飛機故障隔離手冊編寫方法解析

栗文舉

摘? 要：飛機故障隔離手冊是民用飛機運營過程中重要的排故依據之一，能夠協助飛機維修人員快速的定位和糾正飛機故障，使飛機達到適航狀態。本文從飛機制造商的角度出發，基于利益攸關方需求分析和已有的民機產品設計體系，對如何編寫完整準確的飛機故障隔離手冊進行了解析，給出了一套完整的編寫方法和流程。通過對各個編寫環節進行介紹分析，便于讀者充分理解手冊編寫方法和過程，對研究編寫和使用飛機故障隔離手冊具有參考作用。

關鍵詞：故障隔離? 故障信息? 故障樹? 排故程序? 利益攸關方

中圖分類號：V267? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）09（c）-0015-05

Abstract： Aircraft fault isolation manual is one of the important troubleshooting bases in the process of civil aircraft operation， which can assist aircraft maintenance personnel to locate and correct aircraft faults quickly and make the aircraft airworthiness. From the point of view of aircraft manufacturers， based on the analysis of stakeholder requirements and existing civil aircraft design system， this paper analyzes how to compile a complete and accurate aircraft fault isolation manual， and gives a set of complete writing methods and processes. Through the analysis of each writing link，it is convenient for readers to fully understand the method and process of manual writing， and has a reference function for the compilation and use of aircraft fault isolation manual.

Key Words： Fault isolation; Fault information; Fault tree; Troubleshooting program; Stakeholders

故障是民用飛機在運行過程中無法避免的非正常狀態，快速準確的定位和糾正飛機故障，是飛機運營人降低飛機停場時間，提高飛機利用率的關鍵所在。如何快速準確的定位和糾正飛機故障，就得提到在飛機維護維修工作中經常使用的一本手冊——飛機故障隔離手冊，故障隔離手冊列舉出了對應機型飛機在運行過程中常見的各類故障信息，并提供了每條故障信息具體的故障糾正方法，能夠協助飛機維修人員快速的定位和糾正飛機故障，使飛機達到適航狀態。研究如何編寫完整準確的飛機故障隔離手冊對提高飛機制造商民機產品競爭力具有重要的現實意義。

1? 利益攸關方需求分析

1.1 適航要求

中國民用航空局頒布的CCAR25 部“運輸類飛機適航標準”1529 條款、附錄H 及AC-91-11《航空器的持續適航文件要求》對飛機故障隔離手冊的編寫原則和內容做出了要求。

（1）編寫原則：航空器可能發生的故障應當源于型號審定過程中的系統安全分析，是航空器監控系統所能探測到的故障，同時包括機組和維修人員發現的故障，這些故障包括但不局限于以下方面：

①駕駛艙內所有警告、警戒和告誡信息以及部分的狀態信息;

②駕駛艙內所有的簡圖頁告警信息和故障旗信息;

③駕駛艙內所有的音響和燈光信息;

④機載維護系統中所有的故障信息;

⑤航空器產品部件上指示的故障信息，如加放油控制面板上顯示的信息;

⑥飛行員飛行中記錄的故障信息;

⑦其它機組人員飛行中發現的故障;

⑧維修人員例行檢查時發現的故障。

注：一般應當涵蓋型號審定過程中系統安全分析得出發生可能性大于10-5的故障情況。

（2）內容要求：至少包括針對每條故障信息列出其故障可能原因以及基于故障可能原因進行的排故程序（故障可能原因的隔離順序一般可從接近、拆卸/安裝、故障發生概率和排故成本的角度，按照先易后難的原則確定排故順序）。

注：故障的隔離的先后邏輯順序不能影響航空器安全或造成人員傷害，并且不致使可能的故障原因漏判。

1.2 客戶需求

通過調查收集飛機運營人和維修單位對飛機故障隔離手冊的使用需求，主要集中在以下方面。

（1）手冊故障信息類型完整，包含飛機運行中常見的各類故障信息;

（2）排故程序故障原因完整，包含通過分析可判定的各類故障原因;

（3）排故程序測試方法準確，能夠快速有效判定故障是否真實存在或故障是否已被糾正;

（4）排故程序排故順序合理，應充分考慮成本、工時、所需條件等因素。

綜合編寫飛機故障隔離手冊的適航要求和客戶需求，總結出手冊編寫時的4個重要評判標準為：手冊故障信息類型的完整性、排故程序故障原因的完整性、排故程序測試方法的準確性以及排故程序排故順序的合理性。接下來，圍繞上述評判標準對手冊編寫方法和流程進行解析。

2? 手冊編寫方法和流程解析

基于利益攸關方需求分析得出的4個評判標準，編寫飛機故障隔離手冊時：首先需要確定手冊包含的故障信息范圍，包括故障信息類型和故障信息清單等;其次需要分析每條故障信息可能的故障原因，包括設備原因、線路原因和其他原因等;再次確定故障信息適用的測試方法;然后綜合維修成本、維修工時、難易程度等因素確定排故順序并繪制排故流程圖，此時排故程序的整體框架已形成;最后結合排故流程中涉及的手冊參引信息、斷路器信息等內容，按照制定的規范樣例編寫具體的排故程序。至此，飛機故障隔離手冊編寫的整體方法和流程已明確，如圖1所示，接下來對每個編寫環節進行介紹說明。

2.1 故障信息范圍確定

通常來講飛機故障可分為兩類：探測到的故障和觀察到的故障。

（1）探測到的故障指能被飛機各系統控制單元所探測并報告或存儲的故障信息。具體包括：

①EICAS（Engine Indication and Crew Alerting System）信息相關故障，包含EICAS 中的警告、警戒、提示和狀態級別的信息;

②OMS（On-board Maintenance System）故障信息;

③非信息類駕駛艙效應，如簡圖頁、故障旗、故障語音、故障指示燈;

④其他由控制單元產生的故障信息，如控制單元的顯示面板、指示燈。

（2）觀察到的故障指通過飛行機組或地面維修人員的經驗或感知而識別的故障，它不通過飛機機組告警系統向飛行機組報告。具體包括：

①機組或乘務組人員在日常職責中所識別到的明顯系統功能退化或異常現象，如發動機起動困難、起落架收起慢、滑油消耗量高、振動、異響、異味等;

②機組人員在飛機飛行過程中觀察到的故障;

③維修人員在飛機維護維修工作中發現的故障。

飛機故障隔離手冊中通常將飛機故障信息分為3類：EICAS信息、OMS信息和觀察到的故障（包含非信息類駕駛艙效應、其它控制單元產生的故障信息），不同的飛機制造商故障信息分類名稱略有不同。這類分法比較常見，主要是從故障信息的應用場景和定義分析過程不同來劃分的，EICAS信息和OMS信息由飛機制造商根據飛機設計要求進行故障定義，觀察到的故障通常通過設備故障模式分析以及設計經驗積累來定義。因此，確定飛機故障隔離手冊故障信息類型后，需要根據飛機EICAS信息和OMS信息相關設計定義文件確定具體的EICAS信息清單和OMS信息清單，根據飛機各系統選用設備的故障模式分析文件和設計經驗確定具體的觀察到的故障清單。在確定手冊故障信息類型和具體故障信息清單后，對每條故障信息可能的故障原因進行分析。

2.2 故障原因分析

在進行故障原因分析時，應基于以下前提條件開展分析：

（1）故障發生前系統設備安裝到位且功能正常;

（2）系統相關斷路器是閉合狀態;

（3）系統相關的電氣匯流條均有電;

（4）系統上游的液壓源、氣源工作正常。

這些前提條件可以規避在原因分析過程時由于飛機系統交聯工作的復雜性而導致故障原因分析過于發散，使得最終編寫的排故程序過于復雜而不利于飛機維修人員快速參考使用。

EICAS信息和OMS信息由飛機制造商根據飛機設計要求定義，因此，通常情況下每條EICAS信息和OMS信息都有明確的故障定義描述或故障邏輯描述（如圖2所示），通過分析故障定義描述或邏輯描述分析，可初步確定故障信息涉及的設備原因，在此基礎上結合系統原理圖/系統線路圖（如圖3所示）進一步分析，可初步確定故障信息相關的線路原因和其他原因。

觀察到的故障信息主要根據飛機各系統選用設備的故障模式分析文件分析得出，因此對應的設備就是該故障信息的主要設備原因，同時也要結合系統原理圖/系統線路圖進一步分析相關的線路原因和其它原因。

由于故障原因分析涉及的輸入依據較多，且不同的故障原因之間可能存在一定的邏輯關系，因此，通常通過故障樹分析方法列舉出分析過程識別出的所有故障原因（如圖4所示），故障樹分析清晰的展示了故障信息涉及的故障原因以及故障原因之間的邏輯關系，是后續繪制排故流程圖的重要基礎。

2.3 測試方法確定

確定故障信息適用的測試方法，能夠準確的判斷故障信息是否真實存在以及故障原因被糾正后故障是否徹底清除，在進行故障隔離前首先應該確定故障信息適用的測試方法來確定故障信息的真實性，這樣可以有效的提高排故效率。故障信息適用的測試方法通常取決于飛機系統設計時定義的系統檢測方法或功能測試方法，飛機系統設計常見的檢測方法有以下幾類：

（1）PBIT（上電自檢）即系統上電時進行自檢;

（2）CBIT（持續自檢）即系統工作時持續進行自檢;

（3）IBIT（起動自檢）即通過人為操作的方式進行自檢。

根據系統檢測方法定義通常故障信息對應的測試方法如下：

（1）對于適用PBIT（上電自檢）測試的故障，通常通過重置系統或設備相應的斷路器，使系統或設備重新上電進行自檢以判斷故障是否真實存在或是否被糾正清除;

（2）對于適用于CBIT（持續自檢）測試的故障，通常默認在系統或設備工作時該故障存在即為真實故障，在故障原因被糾正后故障消失即為被糾正清除;

（3）對于適用于IBIT（起動自檢）測試的故障，通常通過人為操作的方式進行檢測或測試以判斷故障是否真實存在或是否被糾正清除，例如：SYS TEST。

注：某些故障信息觸發條件與飛機或系統工作狀態有關，在進行這類故障信息診斷或測試時需先滿足其觸發條件，例如：輪載信號在空中。

2.4 排故流程圖繪制

在完成故障原因分析和故障測試方法確定后，便可綜合故障原因糾正所需的維修成本、維修工時、難易程度等客觀因素繪制詳細的排故流程圖（如圖5所示），繪制排故流程圖的好處在于可以清晰的表達清楚不同故障原因之間的排故步驟跳轉邏輯，確保排故步驟形成完整閉環。

2.5 排故程序編寫

在完成詳細的排故流程圖繪制后，便可基于飛機故障隔離手冊的編寫規范要求和樣例要求編寫具體的排故程序，此過程需要在排故流程圖的基礎上，補充詳細的拆裝、測試任務名稱和編號信息，補充排故過程涉及的所有斷路器名稱和位置信息，補充詳細的線路檢查信息，最終形成完整的排故程序如圖6所示。

3? 結語

本文所介紹的飛機故障隔離手冊編寫方法和流程與民機產品的設計理念和設計方法是密切相關的，隨著航空新技術的發展應用，客戶對民機產品和手冊產品的需求在不斷發生變化，民機產品設計與手冊產品編寫已不再是簡單的輸入輸出關系，而是更為密切的相互作用相互影響，一方面編寫手冊產品需要在民機產品設計時對飛機故障信息、測試方法等有清晰的定義，另一方面需要將先進手冊產品的應用需求及時反饋民機產品設計端，確保飛機系統設計理念和使用方式與手冊產品的使用高效結合，滿足客戶不斷變化的需求，提高產品的整體競爭優勢。

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