淺議航空維修技術資料管理系統

劉華燕

摘要：針對航空維修技術資料數據量龐大且更新變化速度較快，不易統一、高效管理以及快捷、準確使用等問題，提出一種基于中臺框架的航空維修技術資料管理系統，簡要闡述了該系統的架構，對其設計思路和實現方式進行了說明。性能分析和對比驗證證明了該系統的可靠性和高效性。

關鍵詞：航空維修；資料；中臺；性能分析；對比驗證

Keywords：aviation maintenance；data；middle station；performance analysis；comparative verification

0 引言

進入21世紀，中國經濟飛速提升，中國民航業迎來了蓬勃發展時期，雨后春筍般涌現的航空企業極大地豐富了我國的航空運輸市場。為適應市場發展的需求，航空企業紛紛購買或租賃了大批客貨運飛機，飛機數量的增長所產生的航空維修技術資料也日益增多。

航空維修技術資料是飛機在使用、維護、檢查、大修、測試等例行或非例行實施工作中唯一的適航依據，包括波音公司、空客公司、GE公司、霍尼韋爾公司等飛機、發動機及機上各種部件生產公司提供的Illustrated Parts Catalog、Maintenance Manual、Maintenance Planning Data、Engine Data、Task Cards等，還有航空企業針對不同類型飛機制定的且滿足適航要求的持續適航維修方案、標準等維修技術資料。維修資料管理的傳統模式是專業技術人員通過協議公司網絡下載維修技術資料，對其進行分類整理后存儲在紙張、膠片、光盤等介質中，下發分公司和使用部門。傳統介質存儲資料面臨的問題是：介質數據存儲量小、查閱不方便，印刷、刻錄、運輸、交接等環節繁瑣、成本高、不確定因素較多，管理效率低等。因此，采用信息系統對航空維修資料進行管理的方式進入人們的視線。

文獻[1]～文獻[4]分別描述了航空公司對維修技術資料的管理業務流程，采用搭建信息化平臺的方式對資料的管理進行了相應研究，但因資料的數量巨大且更新變化速度較快，該研究成果存在一定的局限性。針對上述不足，本文提出一套基于中臺框架的全新航空維修技術資料管理系統，并對其特點進行分析，闡述軟件研發和信息化建設對企業在各個管理環節、數據整合、工作流程建立、責任分配、系統集成、大數據分析等方面取得的突出成績。通過對比分析，體現該系統低成本、高效率的優勢，完善了傳統的物理管理模式存在的問題，達到降低企業投資、提高工作效率的發展目的。

1 系統總體架構

本文提出的航空維修技術資料管理系統采用先進的中臺技術[5]搭建，系統總體架構分為業務前臺、中臺層及數據后臺三部分。業務前臺由系統門戶和波音、空客等公司資料模塊、協議公司模塊和附件CMM模塊等三個業務模塊構成；中臺層集成系統開發套件、數據治理平臺和用戶認證中心；數據后臺為大數據基礎設施及存儲平臺，如圖1所示。系統將波音、空客公司的維修技術資料，協議客戶的相關維修手冊及附件（Component Maintenance Manual，CMM）資料統一放置于數據后臺的數據庫中，并通過數據中臺層的數據治理平臺對所有資料進行分類整理并鏈接至前臺相應業務模塊。同時，中臺層提供了用戶認證功能，使用者通過統一的門戶進入登錄界面，系統通過分配給用戶不同的權限，提供相應用戶需要的資料。

2 系統設計與實現

2.1 業務前臺

航空維修技術資料管理系統業務前臺與傳統B/S結構信息系統[6]的前端功能類似，除具備系統首頁、登錄界面、附件手冊下載鏈接、主功能菜單、查詢列表、任務通知等通用功能外，還根據具體的業務需要，搭建了波音空客資料、協議公司和附件CMM等業務子模塊。

波音空客資料模塊功能包含航空器資料上傳、下載、查看、資料查詢等；協議公司模塊實現用戶通過查詢協議公司、航站名稱，查看或下載其他公司的相關資料；附件CMM模塊提供與資料相關的檢查單、業務規章等附件的查看、下載功能。各業務模塊間均有跳轉鏈接，用戶可通過點擊鏈接跳轉至相應資料頁面。系統業務前臺使用流程如圖2所示。

通過圖2可知，用戶在登錄系統后，根據其所分配的權限（管理員或普通用戶）可進行相應的業務操作，具體步驟如下：

1）管理員登錄后，首先對系統中已有的資料文件進行查看與管理（歸類，刪除冗余等）；

2）管理員可將新資料上傳至航空維修技術資料系統中進行更新；

3）管理員可對CMM附件模塊中的資料附件、模板等進行更新（上傳新附件、刪除已有附件等）；

4）普通用戶可瀏覽或檢索系統首頁上的資料；

5）普通用戶可選擇進入波音空客資料模塊查看、搜索、下載相關資料，或選擇進入協議公司模塊通過查詢系統內關聯的公司名稱進行下載或查看協議公司的資料；

6）普通用戶可進入CMM附件模塊進行相關附件、模板等的查看、下載等。

本業務前臺實現思路是：將文件查看、查詢、下載等業務邏輯集成、封裝并與中臺層的開發套件關聯，滿足業務需求；將數據交換、接收傳遞等功能下沉至中臺層的數據治理平臺；系統界面、UI設計采用HTML5+CSS3腳本模式編寫，界面滿足自適應功能，使用戶能夠在PC端及移動端同時訪問。

業務前臺界面如圖3所示。

2.2 中臺層

中臺建設的核心在于提高數據共享能力，打通業務應用與數據表鏈路，接口規范化定義[6]。航空維修技術資料管理系統的中臺建設秉承代碼封裝、接口復用、與前臺業務緊密結合的原則，將波音空客資料模塊、協議公司模塊和附件CMM模塊的文件可視化呈現、資料采集、下載和查詢等功能利用統一代碼、多態接口予以實現，在一定程度上降低了開發成本，提高代碼的利用率。

1）開發套件：此模塊為集成數據查詢、下載等功能的標準化中間件，是針對不同前臺業務提供代碼封裝和多態呈現的集成平臺；

2）數據治理平臺：此模塊為航空維修技術資料管理系統內的數據提供冗余篩查，重復判斷的功能；

3）用戶認證中心：此模塊實現用戶訪問權限管理、賬號密碼管理的功能。

2.3 數據后臺

航空維修技術資料管理系統數據后臺的主要功能是對上傳到系統中的資料進行存儲，并對其使用情況進行分析統計。

1）航空維修技術資料以往均以Excel表格形式存儲，表格樣式、數據類型等缺乏規范化管理。本系統數據后臺通過數據庫建設，統一規范了固定的表格樣式，提高了文件的可讀性及可操作性。以資料MPD COMPLIANCE為例的數據存儲格式如表1所示。

2）數據后臺采用行為事件分析的數據模型[7]，針對用戶注冊、登錄系統、瀏覽資料頁面、下載資料等進行統計分析，該模型具有強大的篩選、分組和聚合能力，邏輯清晰且使用簡單，可以較好地挖掘用戶感興趣、使用頻率較高的資料，對于系統內資料的維護及開展維修業務具有較強的指導意義。

3 系統性能分析與對比驗證

3.1 性能分析

1）可用性：航空維修技術資料管理系統實現的功能集中于資料的管理、查詢、下載方面，業務類型較統一，代碼結構簡單，系統的開發、使用和維護都較為簡潔、便利，總體而言系統的可用性較強。

2）有效性：航空維修技術資料管理系統依據用戶使用權限，由管理員進行資料的上傳、更新、刪除等管理操作，普通用戶僅具備資料查看、檢索和下載的基本功能。該系統中臺層各模塊分別實現業務邏輯、數據管理、賬戶管理等功能，數據后臺承擔數據存儲和分析的工作，在一定程度上避免了業務邏輯交叉、功能冗余的可能，系統總體有效性較好。

3）數據分析性能：航空維修技術資料管理系統在數據庫中為各類資料建立分類索引，數據后臺的事件分析數據模型對資料數據進行了聚類，更利于掌握文件數據的訪問頻次、重要性等屬性，方便系統管理員根據數據統計結果對資料進行管理。

3.2 使用情況分析

航空維修技術資料管理系統在投入使用后，通過與傳統介質存儲方式進行對比，可以得出目前各存儲方式的使用比例和文件處理效率的情況。

由圖4可知，航空維修技術資料管理系統在投入使用后，相比傳統介質管理維修資料（紙張、光盤、膠片等）方式在文件處理效率和使用比例上都占有很大的比例，主要原因在于信息系統相對傳統存儲介質而言實時性、可編輯性和存儲時效性都有了大幅提高，更加方便資料管理人員進行相關操作。因此，系統投入使用后得到了很多管理人員的青睞。

3.3 對比分析

將部署在同一服務器上的新建航空維修技術資料系統與其他公司已有的航空維修技術數據管理系統進行系統響應時間和數據處理準確性分析對比，通過數據對比更好地評價系統的總體性能。系統運行環境及配置情況如表2所示。

1）數據處理速度對比

利用Rational Functional Tester（RFT）自動測試工具分別統計兩個系統的查詢響應時間和頁面跳轉時間，分別對這兩個系統的500、1000、1500、2000、2500和3000次查詢響應時間、頁面跳轉時間求和，作為對比系統數據處理速度的指標。在Rational Functional Tester測試工具上編輯腳本的核心偽代碼如圖5所示。

對兩個系統若干次的查詢響應時間和頁面跳轉響應時間的合計值進行統計，如圖6所示。

由圖6可知，隨著查詢次數和跳轉次數的疊加，兩個系統的查詢、跳轉響應時間均呈逐步上升的態勢，且整體上升趨勢較平穩。但航空維修技術資料管理系統在資料查詢和頁面跳轉的響應時間上均比其他的航空維修技術管理系統較為快速，主要原因是航空維修技術資料管理系統采用了中臺架構，數據查詢由中臺層的數據治理平臺完成，頁面跳轉由中臺層的開發套件模塊完成，功能模塊各司其職，為提升數據響應速度創造了有利條件。

2）文件處理正誤率對比

分別對兩個系統做100、200、300、…、500次文件上傳和下載的操作，將下載后的文件與原始文件進行比較，過下載后的文件數據與原始文件的差異性判斷各系統對文件數據處理中的準確率與失誤率，并進一步推斷各系統的穩定性和有效性。

由圖7可知，隨著文件上傳下載次數的增加，兩個系統的文件處理準確率均呈下降態勢并趨于平穩，失誤率則呈上升態勢亦趨于平穩。航空維修技術資料管理系統的文件處理準確率高于其他航空維修技術管理系統，失誤率更低，主要原因是系統在數據后臺為不同類型的資料建立了相應的數據庫表格版式，更利于數據的存儲、匹配。

綜上所述，航空維修技術資料管理系統的可用性與有效性較好，且具備良好的數據響應速度和文件處理能力。

4 結論

本文簡要闡述了基于中臺技術的航空維修技術資料管理系統的設計思路和實現方式，并對其進行系統性能分析和對比檢驗，證明該系統具備良好的有效性和可行性，目前已經成為維修資料存儲和管理的主流方式，系統在數據響應速度和文件處理能力處于領先地位。

參考文獻

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