航空裝備維修保障模式研究

左力

（空軍裝備部外場保障局 北京 100843）

航空裝備維修保障模式研究

左力

（空軍裝備部外場保障局 北京 100843）

深入分析了現(xiàn)代航空裝備維系保障發(fā)展是以信息技術(shù)為核心的這一重要方向，詳細(xì)研究了航空裝備維修保障的兩種維修類別以及其特點(diǎn)與發(fā)展；分析了航空裝備維修保障模式的現(xiàn)存問題和優(yōu)化措施；提出了以信息智能、安全可靠、實(shí)時監(jiān)控、分析決策為設(shè)計(jì)目的，以中央處理系統(tǒng)、數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)、輔助計(jì)算系統(tǒng)、電子技術(shù)手冊為結(jié)構(gòu)組成的航空裝備維修保障數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化模式。這種模式是以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化相結(jié)合為發(fā)展理念，將保障思想、方法理論、維修技術(shù)與航空裝備維修的實(shí)際相結(jié)合所提出的一種新的航空裝備維修保障模式。

航空裝備；數(shù)字化維修；保障模式；網(wǎng)絡(luò)化

以信息技術(shù)為核心的發(fā)展模式的現(xiàn)代航空裝備維修保障發(fā)展的重要方向。新型航空裝備的發(fā)展要求維修保障模式的變更，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、人工智能技術(shù)促使了航空裝備維修保障技術(shù)在維修方式和維修手段的變革，確保維修保障向著負(fù)擔(dān)減輕、費(fèi)用降低、效能提升等好的方面發(fā)展。航空裝備使用性能的重要體現(xiàn)之一就在于裝備保障能力的增強(qiáng)，保障能力越強(qiáng)，航空裝備的利用率越高，越能高效地發(fā)揮裝備潛能，因此研究和探索航空裝備維修保障模式的基本規(guī)律、基礎(chǔ)理論以及實(shí)際應(yīng)用等問題，對于充分發(fā)揮裝備的潛能具有十分重要的實(shí)際意義。

1 航空裝備維修保障概述

航空裝備維修保障是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它應(yīng)以現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)為方法手段，通過優(yōu)化裝備維修保障總體設(shè)計(jì)進(jìn)行宏觀管理，增強(qiáng)裝備的設(shè)計(jì)特性，使其與維修保障分系統(tǒng)匹配協(xié)調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)及時、經(jīng)濟(jì)、高效的維修。

1.1 航空裝備維修保障分類

航空裝備維修保障包括預(yù)防性維修和修復(fù)性維修兩大類，即：

1）預(yù)防性維修：指為防止裝備發(fā)生故障或功能退化，使其保持在規(guī)定狀態(tài)所進(jìn)行的維修活動。它的目的在于發(fā)現(xiàn)并消除潛在故障，及時避免這些避免故障所帶來的嚴(yán)重后果，做到未雨綢繆。其中又分為定期維修和基于狀態(tài)的維修，前者按規(guī)定維修間隔實(shí)施工作，具有周期性和主動性，可以降低功能性故障發(fā)生概率，但未實(shí)現(xiàn)裝備壽命最大化，經(jīng)常產(chǎn)生維修過剩狀況，同時由于頻繁維修而導(dǎo)致新故障的產(chǎn)生；后者是依據(jù)裝備的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時評估或接近實(shí)時評估，在有需求的前提下再進(jìn)行維修，從而保證了裝備的可靠性、安全性，降低了裝備的使用與維修費(fèi)用[1-2]。

2）修復(fù)性維修：指裝備發(fā)生故障后，為使其恢復(fù)到規(guī)定技術(shù)狀態(tài)所進(jìn)行的維修活動。這是一種故障產(chǎn)生后的被動式維修，可以不用考慮裝備運(yùn)行狀態(tài)，能充分發(fā)揮裝備的使用價值，避免了維修過剩情況的產(chǎn)生，不用采取狀態(tài)監(jiān)控的能措施，但存在裝備故障風(fēng)險(xiǎn)大、停機(jī)時間長、停機(jī)費(fèi)用與備件庫存率高、缺少靈活性和成本控制等問題[1-2]。

1.2 航空裝備維修保障新特點(diǎn)

近三十年來的局部戰(zhàn)爭表明未來戰(zhàn)爭是以信息為中心的，全方位、全時空、大縱深以，陸、海、空、天、電多維一體的信息化戰(zhàn)爭，以此為背景的航空裝備維修保障必須具備快速反應(yīng)、持續(xù)維修、綜合保障、高效搶修、及時組織和和可靠防護(hù)等能力[3]，同時具有以下特點(diǎn)，即

1）裝備智能化提高：大量引入人工智能技術(shù)、并行處理技術(shù)等先進(jìn)理念，裝備信息化程度提高、功能高度綜合；

2）自動檢測能力強(qiáng)：可根據(jù)各種的檢測信息進(jìn)行狀態(tài)識別和故障定位；

3）系統(tǒng)監(jiān)控和故障診斷能力強(qiáng)：多個維護(hù)/快卸口蓋使裝備維修性得以提高；

4）性能/狀態(tài)監(jiān)控完備：對重要系統(tǒng)的主要參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，提供設(shè)備的工作狀態(tài)和故障信息，有利于操作員和排故人員的具體操作。

1.3 航空裝備維修保障發(fā)展

1）由單一的使用需求向需求與經(jīng)濟(jì)相統(tǒng)一發(fā)展

傳統(tǒng)航空裝備維修保障中的資源配置，其首要目標(biāo)滿足使用要求。但現(xiàn)代航空裝備的特點(diǎn)是面向全面布局、物資儲備、體制編制等，如果單一地考慮使用需求，那么傳統(tǒng)模式存在專業(yè)化程度不高、各專業(yè)工作時間安排不合理、維修成本較高等問題。因此現(xiàn)代航空裝備維修保障模式必須全面考慮各方面因素，兼顧各種需求與經(jīng)濟(jì)效益的相統(tǒng)一[5-7]。

2）由單因素影響向多因素影響方式發(fā)展

航空裝備維修保障的核心問題是保障資源配置的研究，傳統(tǒng)的模式采用的方式更多的只是考慮但一方面的影響因素，沒有將多因素綜合考慮。現(xiàn)代航空裝備維修保障模式要求保障資源需求具有多因素、隨機(jī)性、不確定性等，因此各類新型預(yù)測與優(yōu)化技術(shù)得以應(yīng)用。未來的趨勢必然是利用各種新技術(shù)進(jìn)一步提高保障資源配置的合理性和準(zhǔn)確性[5，8-9]。

3）由理論研究向綜合分析發(fā)展

當(dāng)前的航空裝備維修保障的資源優(yōu)化配置方法，絕大多數(shù)是以各種理論為基礎(chǔ)，針對各類數(shù)學(xué)模型和優(yōu)化算法進(jìn)行研究仿真。但未來的模式發(fā)展方向，必然以信息技術(shù)為主導(dǎo)，全面使用各種高新技術(shù)，提高維修保障的精確程度，實(shí)現(xiàn)無縫隙保障，最大限度地提高保障效益，節(jié)約資源[5，10]。

2 航空裝備維修保障模式

2.1 現(xiàn)存問題

現(xiàn)有的航空裝備維修保障模式盡管可以適應(yīng)當(dāng)下的各種工作和任務(wù)需求，但是在科學(xué)技術(shù)飛躍發(fā)展的大背景下，尚存在諸多問題，即：

1）信息集成程度不高：大多數(shù)維修工作仍停留在各專業(yè)自行維修的基礎(chǔ)上，沒有實(shí)現(xiàn)故障維修多專業(yè)信息交流；

2）智能信息處理缺失：數(shù)據(jù)處理發(fā)展的一個重要方向就是智能信息處理，現(xiàn)有的模式?jīng)]能對這一領(lǐng)域進(jìn)行研究，這勢必會影響在未來大數(shù)據(jù)處理情況下決策信息的產(chǎn)生；

3）單一保障模式嚴(yán)重：對各類航空裝備的保障模式之間沒有形成共性研究，造成維修保障工作通用性不強(qiáng)，導(dǎo)致設(shè)備、時間、經(jīng)費(fèi)的使用不合理，甚至浪費(fèi)。

2.2 優(yōu)化措施

對航空維修保障技術(shù)的優(yōu)化主要采用飛行/技術(shù)相分離、各類專業(yè)相整合以及準(zhǔn)備流程更優(yōu)化等措施。

1）飛行/技術(shù)相分離：隨著技術(shù)的發(fā)展，航空裝備科技含量大幅度提升，系統(tǒng)交聯(lián)性日趨復(fù)雜，使得航空裝備飛行保障愈加簡單，而技術(shù)保障愈加復(fù)雜[3]，從而要求將飛行和技術(shù)保障相分離；

2）各類專業(yè)相整合：裝備的發(fā)展提高了各類專業(yè)的綜合性，技術(shù)支撐和工作內(nèi)容融合性更強(qiáng)[3，4]，因此可將相通的若干專業(yè)進(jìn)行合并整合；

3）準(zhǔn)備流程更優(yōu)化：各專業(yè)在航空裝備的飛行準(zhǔn)備工作中任務(wù)分配存在與均勻的現(xiàn)象，人力資源分配造成浪費(fèi)，各專業(yè)占用工時存在不合理現(xiàn)象[3，5]，因此需要根據(jù)工作量對各專業(yè)的工作內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

3 航空裝備維修保障數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化模式設(shè)計(jì)

航空裝備維修保障模式的設(shè)計(jì)，必須進(jìn)行詳細(xì)的需求分析與綜合權(quán)衡，對系統(tǒng)的可靠性、維護(hù)性、保障性進(jìn)行全面論證。數(shù)字化維修（Digital Maintenance）是一種與信息技術(shù)密切相關(guān)的、以可靠性為核心的全新維修概念的集成。航空裝備維修保障數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化模式將航空裝備的自身狀態(tài)、診斷結(jié)果、維修資源、人力配置、備件供應(yīng)、技術(shù)支援等方面的信息資源以數(shù)字化信息描述，綜合運(yùn)用各類現(xiàn)代化技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、檢測診斷技術(shù)、人工智能技術(shù)等，將相關(guān)的功能系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，盡可能實(shí)現(xiàn)各類數(shù)字化信息實(shí)時處理，完成信息資源在系統(tǒng)內(nèi)的共享，實(shí)現(xiàn)航空裝備維修工作各環(huán)節(jié)的高度一體化[11-13]。

3.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

航空裝備維修保障數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化模式的設(shè)計(jì)目標(biāo)包括信息智能、安全可靠、實(shí)時監(jiān)控與分析決策4個部分。

1）信息智能：對航空裝備維修保障模式的數(shù)字資料和信息系統(tǒng)進(jìn)行信息化、智能化處理，支持系統(tǒng)在航空領(lǐng)域數(shù)據(jù)信息的檢索、查詢與更新等工作；

2）安全可靠：對航空裝備維修保障過程中的的問題進(jìn)行智能預(yù)測、全面分析、重點(diǎn)維修，以提高保障工作的安全性與可靠性；

3）實(shí)時監(jiān)控：對航空保障裝備進(jìn)行信息化管理，完成航空裝備在各時段的實(shí)時監(jiān)控；

4）分析決策：對航空裝備維修保障全過程進(jìn)行質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)、安全、可靠等性能的分析，向管理層提供決策支持[11-12]。

3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

航空裝備維修保障數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化模式的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括中央處理系統(tǒng)、數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)、輔助計(jì)算系統(tǒng)、電子技術(shù)手冊4個部分，即：

1）中央處理系統(tǒng)：對航空裝備維修保障中的各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，進(jìn)行實(shí)時分析、提供決策信息。

2）數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)：包括有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)，對航空裝備維修保障中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳遞。

3）輔助計(jì)算系統(tǒng)：維修保障人員在開展維修工作時攜帶此系統(tǒng)，對航空裝備進(jìn)行實(shí)時信息檢索查詢，并對維修過程進(jìn)行實(shí)時記錄并存檔。

4）電子技術(shù)手冊：建立航空裝備交互式電子技術(shù)手冊，通過系統(tǒng)對航空裝備的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行檢索查詢。

圖1 航空裝備維修保障數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化模式結(jié)構(gòu)圖

3.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

航空裝備保障維修數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化模式功能結(jié)構(gòu)如圖2所示，其功能描述如下：

圖2 航空裝備維修保障數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化模式功能圖

1）自動化信息處理

廣泛采用各種現(xiàn)代化自動技術(shù)，包括條碼技術(shù)以及PDA、PMA等便攜移動技術(shù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，在維修現(xiàn)場通過無線網(wǎng)絡(luò)建立移動式信息處理模式，以達(dá)到信息采集的實(shí)時性、準(zhǔn)確性、高效性，通過數(shù)據(jù)庫使航空裝備維修保障信息與資源充分共享。

2）數(shù)字化狀態(tài)監(jiān)控

航空裝備維修的數(shù)字化要求包括預(yù)測性和實(shí)時性，因此必須對裝備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)控，獲取相關(guān)狀態(tài)信息。應(yīng)用先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)，對裝備維修性參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控；同時開發(fā)先進(jìn)的狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)與方法，對裝備的機(jī)械性能、電子系統(tǒng)、部件功能進(jìn)行全面監(jiān)測，形成監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時掌握各種維修信息。

3）信息化管理系統(tǒng)

利用現(xiàn)代化信息技術(shù)建立航空裝備故障維修管理信息系統(tǒng)，促進(jìn)基于信息技術(shù)和管理機(jī)制的信息共享。統(tǒng)一航空裝備故障維修所涉及的信息結(jié)構(gòu)、統(tǒng)計(jì)格式，根據(jù)裝備類型建立故障信息數(shù)據(jù)庫；對航空裝備在使用維護(hù)過程中的問題缺陷進(jìn)行及時收集整理、分析定型，創(chuàng)建故障信息收集模式，建立故障研究與決策信息平臺，構(gòu)建故障修理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，做到定期分析、反復(fù)研究、及時發(fā)現(xiàn)、快速維修、系統(tǒng)總結(jié)，進(jìn)一步提升裝備維修可靠性。

4）遠(yuǎn)程化故障診斷

引進(jìn)互聯(lián)互通模式，創(chuàng)建航空裝備故障維修網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，建立遠(yuǎn)程故障專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)故障信息和故障資源在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的上共享，完成航空裝備故障維修的實(shí)時指導(dǎo)和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，可進(jìn)行技術(shù)人員在異地協(xié)同完成各類綜合維修保障任務(wù)，提高遠(yuǎn)程維修效率。

5）交互式電子手冊

交互式電子技術(shù)手冊（Interactive Electronic Technical Manual，IETM）是指將技術(shù)手冊的內(nèi)容轉(zhuǎn)換為數(shù)字化，進(jìn)行重新編制，并以交互方式進(jìn)行查閱，通過計(jì)算機(jī)等設(shè)備把所查閱內(nèi)容展現(xiàn)給維修技術(shù)人員或系統(tǒng)操作人員。在航空裝備維修保障中引入IETM，將裝備的文檔或手冊存儲在數(shù)據(jù)庫中，完成信息格式和樣式的優(yōu)化、信息元素之間的相關(guān)、用戶技術(shù)信息的交互，整合維修過程中所需的全部技術(shù)信息，實(shí)現(xiàn)智能化處理。

6）虛擬化維訓(xùn)平臺

虛擬維修是指通過采用計(jì)算機(jī)仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)上真實(shí)展現(xiàn)裝備維修過程。它旨在增強(qiáng)裝備壽命周期各階段關(guān)于維修的各種決策能力，包括維修性設(shè)計(jì)分析、維修性演示驗(yàn)證、維修過程核查、維修訓(xùn)練實(shí)施等。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和數(shù)字化維修技術(shù)，對各類航空裝備建立虛擬維訓(xùn)仿真系統(tǒng)，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心化建立各類裝備應(yīng)用系統(tǒng)和協(xié)同平臺，充分發(fā)揮信息交互能力，構(gòu)建一體化的綜合保障信息系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

航空裝備維修保障模式的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化是科學(xué)技術(shù)發(fā)展在實(shí)際應(yīng)用中的必然要求，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化維修模式包含理論、技術(shù)、管理、創(chuàng)新。構(gòu)建航空裝備維修保障數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化模式旨在是提高工作效率、節(jié)約各類資源、加強(qiáng)保障安全、提升維修水平。航空維修保障數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化模式的設(shè)計(jì)遵循了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化相結(jié)合的發(fā)展理念，3種元素之間相互影響、相輔相成、協(xié)同工作，是將數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的保障思想、方法理論、維修技術(shù)與航空裝備維修的實(shí)際相結(jié)合所提出的一種新的模式。

[1]王瑞朝，王遠(yuǎn)達(dá)，郭俊強(qiáng).CBM+：航空維修保障新趨勢[J].國防科技，2009，30（1）:11-15.

[2]何江青，王波.軍用裝備基于狀態(tài)的維修理論研究[J].艦船電子工程，2009，29（12）:42-44.

[3]楊宜林，王德功，張磊，等.航空裝備維修保障模式改革的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J].裝備制造技術(shù)，2012（2）:116-117，120.

[4]王利明，馬乃蒼，賈向軍，等.航空裝備技術(shù)保障體制改革探索與研究 [J].兵工自動化，2014，33（5）:25-27.

[5]敬軍.國內(nèi)裝備維修保障資源優(yōu)化技術(shù)研究綜述[J].中國艦船研究，2013，8（4）:116-122.

[6]張雪胭，于洪敏，黃少羅.軍民一體化裝備維修資源整合構(gòu)想 [J].裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，21（6）:20-22.

[7]張偉，花興來，陳鵬.武器裝備維修保障資源優(yōu)選方法研究 [J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010，33（20）: 136-139.

[8]曹會智，王春杰，楊華，等.基于Rough集理論的非戰(zhàn)爭軍事行動車輛裝備維修保障資源優(yōu)化配置研究[J].軍事交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，12（3）:38-41.

[9]張波，于永利，徐英，等.基于排隊(duì)論的維修資源需求分析方法 [J].軍械工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，23（4）:9-12.

[10]朱元誠，閻禮祥，徐小濤.基于DEA的信息系統(tǒng)維修資源優(yōu)化配置研究[J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2011，37（21）:59-62.

[11]劉斌，蔡海鵬.數(shù)字化航空維修體系構(gòu)想[J].長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，12（1）:28-31.

[12]郭磊，孫輝，郭勇.航空數(shù)字化綜合維修保障信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息通信，2014（4）:119.

[13]王瑛，汪送，李超.面向新型航空裝備系統(tǒng)的安全保障模式研究 [J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2011，7（1）:54-57.

Aero equipment maintenance support mode

ZUO Li
（Air Force Armament Department，F(xiàn)ield Security Bureau，Beijing 100843，China）

Information technology is the core of modern aviation equipment maintenance and support development.Two kinds of service categories and characteristics and development of modern aviation equipment maintenance and support had been studied in detail.Existing problems and optimization measures of the aviation equipment maintenance support model are analyzed.Aero equipment maintenance support digital and networking model is proposed，it is designed to include information smart，safe，reliable，real-time monitoring，analysis and decision and its system structure includes central processing system，a digital communication network，an auxiliary computing systems，electronic technical manuals.This model is an new aviation equipment maintenance and support model，the development of ideas includes digital，networked，intelligent combination.It combines the protection of ideas，methods theory，maintenance technology.

aero equipment；digital maintenance；support model；networking

TN0

：A

：1674－6236（2017）03-0001-04

2016-04-30稿件編號：201604285

國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（51509257）

左 力（1975—），男，貴州六盤水人，碩士研究生，工程師。研究方向：裝備管理研究。