基于S1000D的故障分析手冊標(biāo)準(zhǔn)研究

王 偉

(中航西安飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司，陜西 西安 710089)

0 引言

由中國人民解放軍總裝備部批準(zhǔn)發(fā)布的《飛機(jī)故障分析手冊編制要求》（GJB5564）對故障分析手冊的編寫內(nèi)容、編寫方法都有具體規(guī)定，對故障現(xiàn)象的描述和故障分析程序的編寫有詳細(xì)的要求。國內(nèi)民機(jī)（新舟60）已根據(jù)GJB5564編制了相應(yīng)的故障分析手冊。國內(nèi)軍機(jī)方面，技術(shù)資料研制階段由于缺少外場經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐數(shù)據(jù)，故障分析手冊一般不作為研制總要求的項(xiàng)目，因此國內(nèi)軍機(jī)項(xiàng)目大多沒有編制故障分析手冊。隨著部隊(duì)備戰(zhàn)打仗的需求日益迫切，飛機(jī)綜合化、信息化程度不斷提高，部隊(duì)?wèi)?zhàn)訓(xùn)任務(wù)增多，現(xiàn)有技術(shù)資料不能滿足部隊(duì)用戶日益增長的使用維護(hù)需求，近年來在軍方機(jī)關(guān)的主導(dǎo)下，軍機(jī)已陸續(xù)開始編制故障分析手冊。但是，近些年應(yīng)用S1000D技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的交互式電子技術(shù)手冊[1-5]（IETM）已逐步交付用戶使用，而現(xiàn)有的《飛機(jī)故障分析手冊編制要求》（GJB5564）并沒有考慮到 S1000D對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、信息碼、隔離程序等的要求，因此GJB5564不能適用于基于 S1000D的飛機(jī)故障分析手冊的編制。本文給出 S1000D標(biāo)準(zhǔn)的飛機(jī)故障分析手冊的編寫方法，為推動故障分析手冊（trouble shooting manual，簡稱TSM）在IETM上應(yīng)用提供有益借鑒。

1 故障信息

故障[6-10]是指一個潛在的故障征兆、損傷或飛機(jī)系統(tǒng)或非結(jié)構(gòu)部件的不正常狀態(tài)。故障是指系統(tǒng)功能失效，區(qū)別于結(jié)構(gòu)部件的損傷。

根據(jù) S1000D標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，故障類信息內(nèi)容包括故障報告信息和故障隔離信息。故障報告信息是獨(dú)立的文件，包含空勤人員和地勤人員認(rèn)可的故障清單。故障報告提供技術(shù)數(shù)據(jù)，使空勤人員和地勤人員能用唯一的故障代碼向飛行目的地報告他們發(fā)現(xiàn)的所有故障。

故障隔離信息屬于非預(yù)定維護(hù)類信息。針對非預(yù)定維護(hù)信息中除結(jié)構(gòu)損傷之外的飛機(jī)系統(tǒng)或部件在空中、地面發(fā)生/發(fā)現(xiàn)的故障現(xiàn)象進(jìn)行隔離和排除。故障隔離信息與下述信息集相關(guān)：

（a）線路信息（含原理和布線）：線路信息為故障隔離程序提供分析原理和檢修線路的支持?jǐn)?shù)據(jù)

（b）維修程序：維修程序信息集為故障隔離程序中的檢測措施和糾正措施提供參引

（c）簽派信息：納入故障隔離信息中的故障現(xiàn)象，有些是不允許帶故障放行的，有些故障項(xiàng)允許在限定條件下放行，這些故障項(xiàng)納入簽派信息中，在簽派信息中給出放行的條件，并要求在指定的修復(fù)期限內(nèi)修復(fù)故障；而故障隔離信息則為維修人員給出故障檢測、隔離和修復(fù)的程序及信息。故障信息與其它信息集關(guān)系見圖1。

圖1 故障隔離與其它信息集關(guān)系Fig.1 relationship between fault isolation and other information sets

2 基于S1000D標(biāo)準(zhǔn)的故障分類

S1000D對故障的分類有四種：隔離的故障（isolated faults）、檢測的故障（detected faults）、觀察的故障（observed faults）、關(guān)聯(lián)的故障（correlated faults）。下面對這四類故障詳細(xì)說明。

（1）隔離的故障

隔離的故障是能被監(jiān)控系統(tǒng)檢測并隔離的故障。隔離的故障通常顯示在EICAS顯示器上，大多情況下，中央維護(hù)計(jì)算機(jī)（CMC）給出了隔離的故障的相應(yīng)維修信息。

（2）檢測的故障

檢測的故障是能被監(jiān)控系統(tǒng)檢測并自動存儲的故障。檢測的故障通常顯示在EICAS顯示器上，大多情況下，中央維護(hù)計(jì)算機(jī)（CMC）給出了檢測的故障的相應(yīng)維修信息。

與隔離的故障的區(qū)別：隔離的故障是已確定故障件（LRU），給出糾正措施。而檢測的故障只確定了疑似故障件（LRU），可能多個。須對每個疑似故障件做檢測工作，根據(jù)檢測工作再采取糾正措施。

（3）觀察的故障

觀察的故障是能被飛行機(jī)組或維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)的故障。觀察的故障不在EICAS顯示器上顯示，它是通過機(jī)組或維修人員感知，中央維護(hù)計(jì)算機(jī)（CMC）可能會給出相應(yīng)的維修信息。

（4）關(guān)聯(lián)的故障

關(guān)聯(lián)的故障是能被監(jiān)控系統(tǒng)檢測、過濾、分組的一組故障，關(guān)聯(lián)的故障不應(yīng)包含在其他類型的故障中。關(guān)聯(lián)的故障通常顯示在EICAS顯示器上，大多情況下，中央維護(hù)計(jì)算機(jī)（CMC）給出了相應(yīng)的維修信息。

3 故障報告

故障報告提供的技術(shù)數(shù)據(jù)以使受過訓(xùn)練的飛行機(jī)組人員能很容易地識別和分析飛機(jī)的故障并將它準(zhǔn)確的傳遞給地面維修部門。

故障報告的主要內(nèi)容包括以下部分：隔離的故障清單、觀察的故障清單、關(guān)聯(lián)的故障清單、故障代碼索引、維修信息索引。

（1）隔離的故障（isolated fault）清單

隔離的故障是能被監(jiān)控系統(tǒng)檢測并隔離的故障。這些數(shù)據(jù)模塊列出所有與隔離的故障相關(guān)的信息，且必須列于系統(tǒng)層級。隔離故障清單必須包含下列信息：

（a）信息識別（如顯示給維修人員的信息）；

（b）故障代碼；

（c）故障信息文本（如顯示給維修人員的信息）；

（d）警告級別；

（e）故障描述：簡潔和/或更為詳細(xì)的描述；

（f）故障隔離程序：恢復(fù)飛機(jī)到正常狀態(tài)的糾正措施，如無信息，發(fā)布為“參見相關(guān)維修信息”。

（2）檢測的故障（detected fault）清單

檢測的故障是能被監(jiān)控系統(tǒng)檢測并自動存儲的故障。這些數(shù)據(jù)模塊列出所有與檢測的故障相關(guān)的信息，且必須列于系統(tǒng)層級。包含信息與隔離的故障清單信息相同。

（3）觀察的故障（observed fault）清單

觀察的故障是能被飛行機(jī)組或維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)的故障。這些數(shù)據(jù)模塊列出所有與觀察的故障相關(guān)的信息，且必須列于系統(tǒng)層級。包含下列信息：

（a）故障代碼

（b）故障描述：描述維修或操作人員觀察到的故障現(xiàn)象（警告描述和出現(xiàn)故障的條件）；

（c）故障隔離程序：恢復(fù)飛機(jī)到正常狀態(tài)的糾正措施。

（4）關(guān)聯(lián)的故障（correlated fault）清單

關(guān)聯(lián)的故障是一組能被監(jiān)控系統(tǒng)檢測、過濾、分類的故障，具有唯一的對故障隔離程序的參引。關(guān)聯(lián)的故障清單列出所有與關(guān)聯(lián)的故障相關(guān)的信息，其內(nèi)容來自于各系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)的故障數(shù)據(jù)模塊，包含下列信息：

（a）故障代碼

（b）故障信息文本：顯示給維修人員的信息；

（c）告警級別；

（d）故障描述：簡潔和/或更為詳細(xì)的描述；

（e）關(guān)聯(lián)故障信息：包括相關(guān)的故障代碼和相關(guān)的故障信息文本；

（f）故障隔離程序：整個關(guān)聯(lián)故障的隔離信息。

（5）故障代碼索引（fault code index）

故障代碼索引是按照數(shù)字順序進(jìn)行編排的所有故障代碼清單，每個故障碼必須提供一個或多個故障隔離程序的參引。其內(nèi)容來自于各系統(tǒng)的隔離故障模塊、檢測故障模塊、觀察數(shù)據(jù)模塊、關(guān)聯(lián)故障數(shù)據(jù)模塊。故障代碼索引包含以下信息：

（a）故障代碼

（b）故障描述

（c）維修信息

（d）故障隔離參引

（6）維修信息索引（maintenance message index）

維修信息索引是按照數(shù)字順序進(jìn)行編排的維修消息的清單。每一則維修消息必須提供對一個或多個故障隔離程序的參引。其內(nèi)容來自于各系統(tǒng)的隔離故障模塊、檢測故障模塊、觀察數(shù)據(jù)模塊、關(guān)聯(lián)故障數(shù)據(jù)模塊。維修信息索引包含下列信息：

（a）維修信息

（b）維修信息文本

（c）故障隔離參引

4 故障隔離程序（fault is olation procedure）

故障隔離程序?yàn)榫S修人員隔離故障和確定糾正措施提供技術(shù)支持，故障報告中的每條故障，均應(yīng)有相應(yīng)的故障隔離程序。故障隔離流程見圖2。

圖2 故障隔離流程Fig.2 fault isolation process

4.1 故障隔離程序的編制原則

（1）一個故障現(xiàn)象對應(yīng)一個唯一故障代碼；

（2）一個維修信息對應(yīng)一個唯一維修信息代碼；

（3）一個故障現(xiàn)象可以有對應(yīng)的一條或多條維修信息，也可以無；

（4）一條維修信息可能與多個故障現(xiàn)象相關(guān)；

（5）一個故障現(xiàn)象可以有一條故障隔離程序，也可以無（故障現(xiàn)象對應(yīng)多個維修信息），此時每個維修信息對應(yīng)一個故障隔離程序；

（6）在有維修信息的情況下，維修信息與故障隔離程序一一對應(yīng)，故障隔離程序的技術(shù)名應(yīng)為維修信息代碼；但是故障現(xiàn)象本身也可能有對應(yīng)的故障隔離程序；

（7）如果沒有維修信息，那么，故障隔離程序與故障現(xiàn)象（代碼）是一一對應(yīng)關(guān)系。故障隔離程序的技術(shù)名應(yīng)為故障代碼；

（8）一個故障隔離程序只能有一個故障代碼或維修信息代碼（按S1000D SCHEMA）。

4.2 故障隔離程序的內(nèi)容要求

故障隔離程序用于識別和描述故障，并提供對故障項(xiàng)目進(jìn)行隔離的診斷途徑。每個故障隔離程序必須包含隔離故障所需的所有操作，且以糾正措施為結(jié)尾。故障隔離程序是隔離故障最直接、最簡短的方法，不可包含任何不必要的步驟。若每個故障均可用同一程序準(zhǔn)確隔離，則一個隔離程序可用于若干故障代碼。

故障隔離應(yīng)當(dāng)進(jìn)行到更換設(shè)備或者能夠在飛機(jī)上完成的其他工作，即檢修線路、插件的更換或調(diào)節(jié)。通常參見線路信息集或維修程序。線路信息中的框圖、系統(tǒng)原理圖、接線圖等內(nèi)容以幫助用戶更好地理解飛機(jī)系統(tǒng)。

盡管特定信息通常同若干不同數(shù)據(jù)模塊相關(guān)，每個數(shù)據(jù)模塊包含了針對各個故障代碼完整的故障隔離程序。程序不會讓用戶為完成故障隔離而參引另一個數(shù)據(jù)模塊。

在一個給定的恢復(fù)工作（corrective action）中，若涉及若干部件，則所有部件必須按照故障概率的順序列出。

故障隔離程序應(yīng)按照下述順序編排：

（1）適用性；

（2）故障代碼：故障代碼是用于識別故障信息的唯一編碼，故障代碼有助于在飛機(jī)故障隔離信息集中識別故障隔離數(shù)據(jù)模塊。

（3）故障描述：對故障的簡要或詳細(xì)的描述。對于受到監(jiān)控的故障及狀態(tài)消息，在顯示屏上顯示故障文本；

（4）準(zhǔn)備工作：提供執(zhí)行故障隔離程序前的操作前準(zhǔn)備信息；

（5）故障隔離程序：故障隔離程序可采用故障隔離流程圖或結(jié)構(gòu)化的隔離步驟描述。各個故障隔離步驟均需包含：操作(須執(zhí)行何種操作)、后跟一個問題（執(zhí)行該操作會產(chǎn)生何種結(jié)果）、可能的回答（每個步驟均參考另一個隔離步驟）。

5 結(jié)論

本文通過研究 S1000D標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)闡述了S1000D標(biāo)準(zhǔn)下故障的分類、故障報告、故障隔離程序的編寫原則。給出適合于 S1000D標(biāo)準(zhǔn)的飛機(jī)故障分析手冊的編寫方法。適用于所有武器裝備技術(shù)資料的數(shù)字化，基于該標(biāo)準(zhǔn)編制的手冊可在IETM系統(tǒng)上應(yīng)用，對推動武器裝備的信息化建設(shè)具有重要意義。