民用飛機維修手冊驗證方法研究

張雅杰，曾慶林，王宏朝，沈萍，涂志琦，周寅秋

（上海飛機客戶服務有限公司技術出版物部，上海200241）

0 引 言

驗證是技術出版物質量控制的重要環節，驗證的核心在于對技術出版物的內容準確性進行確認［1-2］，其中最為典型的是飛機維修手冊（Aircraft Maintenance Manual，簡稱AMM）的驗證，AMM驗證程序可在飛機生產線、試飛飛機和維修車間等多場景下進行驗證，驗證應覆蓋從手冊間參引的準確性、維修環境的適用性，以及程序中每個步驟的合理性、每個參數的正確性等所有程序內容的細節［3-5］。

國外在航空航天領域對技術出版物的質量非常重視，技術出版物開發過程中需要對技術內容的準確性和完整性進行書面審查，交付客戶前組織專門的驗證人員再進行操作驗證。20世紀90年代，美國航空運輸協會在ATA 100規范中對飛機制造商編制的技術資料提出驗證要求［6］，2005年發布的ATA 2200規范中仍保留手冊中的驗證要求［7］；美國聯邦航空局（FAA）通過2001—2002年期間的專項技術出版物問題調查，發現技術出版物質量是運營人和制造商關注的重要因素［8-11］。為了使維修程序可以更高效、更安全地執行，國外飛機制造商在技術出版物開發過程中，不斷改進技術出版物的質量控制流程，更加重視對維修程序的驗證［12-14］。歐洲航空宇航協會在2003年發布的技術出版物國際規范S1000D版本2.0［8］及后續版本都涵蓋了技術出版物的質量控制要求，其中核心內容是提出了書面驗證（Table-top Verifica‐tion）和操作驗證（On-object Verification）兩種驗證方法。

國內民用飛機維修手冊驗證工作尚處于摸索階段，2014年中國民用航空局發布了《航空器的持續適航文件》（AC-91-11）［15］和《航空器制造廠家運行支持體系建設規范》（MD-FS-AEG006）［16］，對國產民用飛機持續適航文件內容驗證提出了要求。在民用飛機技術出版物驗證方面，國內飛機制造商和相關研究機構積極開展技術研究和驗證實施工作［17-18］。

國內各民用飛機制造廠家雖然都意識到AMM驗證的潛在好處，已經按照局方的要求開展驗證，但是手冊驗證效果不能令人滿意。舉例來說，某型號飛機在交付運營初期時，AMM存在程序缺失、程序錯誤、程序不適用于航線維修環境、程序中地面設備缺失、航材信息錯誤、耗材不適合外場使用等問題，飛機出現故障無法按程序步驟順利操作開展維修，導致該型號飛機在交付運營后的低可用性和高維修成本，影響國產民用飛機運行和競爭力。造成這一現象的根本原因是：首先，缺少體系化的驗證技術方法、驗證技術要求和驗證管理流程；其次，手冊驗證工作往往要給各種其他飛機研制工作讓步；再次，新研制型號設計更改較多，甚至在飛機交付前也會有一些影響手冊內容的設計更改必須在交付前落實，而飛機交付進度的壓力最終是要求壓縮AMM手冊驗證本應分配的資源和時間，這些方面都使得AMM手冊驗證不充分。如何爭取AMM驗證預算和時間安排資源，有效利用各類驗證資源，選擇合適的驗證時機，保證維修程序驗證效果，避免交付客戶后因維修程序問題帶來高昂維修成本和潛在的維修差錯代價是當前國產民用飛機制造商面臨的難題，因此開展國產民用飛機維修程序驗證技術方法深入研究具有重要意義。

本文通過總結國產民用飛機維修手冊驗證的實踐過程，進一步細分S1000D標準中的操作驗證方法，提出評估/模擬驗證方法及其四類子方法，并進行實例驗證。

1 驗證方法及其適用范圍

1.1 書面驗證方法

1.1.1 書面驗證方法介紹

書面驗證方法是通過對比維修程序與工程文件的一致性和完整性，對維修程序內容進行檢查，工程文件包括但不限于經批準的設計圖紙、設計文件、各類維修分析報告。通過書面驗證可確認維修程序內容對飛機/系統/零部件描述完整，內容與工程文件一致，符合維修工程分析和運行工程分析意圖且技術上準確。

1.1.2 書面驗證方法適用范圍

所有新編的程序內容都需進行書面驗證，修訂的程序根據程序修訂情況按需進行書面驗證。

書面驗證人員不得是程序編寫人員，根據飛機制造商內部組織情況，可以由具備維修經驗的驗證人員、設計人員、維修工程分析工程師、飛行運行工程師、客戶支援人員等開展驗證工作。充足的書面驗證是操作驗證和評估/模擬驗證的前提。

1.2 操作驗證方法

1.2.1 操作驗證方法介紹

操作驗證是按照維修程序所要求的步驟順序在飛機/系統/零部件上進行操作而開展的驗證。操作驗證應確認與運營人的維修場景一致。

操作驗證包括以下兩類子方法。

（1）維修使用驗證子方法：飛機試飛期間，日常勤務工作、試飛維修定檢工作和部分試飛排故工作，要求維修人員依據飛機維修程序從事維修工作，以“用中驗”的時機來驗證維修程序。

（2）維修專項驗證子方法：利用飛機停場時機，專門以驗證為目的而安排的維修實施工作，依據飛機維修程序或相應工卡在飛機上執行實際操作。

1.2.2 操作驗證方法適用范圍

維修使用驗證子方法和維修專項驗證子方法都是按照AMM的程序在飛機上實際進行操作，驗證效果是相同的。與維修專項驗證子方法相比，維修使用驗證子方法可節約飛機停場時間、驗證資源準備和驗證實施等人力成本以及驗證耗材消耗成本，但是其適用范圍有限，僅試飛維修要求對應的定期維修程序、試飛使用準備和勤務等程序有機會使用，即這些程序可采用維修使用驗證子方法開展驗證。維修專項驗證一般是擇機驗證，根據飛機試飛試驗計劃制定合理的驗證計劃，采用維修專項驗證的程序需擇機穿插在飛機試驗階段、試飛停場階段、試飛改裝階段和功能可靠性試飛階段。

操作驗證主要有以下兩類子方法。

（1）適合維修使用驗證子方法

適合維修使用驗證子方法的程序包括：試飛維修要求中需執行的離位拆裝、潤滑、檢查、測試和調整程序；常用的勤務程序、航前/航后維護程序和系統操作程序；因排故需要執行的拆卸、安裝、測試、調整程序。

需要注意的是，由于試飛機可能存在軟件/硬件構型特殊等原因，試飛期間的排故可選擇性使用維修程序，并非所有的試飛排故都可按照維修手冊的程序執行。

（2）適合維修專項驗證子方法

適合維修專項驗證子方法的程序包括：接近步驟或主程序步驟較復雜的維修程序；需要外界條件支持才可實施的維修程序（例如塔臺、地錨等外界條件）；維修程序中涉及交聯系統較多的維修程序；部件級操作和功能測試程序；維修用的專用工具設備與生產線工裝有較大差異的程序。

維修專項驗證子方法實施必須由具備飛機維修經驗的人員進行操作驗證，某些特定的程序需要具有相應資質的人員實施，例如無損檢測，此時需要負責驗證的人員在現場目擊程序實施過程。

試飛飛機停場期間是維修專項驗證的重要驗證時機，可適當選擇維修程序開展驗證，但必須要求評估驗證工作不能對飛機試飛構成干擾和對飛行安全造成影響。

1.3 評估/模擬驗證方法

1.3.1 評估/模擬驗證方法介紹

操作驗證是驗證維修程序可用性最有效的方法，但是由于安全性和經濟性的限制，有些維修程序草稿［16］沒有在飛機上進行實際操作驗證的價值，或者有些維修程序草稿交付客戶前在主制造商的研制批準飛機上沒有合適的驗證機會，需要采用擴展的操作驗證方法來驗證程序，即通過評估/模擬的驗證方法同樣可以達到驗證程序可用性的目的。

評估/模擬驗證主要有以下四類子方法。

（1）專家評估驗證子方法：由具備維修經驗的專家，結合型號飛機相應系統的設計特點，根據維修經驗審查維修程序是否滿足維修適用性、是否考慮客戶的運行約束、是否滿足飛機維修目的，分析識別程序存在的可用性問題。

（2）相似性評估驗證子方法：通過與已經驗證過的程序或航線運行使用過的程序進行比較，檢查維修程序內容，對于安裝在飛機不同位置的相同零部件或相似件，其接近方式及裝配關系基本相同、相似或對稱，其中任意一項零部件拆卸/安裝程序通過驗證后，其他零部件的程序通過與已經驗證過的程序進行比較，檢查程序內容；對于依據發動機手冊（EM）或部件維修手冊（CMM）編制的大部件分解航線可更換件拆卸/安裝程序，程序的實施在飛機原位和離位情況下差異較小，這些程序主程序部分已經在部件/發動機車間完成驗證，對比EM或CMM內容檢查主程序步驟，準備工序和接近步驟通過其他方式補充驗證；零部件與相似機型相同，相似機型的程序在航線運行使用后認為是正確的，通過比較零部件拆卸/安裝程序，確認程序內容。

（3）機上評估驗證子方法：通過在飛機原位，接近飛機上的設備、系統，由具備維修經驗的驗證技術人員觀察實際零部件和系統的安裝情況，模擬執行程序來評估維修程序內容，而沒在飛機上實際執行操作。

（4）結合生產評估驗證子方法：在飛機總裝/部裝生產線、試飛改裝機庫、系統供應商發動機/部件生產車間，按照裝配文件生產的過程中，驗證人員在現場觀察生產和改裝工作的實施過程，模擬執行維修程序來評估程序內容的可用性。

1.3.2 評估/模擬驗證方法適用范圍

四種評估/模擬驗證子方法驗證相對實際操作驗證方法驗證成本和周期低，另外對于飛機損傷和故障修復的程序不能完全按真實維修環境要求在新飛機上進行操作驗證，例如艙門拆卸安裝等復雜的程序，試飛期間安排專門的操作驗證實施難度大，只能采用模擬/評估方法驗證。不同的程序類型和程序內容需要選擇不同的模擬/評估方法進行驗證。

（1）專家評估驗證子方法

①維修程序中涉及飛機條件的要求是否合適，能保證飛機、人員、設備安全以及程序步驟可執行，且沒有冗余的飛機頂起、供氣供壓等飛機條件要求。

②維修程序中涉及機場條件是否合適，能保證維修程序的順利進行且沒有缺失或冗余的要求，如風速限制、不能在機庫中操作場地條件要求、整點做測試時間要求、塔臺支持、溫濕度等特殊環境條件。

③維修程序中涉及發動機開車狀態要求是否合理。

④維修程序中涉及的停機坪設備、GSE通用性、耗材可采購性。

⑤維修程序中液壓管路、空調管路等滲漏標準是否缺失，內飾件、支架機構部件、結構密封件、環控內飾易損件、動力系統易損件、火警探測器等損傷標準是否缺失。

（2）相似性評估驗證子方法

①零部件為安裝在飛機不同位置的相同件或相似件，其接近方式及裝配關系基本相同、相似或對稱，其中任意一項零部件拆卸/安裝程序通過驗證后，其他零部件的程序通過與已經驗證過程序進行比較檢查程序內容。

②依據發動機手冊（EM）或部件維修手冊（CMM）編制的大部件分解航線可更換件拆卸/安裝程序，程序的實施在飛機原位和離位情況下差異較小，這些程序主程序部分已經在部件/發動機車間完成驗證，對比EM或CMM內容檢查主程序步驟，準備工序和接近步驟通過其他方式補充驗證。

③零部件與相似機型相同，相似機型的程序在航線運行使用后認為是正確的，通過比較零部件拆卸/安裝程序，確認程序內容。

（3）機上評估驗證子方法

①05章的特殊事件檢查程序、10章的停放和系留程序［8］。

②各系統章節的部分修理程序；放飛偏離指南中的維修實施程序。

（4）結合生產評估驗證子方法

①在飛機總裝過程中，對于零部件安裝程序有對應的裝配大綱，且經過對程序的維修場景分析，準備工序和接近步驟無需操作驗證的程序，或者準備工序和接近步驟參引的程序在其他程序已經驗證過。

②安全敏感系統，如機組氧氣系統航線可維護件更換程序。

③拆裝后間隙調整有風險部分的程序，例如艙門拆裝、調整程序。

④接近工作量較大的部分結構，檢查程序中接近步驟。

⑤總裝功能試驗開展涉及的系統測試和調整程序。

⑥發動機或系統供應商大組件/部件上航線可維護件拆卸、安裝程序，這類程序要在系統供應商生產車間驗證，委托發動機供應商/系統部件供應商負責現場觀察生產過程，或主制造商負責手冊驗證人員前往生產車間現場觀察生產過程。

對于沒有合適時機進行操作驗證的程序可以選擇上述四類子方法中的一類方法或者若干類方法組合進行驗證。例如，機載設備上的零部件維修程序，接近方式可進行機上評估，主程序步驟可采用與部件維修手冊對比的等效評估方式驗證。

與維修專項驗證類似，結合生產評估和機上評估驗證子方法也是擇機驗證，根據飛機試飛試驗計劃隨時調整、制定合理的結合生產評估和機上評估驗證計劃，采用這兩種方式的維修程序驗證需要擇機穿插在飛機部裝階段、總裝階段、試飛停場階段、試飛改裝階段和功能可靠性試飛階段進行。

2 驗證方法應用及實例

2.1 驗證方法應用

以某型飛機的AMM驗證實施為例，AMM規劃數量5 767項，對驗證過程通過表單（如表1所示）的方式進行管控，并對驗證所發現的問題進行總結。一個驗證階段（626項）中的典型問題數據統計如圖1所示，通過對典型問題的分析，有針對性地進行彌補，提高飛機維修程序的質量。

表1 驗證記錄表T able 1 Verification record chart

圖1 典型問題數據統計結果Fig.1 Statistical results of typical problem data

2.2 書面驗證實例

針對某型號燃油通氣浮子閥安裝程序（XXXA-28-12-02-00A-720A-A）的書面驗證，發現程序草稿的口蓋信息與需要拆卸的外翼油箱口蓋號522JB不一致。

通過書面驗證可以檢查程序內容與工程文件不符合的問題。

2.3 操作驗證實例

實例1：某型號導航系統測距器天線故障后更換，對測距器天線拆卸程序（XXX-A-34-52-03-00A-720A-A）進行維修使用驗證，發現設備自帶的密封圈在AMM中未提到，AIPC中也缺失，由于該密封圈屬于LRU自帶，工程圖紙未示出，這類問題通過操作驗證才可以發現。

實例2：對某型號空調左組件出口氣密艙隔框單向活門安裝程序（XXX-A-21-51-13-01A-720A-A）進行維修專項驗證，發現接近的區域和口蓋信息不全，缺少前貨艙、再循環風扇艙、前部整流罩壁板、35框左隔板；缺少扭力管恢復的步驟。類似這種系統部件較多、口蓋較多區域的部件拆卸安裝程序，接近復雜的程序，必須按維修環境進行專項操作驗證才能發現部件是否可接近、程序步驟是否可順利執行的問題。

2.4 評估/模擬驗證實例

實例1：某型號液壓系統1#、2#系統蓄壓器安裝程序（XXX-A-29-11-21-00A-720A-A）的專家評估時發現蓄壓器拆卸程序中缺少不能顛倒、避免液壓油灑出的警戒信息，這類程序問題需要有豐富維修經驗的專家評估才能發現。

實例2：某型號滑油低壓開關拆卸程序（XXXA-49-90-40-00A-520A-A）采用對比評估驗證，這類程序的主程序內容依據供應商的CMM手冊編寫，主程序在部件車間已操作驗證，只需驗證主程序與CMM的一致性，對于準備工序和接近步驟通過其他方式補充驗證。

實例3：某型號水銀濺出檢查程序（XXX-A-05-51-21-00A-280A-A），沒有在飛機上進行實際操作驗證的合適機會，這類特殊檢查程序以及一些修理程序無法實際操作驗證，只能采用機上評估方式進行驗證。

實例4：某型號外襟翼支臂本體安裝的三個程序（XXX-A-57-51-04-00A-720A-A、XXX-A-57-51-04-01A-720A-A、XXX-A-57-51-04-02A-720A-A），結合總裝生產評估驗證，在觀察生產過程中1號、2號和3號位置實際墊圈安裝數量不一致，而且與手冊不一致，通過查閱工藝文件確認此處墊圈數量可按需加減1，AIPC手冊修改為墊圈數量選擇范圍0~3。

3 結 論

（1）本文結合國產民用飛機維修手冊驗證的工程實施經驗，豐富和具體化開展驗證的方法，提出了操作驗證的兩類子方法和評估/模擬驗證及其四類子方法，并已經在國產民用飛機型號的維修手冊驗證中得到應用，為國產民用飛機維修手冊驗證提供了指導。

（2）驗證工作能夠在民用飛機型號研制的各個階段適時并行開展，可充分利用合適的驗證時機，保證維修程序得到充分驗證并且在一定程度上能夠降低驗證成本。