基于S1000D的故障分析手冊標準研究

王 偉

(中航西安飛機工業集團股份有限公司，陜西 西安 710089)

0 引言

由中國人民解放軍總裝備部批準發布的《飛機故障分析手冊編制要求》（GJB5564）對故障分析手冊的編寫內容、編寫方法都有具體規定，對故障現象的描述和故障分析程序的編寫有詳細的要求。國內民機（新舟60）已根據GJB5564編制了相應的故障分析手冊。國內軍機方面，技術資料研制階段由于缺少外場經驗和實踐數據，故障分析手冊一般不作為研制總要求的項目，因此國內軍機項目大多沒有編制故障分析手冊。隨著部隊備戰打仗的需求日益迫切，飛機綜合化、信息化程度不斷提高，部隊戰訓任務增多，現有技術資料不能滿足部隊用戶日益增長的使用維護需求，近年來在軍方機關的主導下，軍機已陸續開始編制故障分析手冊。但是，近些年應用S1000D技術標準的交互式電子技術手冊[1-5]（IETM）已逐步交付用戶使用，而現有的《飛機故障分析手冊編制要求》（GJB5564）并沒有考慮到 S1000D對數據結構、信息碼、隔離程序等的要求，因此GJB5564不能適用于基于 S1000D的飛機故障分析手冊的編制。本文給出 S1000D標準的飛機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、損傷或飛機系統或非結構部件的不正常狀態。故障是指系統功能失效，區別于結構部件的損傷。

根據 S1000D標準規定，故障類信息內容包括故障報告信息和故障隔離信息。故障報告信息是獨立的文件，包含空勤人員和地勤人員認可的故障清單。故障報告提供技術數據，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現的所有故障。

故障隔離信息屬于非預定維護類信息。針對非預定維護信息中除結構損傷之外的飛機系統或部件在空中、地面發生/發現的故障現象進行隔離和排除。故障隔離信息與下述信息集相關：

（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數據

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

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

2 基于S1000D標準的故障分類

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）、關聯的故障（correlated faults）。下面對這四類故障詳細說明。

（1）隔離的故障

隔離的故障是能被監控系統檢測并隔離的故障。隔離的故障通常顯示在EICAS顯示器上，大多情況下，中央維護計算機（CMC）給出了隔離的故障的相應維修信息。

（2）檢測的故障

檢測的故障是能被監控系統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，中央維護計算機（CMC）給出了檢測的故障的相應維修信息。

與隔離的故障的區別：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組或維護人員發現的故障。觀察的故障不在EICAS顯示器上顯示，它是通過機組或維修人員感知，中央維護計算機（CMC）可能會給出相應的維修信息。

（4）關聯的故障

關聯的故障是能被監控系統檢測、過濾、分組的一組故障，關聯的故障不應包含在其他類型的故障中。關聯的故障通常顯示在EICAS顯示器上，大多情況下，中央維護計算機（CMC）給出了相應的維修信息。

3 故障報告

故障報告提供的技術數據以使受過訓練的飛行機組人員能很容易地識別和分析飛機的故障并將它準確的傳遞給地面維修部門。

故障報告的主要內容包括以下部分：隔離的故障清單、觀察的故障清單、關聯的故障清單、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控系統檢測并隔離的故障。這些數據模塊列出所有與隔離的故障相關的信息，且必須列于系統層級。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/或更為詳細的描述；

（f）故障隔離程序：恢復飛機到正常狀態的糾正措施，如無信息，發布為“參見相關維修信息”。

（2）檢測的故障（detected fault）清單

檢測的故障是能被監控系統檢測并自動存儲的故障。這些數據模塊列出所有與檢測的故障相關的信息，且必須列于系統層級。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組或維護人員發現的故障。這些數據模塊列出所有與觀察的故障相關的信息，且必須列于系統層級。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象（警告描述和出現故障的條件）；

（c）故障隔離程序：恢復飛機到正常狀態的糾正措施。

（4）關聯的故障（correlated fault）清單

關聯的故障是一組能被監控系統檢測、過濾、分類的故障，具有唯一的對故障隔離程序的參引。關聯的故障清單列出所有與關聯的故障相關的信息，其內容來自于各系統的關聯的故障數據模塊，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/或更為詳細的描述；

（e）關聯故障信息：包括相關的故障代碼和相關的故障信息文本；

（f）故障隔離程序：整個關聯故障的隔離信息。

（5）故障代碼索引（fault code index）

故障代碼索引是按照數字順序進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。其內容來自于各系統的隔離故障模塊、檢測故障模塊、觀察數據模塊、關聯故障數據模塊。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字順序進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。其內容來自于各系統的隔離故障模塊、檢測故障模塊、觀察數據模塊、關聯故障數據模塊。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）

故障隔離程序為維修人員隔離故障和確定糾正措施提供技術支持，故障報告中的每條故障，均應有相應的故障隔離程序。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）一個故障現象對應一個唯一故障代碼；

（2）一個維修信息對應一個唯一維修信息代碼；

（3）一個故障現象可以有對應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象相關；

（5）一個故障現象可以有一條故障隔離程序，也可以無（故障現象對應多個維修信息），此時每個維修信息對應一個故障隔離程序；

（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，故障隔離程序的技術名應為維修信息代碼；但是故障現象本身也可能有對應的故障隔離程序；

（7）如果沒有維修信息，那么，故障隔離程序與故障現象（代碼）是一一對應關系。故障隔離程序的技術名應為故障代碼；

（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，并提供對故障項目進行隔離的診斷途徑。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確隔離，則一個隔離程序可用于若干故障代碼。

故障隔離應當進行到更換設備或者能夠在飛機上完成的其他工作，即檢修線路、插件的更換或調節。通常參見線路信息集或維修程序。線路信息中的框圖、系統原理圖、接線圖等內容以幫助用戶更好地理解飛機系統。

盡管特定信息通常同若干不同數據模塊相關，每個數據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據模塊。

在一個給定的恢復工作（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故障隔離信息集中識別故障隔離數據模塊。

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

（4）準備工作：提供執行故障隔離程序前的操作前準備信息；

（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構化的隔離步驟描述。各個故障隔離步驟均需包含：操作(須執行何種操作)、后跟一個問題（執行該操作會產生何種結果）、可能的回答（每個步驟均參考另一個隔離步驟）。

5 結論

本文通過研究 S1000D標準，詳細闡述了S1000D標準下故障的分類、故障報告、故障隔離程序的編寫原則。給出適合于 S1000D標準的飛機故障分析手冊的編寫方法。適用于所有武器裝備技術資料的數字化，基于該標準編制的手冊可在IETM系統上應用，對推動武器裝備的信息化建設具有重要意義。