民用飛機預防性維修及S4000P標準剖析研究

馮蘊雯，陳俊宇，馬小駿，騰達，李健

（1.西北工業大學 航空學院，西安710072）

（2.中國商用飛機有限責任公司 科技委，上海200241）

（3.中航西飛民用飛機有限責任公司工程技術中心，西安710089）

0 引 言

預防性維修作為保持產品固有的安全性、可靠性、法律符合性及任務完成度的必要手段，可在產品隨時間發生退化時以運營商的經濟要求來實現產品本身性質損失的最小化，降低對環境完整性和法律符合性的影響。除此之外，預防性維修還可對產品的固有性能進行監測，進而向主制造商提供設計變更或改進所需的建議和信息以優化設計。

為了有效指導民用飛機預防性維修任務的制定與優化，1980年，美國航空運輸協會（Air Trans‐port Association of America，簡稱ATA）基于原先的維修大綱等文件為新型運輸類飛機推出了預定維修大綱制訂文件，即MSG-3［1-2］。MSG-3以可靠性為維修中心的思想，采取“自上而下”的故障結果分析邏輯方法進行維修任務的確定，避免故障發生以保持系統固有的可靠性水平。隨后，歐洲航空航天與防務工業協會（Aerospace and De‐fence Industries Association of Europe，簡稱ASD）綜合后勤保障規范委員會、美國航空工業學會（Aerospace Industries Association，簡 稱AIA）及ATA聯合開發并發布了S4000P《預防性維修制定與持續改進國際規范》［3］。該規范作為裝備交付階段預防性維修計劃的基礎［4］，提供了通用的預防性維修方法，協助主制造商、原始設備制造商（Origi‐nal Equipment Manufacture，簡稱OEM）和相關的監管機構制定初步的預防性維修任務需求（Pre‐ventive Maintenance Task Requirement，簡稱PM‐TR）、維修任務間隔類型、間隔值以及維修計劃（Operator Maintenance Plan，簡稱OMP），建立具有重復性和周期性間隔的預防性維修任務需求分析（PMTR with Repetitive Scheduled Intervals，簡稱PMTRI）。當所制定的維修計劃不適用于所分析的產品，可根據所分析的故障原因（Failure Cause，簡稱FC）和功能失效影響臨界度（Function‐al Failure Effect Criticality，簡稱FFEC）對產品進行重新設計。此外，可根據產品在役期間的經驗和數據積累通過在役維修優化（In-service Mainte‐nance Optimization，簡稱ISMO）來修改既定的PMTR。相較于MSG-3，S4000P與之保持相同的維修分析任務（系統分析、結構分析及區域分析），不同之處在于S4000P拓展了民用飛機的產品類型和全壽命周期的適用性，優化了初始預防性維修任務，提升了分析活動間的協調性、整合性和可追溯性，突破了MSG-3僅在產品設計開發階段的單個維修分析任務的局限性。除此之外，由S4000P分析所得的PMTRI可作為S3000L中LSA數據庫的來源，以支持產品的在役階段、LSA和支持工程分析階段三個階段的預防性維修活動。

為了展開S4000P在民用飛機中的應用，本文梳理預防性維修的研究現狀，對S4000P進行全方位地剖析，探究S4000P在預防性維修中的應用，解讀基于S4000P的預防性維修制定與優化流程，形成著力于民用飛機的預防性維修分析框架，以期為全生命周期的民用飛機預防性維修提供合理指導。

1 民用飛機預防性維修研究現狀

預防性維修是為降低產品故障的概率或防止功能退化按預定的時間間隔或按規定準則實施的維修。它以保證產品固有的安全性、可靠性、法律符合性以及最優化產品生命周期成本為目的，通過采取適當的措施將故障遏制在潛在故障時刻至退化為功能性故障時刻內。民用飛機作為一種運人載物的交通工具，其運營的安全性和經濟性為首要的要求，且民用飛機的飛行環境復雜多樣。因此，預防性維修在民用飛機整個生命周期中成為必不可少的要素。

在理論研究方面，已有相關成果。蔡景等［5］基于成組維修策略提出了民用飛機成組維修方案的優化模型，以優化維修任務間隔和維修費用；李強［6］采用不確定理論提出新型飛機結構的維修更新策略；周伽等［7］通過考慮故障間隔時間建立基于維修成本的飛機附件預防性維修間隔的優化模型；陳浩等［8］提出一種基于狀態的多部件系統非周期預防性維修計劃的優化方法；A.Barros等［9］研究了基于兩元件并聯系統下的不完備情形的維修策略；Zhang C X等［10］研究在隨機環境下對于具有腐蝕損傷特點飛機結構件的（N，T）周期更新策略；孔旭等［11］以實時數據為表征，在歸納預測性維修框架基礎上提出了航空器預測性維修技術自主化策略；R.Assis等［12］采用威布爾概率函數來描述因磨損而失效的關鍵部件的最佳檢測時間，提出了一種在條件預防性維修中設置檢查時間間隔的動態方法論；Zhu Xiaoyan等［13］考慮系統的可靠性、維護成本和剩余的使用壽命期內不確定的系統利潤，提出了基于剩余使用壽命和系統剩余利潤的預防性維修決策重要措施；王瑞琦等［14］針對單元失效服從威布爾分布的情形，考慮多單元聯合的預防性維修模式，構建了基于可靠性約束的大規模系統全壽命周期成本優化模型；李軍亮等［15］梳理了基于可用度的可修裝備預防性維修間隔優化的現狀，總結了相關要素、方法及間隔優化成果。上述理論研究成果分別立足于不同維修策略進行基于方法的預防性維修分析。

在工程方面，國外早期制定了MSG系列手冊并應用于B747系列、B737系列、B787系列、L-1011、DC-10、A 320系列和A 380系列等飛機。國內研究人員同樣也采用MSG-3分析流程用于制定直升機、教練機以及國產民用飛機中的ARJ21支線客機［15-20］。

自S4000P發布后，由于該規范的全壽命周期維修任務隨使用經驗和數據更新的思想符合現階段行業需求，國外民用飛機主制造商逐漸將預防性維修所依據的標準規范從MSG-3轉移至S4000P。當前，波音公司、空客公司與巴西航空工業公司等國外先進民用飛機主制造商已率先將S4000P應用于預防性維修任務的制定與優化，并開發了相關的預防性維修系統［15-21］。

國產民用飛機主制造商在預防性維修的制定依據仍停留在MSG-3，尚未根據S4000P進行預防性維修分析的更新，對S4000P的運用還停留在規范解讀和初步運用上。為盡快推進S4000P的應用進程，劉成等［22］探究了S4000P在制定民用飛機區域檢查任務方面的直接維修成本預計策略；王南松等［4］分析了S4000P中對標MSG-3的預防性維修任務工作流程及方法；劉靖宇［23］將S4000P標準的系統分析流程與船舶柴油機的預防性維修相結合以改進其原有的預防性維修方法；南雁飛等［24］以S4000P的ISMO流程為基礎，構建軍用飛機預防性維修任務優化邏輯；耿喆元［25］結合S4000P確定了偶然損傷的主要來源及其可能性等級評定。上述研究均局限于S4000P在某一方面的探索，未對S4000P規范的流程和方法有貫穿性研究。

2 S4000P規范剖析

2.1 S4000P編制目的及概述

S4000P開發的目的是幫助主制造商、原始設備制造商（Original Equipment Manufacture，簡稱OEM）和相關監管機構為正在開發的新產品制定具有間隔類型和間隔值的PMTR，以保持固有的安全性和可靠性水平、法律符合性。選擇進一步的后續PMTR和PMTRI，以滿足產品操作/任務可用性和實現運營商預期內的產品生命周期成本（Life Cycle Costs，簡稱LCC）。此外，基于運行數據和工程經驗開展ISMO以進行PMTR及其PM‐TRI的優化，在提高產品可用性的同時降低維護工作量。該規范內容共包括6章，其組成結構如表1所示。

表1 S4000P規范組成Table 1 Composition of S4000P specification

2.2 預防性維修業務流程

對應S4000P的開發目標，本文將從預防性維修業務流程、全壽命周期預防性維修分析活動、S4000P與ASD S系列規范的業務接口及術語、縮寫和首字母縮略詞進行剖析，如圖1所示。

圖1 S4000P規范各章節的關系圖Fig.1 The relationship of S4000P specification chapters

第一章“規范介紹”首先針對S4000P的開發歷史和可行性進行了說明，闡明了該規范主要用于主制造商、OEM及相關監管機構進行產品的預防性維修分析。該分析將預防性維修分析的制定與優化相結合的持續改進維護思想貫穿于產品的全壽命周期，區別于其他相關的規范或標準，并給出了S4000P與ASD S系列規范的交互關系（如圖2所示），該部分將于后面內容進行說明。

圖2 ASD S系列規范與S4000P的交互關系Fig.2 Interaction between ASD S-series specifications and S4000P

然后，以基于S4000P的預防性維修整個任務階段為主線，說明了S4000P開發的目的是提供基于運行數據與工程經驗的分析方法，用于開發具有間隔的PMTR，作為制定產品初始預防性維護計劃的基礎，并在產品適用階段持續改進預防性維護的流程；介紹了S4000P分析前的準備工作是準備和協調特定產品的制定政策與程序手冊，并對手冊的制備要求進行說明，要求各項分析職責明確、產品分析范圍全覆蓋、分析活動有支撐及分析信息皆包含；闡述了S4000P分析完成后所有PMTRI的打包和封裝規則，并以預防性維修任務包作為產品維修計劃技術出版物和S3000L的維修 任 務 分 析（Maintenance Task Analysis，簡 稱MTA）的基礎。

在預防性維修業務流程的最后部分介紹了管理預防性維修開發和改進活動的計劃指導委員會和執行活動的工作組各自的職責，以確保在產品的設計和開發階段基于S4000P的PMTR、PMTRI和ISMO的分析具有有效的管理和實施。

2.3 全壽命周期預防性維修分析活動

全壽命周期預防性維修分析活動分為初始預防性維修任務分析和預防性維修任務優化。

（1）初始預防性維修任務分析

S4000P中的第二章為“制定有間隔的PM‐TR”，設置此章的目的是為制定初始PMTR提供指導。初始PMTR的分析任務主要分為三部分：系統分析、結構分析及區域分析。

①系統分析

系統分析的邏輯如圖3所示，首先是與分析相關 候 選 項（Analysis Relevant Candidate，簡 稱ARC）的確定以及與分析無關的候選項（non-Anal‐ysis Relevant Candidate，簡稱non-ARC）的識別，該活動明確了ARC的數量，可減少系統分析工作。在確定ARC和非ARC之前，需要建立S1000D所規定的產品類型分解結構。然后，將分解后的候選項應用于如表2所示的問題中。當問題1和問題2的回答任一為“是”或問題1和問題2的回答皆為“否”但仍被要求設為ARC時，將分析中的項目定義為ARC，反之，則為非ARC，即該類項目不開展進一步的系統分析。

表2 ARC和非ARC的判定基準Table 2 Judgment criteria for ARC and non-ARC

圖3 系統分析流程概況Fig.3 System analysis process overview

ARC確定后的下一步工作是開展系統故障模式及影響分析（Failure Mode and Effects Analysis，簡稱FMEA），其結果將作為產品使用階段后期ISMO的重要基礎。與項目FMEA不同，系統FMEA是一種“自上而下”的故障模式與影響分析方法。系統FMEA評估為選定的ARC確定功能、功能失效 影響（Functional Failure Effect，簡 稱FFE）和FC。根據FMEA結果，必須根據如圖4所示的邏輯圖對每個FF的嚴重程度進行分類，并開展FC評估分析，如圖5所示。

圖4 FF分類邏輯圖Fig.4 FF categorization logic diagram

圖5 FC評估分析邏輯圖Fig.5 FC assessment analysis logic diagram

制定任務包括初始PMTR和對應的PMTRI。對于新開發的產品，由于該類產品沒有足夠的信息用于確定最佳的間隔，因此可為初始PMTR選擇較為保守的間隔，在使用階段采用ISMO分析進行PMTRI的優化。對于具有工程經驗的產品類型，要求PMTRI應介于潛在故障可被監測時刻至退化為功能性故障時刻之間。在完成系統分析時，需要將所有選定的PMTRI合并為一個系統的間隔。

②結構分析

S4000P中將所規定的產品結構定義為所有承載的構件。根據功能失效后果可將產品結構劃分為結構重要項目（Structural Significant Item，簡稱SSI）與包含維修相關的結構和非關鍵結構在內的非SSI。在定義SSI的PMTR初始間隔閾值時，將偶然損傷（Accidental Damage，簡稱AD）、環境損傷（Environmental Damage，簡稱ED）及疲勞失效（Fatigue Failure，簡稱FF）作為考慮的基礎，從而開展如圖6所示的結構分析。

圖6 結構分析邏輯圖Fig.6 Product structure analysis

首先，進行產品結構的區域定義和結構定義，并據此收集結構項的基本信息，如結構項繪圖樹、結構零件編號、規范數據、單個結構項的設計狀態和有關的信息。若備選結構為非SSI，由于非SSI的已發故障及其潛在故障導致的損壞不如SSI/SD上的故障或損壞嚴重，對于與維護相關的結構，必須選擇例行檢查及在預防性維護任務包期間的PMTR。對于非SSI中的非關鍵結構則采用一般目視檢查（General Visual Inspection，簡稱GVI），不需制定具有間隔的特定PMTR。

當所分析的結構為SSI時，需要記錄SSI在產品上的安裝位置和重要細節（Significant Detail，簡稱SD）的幾何尺寸。對于具有安全壽命設計原則的SSI/SD需要在預定的壽命限制之前更換和丟棄，并記錄于限壽產品清單中。未有安全壽命設計的SSI/SD則開展疲勞分析。其中，針對均質SSI/SD進行AD、ED及腐蝕防護方案（Corrosion Prevention and Control Program，簡 稱CPCP）分析，進而確定PMTR及PMTRI。最后，將所有結構分析結果進行合并。

③區域分析

在S4000P中，將產品幾何結構分為二維或三維區域。根據產品用戶和維護人員對該區域的可訪問性定義為從產品外部訪問受限的區域、從產品內部可訪問性有限的區域及無限制訪問的區域。在產品區域分析邏輯中將上述區域進行模塊化組合。模塊化組合如表3所示。

表3 區域分析模塊說明Table 3 Desciption of zonal analysis module

在S4000P的區域分析邏輯中，開展區域分析之前需要將產品劃分為具有精確幾何尺寸和清晰邊界的產品區域，并收集所選區域的相關數據和信息。對于ZAM 1，其PMTRI通常定義為GVI。分析區域為ZAM 2，需要考慮AD和ED所導致的區域損傷，在PMTRI制定中參考系統分析從而制定除GVI外的PMTRI。針對ZAM 3采用閃電/高強度輻射場（Lightning/High Intensity Radiated Field，簡稱L/HIRF）分析，由于其潛在的FFE對安全性和法律符合性產生了沖突，因此需對其定義獨立的PMTR。區域分析中的ZAM X可根據單個產品類型及其運營商特定的服務使用場景進行組合以涵蓋各個產品類型。

若區域分析結果為獨立的PMTR，將其傳輸至系統分析和結構分析結果中，以與上述兩個分析類型所得的結果相協調。若GVI被標準區域檢查所充分覆蓋，則集成預防性GVI而無需考慮系統分析和結構分析。

（2）預防性維修任務優化

S4000P中的第三章為“ISMO”，以改進產品“按開發和維護狀態”配置中的現有預防性維護計劃。ISMO的基礎來源于在產品服務階段時產生的多種信息源（技術輸入、數據、經驗、使用參數的變化、新技術、測試結果等）。針對每項PMTRI，ISMO對其進行測試，檢查原先已有的OMP是否滿足使用要求。并給出關于每個預防性維護任務的各種建議，例如維護任務刪除、間隔延長、維護任務替換，并為給出的每個建議提供理由。

采用ISMO流程所得經驗表明，通過考慮新的分析方法、新的維護技術、使用經驗等，ISMO有助于降低與認證相關的風險并提高產品在任務中的可用性。通過啟動產品服務階段后的兩個ISMO分析循環以展示產品在服務階段的ISMO優化原理，如圖7所示。

圖7 產品服務階段的ISMO循環Fig.7 ISMO loops during the product in-service phase

ISMO過程包括ISMO準備階段、ISMO分析階段和ISMO后續階段。在ISMO準備階段結束時，一組PMTRI必須是完整的，并且必須為每個單一的預防性維護任務收集足夠的背景信息。更新后的主任務列表（Master Task List，簡稱MTL）的數據和信息是ISMO分析階段執行后續工作的重要前提。ISMO后續階段可用于永久監控運行數據，以發現尚未確定預防性維護的項目的計劃外異常。

①ISMO準備階段

在ISMO準備階段中，可檢查是否存在有效的定期預防性維護任務的分析基礎以及該分析基礎的程序方面是否可以在技術上判定為“最新”，其邏輯分析圖如圖8所示。首先，在執行了原先的預防性維修計劃后輸入所有PMTRI，并將其列入計劃任務表中。當存在分析依據時，檢查產品在設計和開發階段定義并應用于產品的分析過程以審查分析活動的完整性。如果存在分析基礎并且根據預防性維護任務分析的新方法判斷為完整，則不需要額外的分析維護任務。當不存在PMTRI的分析理由時，必須確定是否需要進行完整或簡化的分析來開發這些PMTRI。不需要補充時，需要以書面形式對檢查結果進行證實和論證。

圖8 ISMO分析準備階段一Fig.8 ISMO analysis preparation phase（Sheet 1 of 3）

當補充分析要求被確定時，需要分析確定的PMTR是否已經列出，即計劃外的維修任務是否被考慮，如圖9所示。如果維修任務已經存在，則將維修任務的原有分類與潛在FFE的分析結果進行比較，并在必要時進行更正；如果維護任務不在列表中，則擴展列表以包括此維護任務以及分析工作中確定的間隔和FFEC。在此基礎上，將所有確定的PMTRI輸入至受影響的產品系統、SSI和計劃任務列表中，以支持ISMO分析階段的實施。

圖9 ISMO分析準備階段二Fig.9 ISMO analysis preparation phase（Sheet 2 of 3）

作為ISMO分析階段的準備工作，必須為每個PMTRI回答如表4所示的問題并記錄至計劃任務列表中，以闡明分析準備情況。當至少檢查并回答了如表4所示的問題1至問題4時，表明此PM‐TRI已準備好由ISMO分析階段開展分析。在IS‐MO準備階段全程記錄的計劃任務列表內容將成為MTL草案，如圖10所示。

表4 MTL草案判斷基準Table 4 MTL draft judgment standard

圖10 ISMO分析準備階段三Fig.10 ISMO analysis preparation phase（Sheet 3 of 3）

②ISMO分析階段

ISMO分析階段用于基于MTL草案對各個預防性維護任務開展詳細分析。ISMO分析階段的分析邏輯由模塊組成，模塊之間相互聯系如圖11所示。

圖11 ISMO分析階段的分析模塊概述/鏈接Fig.11 Overview/links of analysis modules for the ISMO analysis phase

在模塊一“任務關鍵性和適用性分析”中，對于已具備完整分析信息的系統，定義分析次序和檢查相關信息為后續分析活動提供支持。

模塊二“在役任務分析”為保養類PMTR提供是否需要更新的分析流程。其替代解決方案取決于其類型和相關的故障原因。因此，此類PMTR需要考慮FFEC、健康監控、日常維護任務或替代任務并行存在、設計變更和使用階段的工程經驗的影響。并根據上述影響結果，進行變更與否的決定。

由于分析的維護任務不是維修任務，在模塊三“功能性任務分析”開展前需要進行預防性檢查或功能測試。當滿足功能性任務分析要求時，補償此類維護任務的替代解決方案取決于維護任務類型和維護任務的故障原因。需要考慮FFEC、內置測試設備、健康監控、FC是否因為惡化或其故障趨勢、替代維修任務已存在或設計改進對該任務的影響；并據此判斷是否需要更新PMTR。

由于此分析的維護任務既不是維修任務，也不是檢查/功能測試（SSI檢查和區域檢查除外），必須確定這是否屬于設備/物品/零件更換（Time Change Items，簡稱TCI）和物品/零件/模塊/設備的大修以下預防性維護任務類型之一。對于TCI或大修任務，必須考慮FFEC、健康監控、預防性維修的有效性、是否存在更有效的預防性維護任務類型或具有間隔/間隔的任務組合以及是否存在潛在的有效設計改進，并基于分析結果進行任務變更的決定。

對于符合SSI檢查的維護任務，需要分析是否具有以下要求：設計方支持PMTRI延長、具有合適的SSI分析方法并用之正確分析、與其他PM‐TRI協調一致以及合理的PMTRI。在此基礎上，判斷是否需要變更PMTRI。

由于維護任務既不是維修任務，也不是檢查/功能測試、預防性更換/大修或SSI檢查，維護任務必須是區域檢查。如果操作人員/維護人員經常進入某個區域，則可以省略該區域的預防性GVI。此分析步驟必須證明維護任務只能限制在某些時間段內以及是否可以將間隔維護任務限制在產品樣本或設備/項目/區域/位置等樣本上。由此得出分析結果，并提出是否更改PMTRI的建議。至此，ISMO分析階段結束，并將結果向客戶、用戶和當局提交。

③ISMO后續階段

在制定初始PMTR期間的初始假設與后續制定OMP以及產品使用過程中的維修經驗之間存在多種偏差。因此，在確定和改進OMP中的預防性維護任務和間隔時，必須識別初始方法中未考慮的計劃外故障和使用損傷的累積。ISMO后續階段在保持與剩余維修任務一致的同時為計劃外故障確定了新的PMTRI，以確保以全壽命周期服務為導向的不同客戶的OMP的開發。ISMO后續階段可以與ISMO分析階段并行或稍后開始。在完成ISMO階段后，OMP中不應保留任何不適用、無效或沒有任何技術理由的PMTRI。

ISMO后續階段的分析邏輯為收集并評估故障、維護工單和其他產品運行數據經驗，當存在故障導致設備產生超過設計與開發所預估的維修任務時，且PMTR適用于已識別的FC，可開展初始PMTR分析，并判斷是否已存在替代任務。若替代任務無效或計劃外故障僅對運營成本產生影響，則應評估是否可以進行更新設計。

在根據S4000P進行的持續ISMO分析時，用戶可能會額外提出定期進行預防性維護任務的請求，此時采用ISMO分析階段邏輯進行確定，分析結果需通過局方批準。所有結果需被保留和記錄以保證ISMO分析的可追溯性。

2.4 S4000P與ASD S系列規范的業務接口

第四章“S4000P接口”中介紹了ASD S系列規范與S4000P規范之間的業務和數據接口，如圖12所示。作為ASD S系列中的規范之一，S4000P與S3000L共同實現優化和協調的產品保障。S4000P向S3000L提供預防性維修分析報告，為S3000L執行MTA&SMA提供基礎，并作為LSA數據庫的來源之一。此外，S2000M、S5000F和S6000T分別為LSA數據庫提供供應數據、反饋信息及培訓設備報告。S3000L中的LSA數據庫作為設計和開發保障資源需求的唯一信息源，涵蓋了產品的最新狀態，可作為S4000P開發PMTRI和開展ISMO的來源，并且LSA數據庫可為S1000D提供技術出版物支持。

圖12 S4000P與ASD S系列規范的業務接口Fig.12 S4000P and ASD S-series specification business interface

2.5 術語、簡寫和首字母縮略語

第五章“術語、簡寫和首字母縮略語”提供了在S4000P中出現的術語、簡寫與首字母縮略語的定義和解釋，為運用和分析S4000P提供基礎支撐，以達到讀者準確理解S4000P和規范行業術語的目的。

3 基于S4000P的民用飛機預防性維修分析框架

基于上述對S4000P規范的剖析，本文初步形成基于S4000P的民用飛機預防性維修分析框架，如圖13所示。

圖13 基于S4000P的民用飛機預防性維修分析框架Fig.13 Analysis framework of preventive maintenance ofcivil aircraft based on S4000P

基于S4000P的民用飛機預防性維修分析框架主要分為初始PMTR、制定PMTRI及優化IS‐MO，目的為實現全壽命周期的預防性維修分析。針對初始PMTR分析，根據分析對象類型選取相應的分析手段，包括系統分析、結構分析及區域分析。其中，系統分析通過識別ARC開展FMEA，基于FF分類和FC評估確定PMTR；結構分析以對象劃分作為實施前提，當研究對象為SSI項目時，若為限壽SSI應開展FD分析，反之開展AD/ED/CPCP分析進而確定PMTR。當研究對象歸類為非SSI項目，則將維護類型定義為GVI；在區域分析中通過區域劃分得到ZAM 1、ZAM 2和ZAM 3，ZAM 1的PMTR為GVI，后兩者則分別開展AD/ED和L/HIRF分析以確定各自的PMTR。

確定PMTRI的前提是制造商數據、使用場景參數以及可靠性數據的輸入，可為預防性維修模型提供建模的基礎。為了搭建PMTRI和使用需求的橋梁，采用仿真、機器學習、深度學習及代理模型等先進建模方法對輸入數據進行建模，并使用測試數據對模型進行驗證，衡量其在分析精度、利益攸關方及法律方面是否具有可行性。當滿足要求時，結合優化方法，如遺傳算法、粒子群算法、蟻群算法、模擬退火算法等，執行預防性維修模型的尋優分析，從而確定PMTRI。

初始PMTR及其PMTRI的確定和使用是開展ISMO的首要因素，與使用階段的運行數據共同構成了ISMO的基礎。在ISMO中將優化分析分為計劃外維修分析及現有維修任務分析兩類。由于計劃外故障未能在設計和開發階段考慮，暴露于使用階段，故需要開展初始PMTR分析。對于現有維修任務，其分析流程為：基于任務類型按次序依次判斷和執行任務關鍵性與適用性分析、運行任務分析、功能性任務分析、更換/大修分析、SSI分析及區域檢查，并以上述分析的結果作為是否更新初始PMTR及PMTRI的依據。當具有更新需求時，采用制定PMTRI的建模和分析流程。

綜上所述，S4000P為民用飛機預防性維修提供規范支撐，引入ISMO實現初始PMTR的全壽命周期優化，規范民用飛機預防性維修計劃制定流程，為民用飛機提供了科學的維修分析指導。

4 結束語

預防性維修是民用飛機運行支持必不可少的部分，其開展的合理性決定了民用飛機的使用壽命和運營能力。S4000P作為支撐預防性維修任務制定及優化的前沿性規范，為合理開展民用飛機預防性維修研究提供了指導。

本文通過剖析S4000P規范對于預防性維修的業務流程、全壽命周期預防性維修分析活動、S4000P與ASD S系列規范的業務接口以及相關術語，為民用飛機預防性維修分析提供了改進現有分析機制、提升分析水平及完善分析流程的參考，有利于建設維修與設計制造并駕齊驅的良好局面，進而推進國產民用飛機行業的發展。探究基于S4000P的民用飛機預防性維修分析流程，建立集成初始PMTR與ISMO的預防性維修分析框架，為運行支持大背景下的民用飛機預防性維修制定與優化提供發展方向，有利于促進民用飛機預防性體系的構建。