便攜式輔助維修設備在民航中的應用分析

畢現清

（中國南方航空股份有限公司北京分公司，北京 102602）

便捷式維修輔助設備PMA（Portable Maintenance Assistant）主要用于對大型裝備進行原位檢測和故障診斷，廣泛用于船舶、航空、航天等國防軍工領域以及民用裝備，PMA集電氣信號檢測、交互故障診斷、設備電子履歷和保障數據采集功能于一身，能及時快速準確地檢測裝備存在的故障隱患，解決了測試與診斷設備在使用現場或狹小空間內難以攜帶的問題，縮短維修檢測時間，提高維修檢測效率。

1 便攜式輔助維修設備在民航中的應用現狀及需求

便捷式維修輔助設備（PMA）就是在現場維修點使用的可移動的計算設備，它通常包括一臺小型計算機和顯示器，它可以為現場維修人員進行原位維修提供詳細的維修信息，包括各種技術指令、電子技術手冊以及該設備以往的維修歷史信息等。

1.1 PMA平臺在國內外的應用現狀

20世紀90年代中期，美國空軍開始考慮在航線使用PMA，實現技術數據的數字化，到目前為止，美國國防部已開發的PMA項目共33個，表1是具體應用情況。隨著研究的不斷深入，已經逐漸在空軍的許多機型中應用了PMA，但為了飛行數據的保密性，并未實現數據的無線傳輸技術。

表1 美國開發的PMA項目應用情況

然而我國對PMA的研究與運用發展仍然萌芽階段，對于PMA技術的應用還只是停留在單純的監控技術，再加上缺乏相應的培訓，使得國內現有大多數PMA設備沒有起到真正的作用。

1.2 PMA系統的應用需求

隨著民航運輸業的迅速發展，乘坐民航客機的需求也越來越大，使得民航維修工作的負擔越來越重，工作復雜，人員不足，維修人員常常處于高負荷狀態，人為差錯時有發生，對民航客機的安全性造成很大的隱患。為確保航空器維修的高效率、高質量，必然需要將具有數字化的便捷式輔助維修設備應用到民航維修事業中。

2 PMA系統的相關介紹

便攜式維修輔助設備PMA系統總體設計結構包括設備硬件系統和設備軟件系統。

2.1 PMA硬件組成

PMA設備的硬件部分主要包括頭戴裝置和手持裝置，主要由頭戴電燈、攝像頭、麥克、耳機、觸摸屏等。

2.2 PMA軟件系統

PMA系統管理應用軟件主要包括用戶界面系統、設備驅動系統、交互式電子技術手冊（IETM）查詢、工具查詢申領、遠程技術支持、故障診斷，以及常見技術故障診斷系統等。

3 將PMA技術應用到民航維修體系中的必要性

PMA最通用的功能包括技術數據顯示、故障隔離和修理指導、零部件查詢和訂購、維修文件編制和分析、健康狀態的監控以及工作數據的上載和下載等。

3.1 有利于進行技術資料的查詢監控和故障預測

目前廣泛應用于民航的客機有波音機型和空客機型，不論哪種機型的維修工作都需要先進行相關技術資料的查詢，拿波音來說，進行不同的維修工作需要查詢不同的波音手冊，見表2所示，因為技術資料都是有時限的，并且對于不同的飛機，手冊的適用性也會有所不同，所以在進行具體維修工作時都必須要根據不同的飛機查詢最新的技術資料，需要花費很多時間。PMA交互式查詢系統的問世，使得維修人員在維修現場就可以查詢相關電子文檔，大大縮短了維修時間。

表2 不同維修工作相對應的技術手冊

同時，PMA在維修現場為維修人員提供實時顯示和輔助分析故障預測數據，從而增強狀態監控功能。

3.2 有利于對維修過程進行監控和記錄

目前民航維修都是利用紙質版的工卡控制單對維修工作進行控制和記錄，比較麻煩，而PMA允許維修人員直接從工作地點提供修理報告、查詢工作清單，并將檢查或修理的結果在維修現場就可以直接以文字或圖片，甚至是視頻的方式實時輸入到PMA設備中，加速了數據系統錄入過程，以便維修技術中心的工作人員了解維修情況，并對航空器的狀態進行監控。

3.3 有利于故障的診斷

由表2可知，對于民用航空器復雜系統進行深入的故障診斷需要查詢相應的FIM手冊，然而，根據FIM手冊判斷出具體故障的過程十分繁瑣，特別是對于缺乏經驗的維修人員而言，PMA中的技術故障隔離一種高級診斷功能，并且將一些頻繁出現的故障癥狀和相應的應對過程都存儲到了維修信息中心的技術故障數據庫中，這樣一來可以顯著增強維修人員對故障進行定位和糾正的能力，通過獲取獲取歷史數據、分析故障信號、提取故障特征，從而快速推理判斷出問題所在。

3.4 有利于技術人員對現場維修人員提供技術指導

民航維修是一項十分復雜嚴謹的工作，再加上剛上崗的新員工較多，經驗不足，在維修過程中經常會遇到一些沒有碰到過的疑難雜癥，PMA中的遠程技術支持專家系統可以通過無線網絡技術將現場的具體情況利用圖像、視頻的形式直觀地傳送給技術服務部門的工程師，為現場機務人員與位于遠方的中央數據庫和技術工程師的交互提供了一條便捷的通道，從而可以完成對現場的維修工作提供技術保障、進行相應指導。

3.5 有利于提高維修工作效率

PMA有益于提高維修的工作效率。第一，維修人員確定某個部件需要更換時，在現場便可直接查詢到可用的更換件，并直接從工作地點發出訂單，預定航材，從而加速修理過程。第二，維修人員在外場有臨時需求的工具、設備時，也可直接在現場將需求發送給工具管理部門，再通知后勤管理部門將器材運送到維修現場，節約了很多時間。

4 PMA在民航維修環境中應用的技術關鍵

PMA由于其優越的特性可以應用到航空維修領域，但也面臨噪聲環境下語音識別、電池續航時間、視覺識別技術等方面的技術難題。

4.1 在惡劣環境下的可靠性

民航維修工作所處的環境比較特殊，常常需要接觸很多有毒、有腐蝕的化工品，比如燃油、液壓油、滑油等等，一旦這些油脂濺到PMA的設備上又很有可能對設備造成一定的影響，所以PMA的硬件設計必須要遵循一定的標準，比如防濕熱、防鹽霧、防霉菌等，以確保不易受到污染。

4.2 人機交互的便捷性

民航維修工作通常都是在環境比較復雜的機坪上進行的，強烈的太陽、大風大雪、甚至有可能是在一片漆黑的半夜都有可能會影響到PMA的正常使用。首先需要考慮的是光照下的可讀性，許多便捷式計算機顯示器在日光直接照射下確實很難看清楚，所以有必要采取相應措施，比如外界光強自適應式液晶顯示屏，從而可以保證在野外陽光直射下依然可以清晰地獲取到屏幕上的信息。其次是語音識別能力，在維修過程中難免會有很大的噪聲，特別是在地面試車工作中，噪聲的影響十分嚴重，所以必須要克服高強度背景噪聲的干擾，才能有助于實現PMA的語音指令操作。最后是人機功效學特性，由于需要維修人員的長時間穿戴，所以PMA不僅需要小巧輕便，同時還需要有良好的散熱性。

4.3 設備的電池壽命

目前許多PMA的電池僅有3～4h的使用壽命，又不可能與飛機系統的電源相連，一旦維修工作時長超過了這個時限，就不得不中斷工作回去進行充電，給維修工作帶來了不便。

4.4 設備的電子接口

PMA具有很多外部電子接口，如攝像頭、鍵盤、充電口等等，電子產品常常會有接口接觸不良的問題，PMA同樣也會出現類似故障，這將會影響到PMA的正常使用。

5 結語

綜上所述，為了可以順應時代發展的潮流，在民用航空器的維護過程中利用PMA技術，能夠及時快速地進行相應技術資料的查詢，有益于故障的排除和診斷，從而提高維修效率，保證維修質量，推動民航維修的快速發展，實現民航客機的安全運行。