民用飛機維修工作的多電化，數字化和智能化趨勢分析

白衛(wèi)國

摘 要：面對國際主流民用飛機設計和制造的多電化、數字化和智能化趨勢，傳統飛機維修行業(yè)將逐漸面臨從維修理念，管理體系和技術的變革。本文通過分析，探討傳統飛機維修行業(yè)的應對這一變革的方式和方法。

關鍵詞：飛機維修，維修變革，維修體系，多電化，數字化，智能化

1.中國民航飛機維修體系和現狀分析

1.1民航飛機維修體系概述

根據CCAR121《大型飛機公共航空運輸承運人運行合格審定規(guī)則》中第121.362 條規(guī)定：運營合格證持有人應當建立一個維修系統來保證其飛機持續(xù)符合型號設計要求及有關中國民用航空規(guī)章中的維修要求。目前國內航空公司維修體系主要包括：工程管理、維修計劃與控制、人員培訓與授權、質量管理四大部分。

用一句話簡單概括目前中國民航飛機維修體系就是：經過培訓的合格授權維修人員，依據現行有效的適航文件和工卡，按照飛機標準施工要求完成授權范圍內的維護和維修工作，記錄相應數據并簽字，經授權的質量檢驗審核然后存檔，以保證運營飛機的持續(xù)適航和航空安全。其中人員的授權和證照管理是核心，現行有效文件管理是基礎，持續(xù)適航和航空安全是目的。

1.2 民航飛機維修現狀分析

航空公司來說主要維修工作包括：航線勤務和維修，定檢維修和部件維修工作。維修有以下特點：

（1）人力密集型和技術密集型工作，對維修人員綜合素質有較高要求，成熟維修人員成長較慢。

（3）飛機日常維護和維修工作，以重復性和預防性工作為主，比如航前航后工作和定檢工作，可能所檢查的部件和系統沒有問題；一個航線可更換LRU部件，可能設計使用壽命3000飛行小時或者循環(huán)，但是為了保障安全，在2000小時或者循環(huán)拆下送修，航空公司為此付出極大的維修成本和航材成本。

（4）人為因素對維修工作質量影響較大。

2.未來民航飛機維修工作多電化、數字化和智能化趨勢分析

2.1 民航飛機設計制造的多電化、數字化和智能化

目前民航飛機設計制造從傳統的機械操縱Fly by cable，電傳操縱Fly by wire向計算機操縱Fly by computer發(fā)展。以波音交付運行的最先進波音787為例，它區(qū)別于傳統波音系列飛機的獨特設計主要包括：

1）全機許多飛機結構，部件和蒙皮由輕質碳纖維增強塑料（carbon fiber reinforced plastic ，CFRP）制成，符合材料占比達到43%，重量更輕，但結構反而更結實，經濟性更好。

2）大尺寸LCD的駕駛艙主顯示系統，顯示功能集成化。

3）機組信息系統（CIS）可以實現終端與飛機之間的無線數據傳輸，提高效率，預測故障。

4）采用高速光纖共用數據網絡（CDN）的共用核心系統（CCS）

5）飛機架構電氣化，被稱為“多電”飛機，包括

？電控和作動的剎車系統

？電驅動的空調系統，無發(fā)動機和APU引氣，便于精確控制，提高發(fā)動機效率。

？電加溫的機翼前緣防冰系統。

7）漢勝APS5000無引氣APU，兩臺起動發(fā)電機，用于地面輔助電源，起動大發(fā)。

8）航線可更換件LRU減少，787駕駛艙只有13個航線可更換件，零部件及其成本相當于B777和B747的一半。

9）飛機維護系統通過傳感器自動收集和分析故障信息，并定位故障和給出排故建議。

2.2 未來民用飛機維修工作趨勢分析

（1）多電化：未來飛機電源系統逐漸占據重要位置，甚至可能從“多電”向“全電”發(fā)展。要求維修人員從機械和電子專業(yè)分類向“機電一體化”全能發(fā)展。

（2）數字化：區(qū)別于以前的傳統機械操縱Fly by cable，目前先進民航客機以“電傳”Fly by wire和計算機操縱Fly by computer為主，飛機各系統遍布傳感器，以監(jiān)控系統工作狀態(tài)和各類參數，只要飛機系統開始運轉，就會產生大量的運行數據和各類維修信息。一般國內大型航空公司每天產生的數據量在億級以上，通過QAR下載和地面維修系統的輸入的數據也十分龐大。但是目前對這些大數據的開發(fā)和綜合分析還十分有限，需要針對機隊產生的運行數據和維修數據進行有效分析，針對各系統和重要部件（發(fā)動機，APU和起落架等）進行健康狀態(tài)趨勢監(jiān)控，根據監(jiān)控趨勢從“按時”檢修到“按需”檢修。從而實現預測故障，節(jié)約維修成本。

（3）模塊化：飛機的航線可更換件LRU逐漸減少，系統控制集成度越來越高，例如傳統飛機可能1個系統有一個控制器或者計算機，目前逐漸發(fā)展為一個管理計算機控制相互聯系的多個系統。

（4）專業(yè)技術化：特種工藝和材料（比如復合材料，光纖和鈦合金等）使用逐漸增大，對維修專業(yè)技術和工藝有更高要求。

（5）智能化：飛機通過遍布機身各個系統的傳感器搜集狀態(tài)信息，分析系統工作狀態(tài)，并進行健康狀態(tài)監(jiān)控，可以主動隔離出現故障的系統和通道，給出針對性的準確率高的排故建議，個人經驗要求逐漸降低。

3.面對“智能”飛機，傳統飛機維修行業(yè)需要如何應對

（1）淡化機械和電子維修專業(yè)劃分，培養(yǎng)“機電一體化”維修綜合人才。

（2）充分利用飛機運行和維修產生的“大數據”，做好趨勢分析和狀態(tài)監(jiān)控，從按時維修實現按需維修。

（3）區(qū)分一般勤務授權和專業(yè)專人維修技術授權，對需要高技術維修工作開展針對性培訓和授權。

（4）開發(fā)利用現代維修檢測技術，比如：3D掃描，在飛機出廠交付時對機身結構和系統進行全機掃描，建立飛機健康狀態(tài)基線，后期根據運營情況定期對飛機健康掃描，沒有問題就不需要進行C檢級別的整機大修，有問題再進行針對性的人工復檢和維修。也可以開發(fā)飛機外觀檢查掃描門對飛機進行蒙皮和外部設備進行檢查，當飛機穿過掃描門，即可對飛機外表結構是否有損傷，劃痕和凹坑進行檢查，并判斷是否超標。也可以開發(fā)小型維修輔助機器人或智能工具工裝，代替或者輔助人工進行一些簡單的重復性工作。

4.總結

維修管理體系和維修技術的發(fā)展，總是伴隨著民航飛機技術的發(fā)展。民航飛機設計和制造逐漸多電化、數字化、模塊化和智能化，同樣的，飛機維修工作也需要進行相應的變革和發(fā)展，以保障民用飛機的持續(xù)適航和運營安全，提高維修效率，減少維修成本。

參考文獻：

[1]中國民用航空局，《大型飛機公共航空運輸承運人運行合格審定規(guī)則》CCAR121

[2]中國民用航空局，《2017 年民航行業(yè)發(fā)展統計公報》，中國民用航空局網站

[3]波音公司，787相關介紹資料