處置等信息。然后，整理核查資料，刪除同一故障重復報告信息，分析數據真實可信。

故障編碼

ATA100由美國航空運輸協會與眾多航空制造廠商、航空公司共同制定，用于規范不同機型的各種技術手冊的編排和出版格式。該規范現已在國際民航領域廣泛采用，成為民用航空器設計、制造、使用、維修等過程中技術資料、文件、報告和目錄索引的國際統一編號方式，實現了數據記錄、技術處理、資料檢索、文件歸檔保管等的標準化。本文按照ATA100章節號對故障維修數據逐條編碼。故障發現時機分為空中飛行、航線維護、定期維護、飛行前檢查四類。

統計方法

采用PASW18.0進行統計學分析。計算單架飛機每年平均故障次數，檢驗數據分布特征；按照故障發現時機和ATA100分組，統計分析各類故障在季度、月份、一周的時間分布情況，計算機隊日均故障數，繪制機隊每日故障數時間序列圖。

結果

整個機隊故障基本情況

該機隊共有飛機101架，全年累計發生2085次故障。單架飛機年均發生故障20.64±8.31次，中位數（P25，P75）為20（15.5， 26），最大值為44、最小值為1。經Kolmogorov-Smirnov檢驗，單架飛機故障次數服從正態分布（Z=0.736，P=0.650）。

全部故障時間分布情況

機務維修部門全年累計工作313天，整個機隊日均發現6.66次故障。從機隊全年每日故障數時間序列圖可以看出，最大值為17，出現在12月份，最小值為1，且序列波動較大，見圖1。

從季度分布看，四季度故障數最高，共663次，占全部故障的31.80%，且日均故障數最高（7.53次/日）；一季度故障數最低，共383次，占全部故障的18.37%，且日均故障數最低（5.98次/日）。從月份分布看，11月份故障數最高，共248次，占全部故障的11.89%，且日均故障數最高（8.27次/日）；2月份故障數最低，1月份日均故障數最低。從一周分布看，周一故障數最高，共339次，占全部故障的16.26%，且日均故障數最高（7.37次/日）；周六故障數最低，共249次，占全部故障的11.94%，且日均故障數最低（5.79次/日）；周一至周六，發現故障總數和日均故障數呈下降趨勢。具體見表1。

表1　塞斯納172R機隊故障時間分布及日均故障數

不同發現時機故障時間分布情況

統計表明，該機隊空中飛行中由機組人員發現的故障最多，共630次，占全部故障的30.22%；其次為航線維護中由機務人員發現532次故障，占總故障的25.52%；再次為定期維護中由機務人員發現510次故障，占總故障的24.46%；飛行前檢查由機組人員發現413次故障，占總故障的19.81%。空中飛行、航線維護、定期維護、飛行前檢查日均發現故障數分別為2.01、1.70、1.63、1.32次，見表2。

從季度分布看，在空中飛行、航線維護和定期維護過程中均在第四季度發現的故障數量最高，分別占全年總故障數的為30.95%、33.27%和36.27%；機組飛行前檢查在二季度發現故障數最高，為全年總故障數的31.48%，見圖2。

經Pearson Χ2檢驗，不同發現時機的故障數在月份及一周分布情況，均存在差異（Χ2=79.556，P＜0.001；Χ2=26.092，P=0.038）。從月份分布看，在空中飛行、航

圖1　塞斯納172R機隊每日故障數時間序列圖

表2　不同發現時機故障時間分布及日均故障數

線維護、定期維護、飛行前檢查過程中發現故障數，占全年故障比例和日均故障數最高的月份分別為11月、10月、10月、4月。從一周分布看，在空中飛行、航線維護、定期維護、飛行前檢查過程中發現故障數，占全年故障比例和日均故障數最高的日期為周一、周三、周二、周一，見表2。

圖2　不同發現時機故障季度分布條圖

討論

機務維修是確保飛行安全的重要環節。某飛行學院引進塞斯納172R機型作為飛行員初級教練機已有10余年歷史，并在國內組建了該機型最大的機隊，在平時飛行訓練和機務維修中積累了大量的故障資料。姑且不論該機務維修資料是否屬于“大數據”，是否具備4V（Volume， Velocity，Variety， Value）特點，本文僅想嘗試采集并分析塞斯納172R機隊年度的“所有數據”，為機務維修管理決策提供數據依據。

通過分析，本研究發現機隊單架飛機故障次數服從正態分布，機隊日均故障數為6.66次，且在季度、月份和一周分布上，存在一定的聚集性。按照故障發現時機分組，機隊故障在季度、月份和一周分布情況及日均故障數存在較大差異。本研究結果可用于指導機組和機務人員及時發現飛機故障，保證訓練安全，為機務管理人員合理安排維修人力和航材庫存提供數據依據，提高維修效益，對于提高機務精細化管理水平具有重要意義。

DOI：10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.13.016