民用飛機主最低設備清單建議稿驗證評價標準研究

尹楚雄，顧志武，薛小鋒

（1.上海飛機客戶服務有限公司飛行運行支援部，上海200241）

（2.西北工業大學 航空學院，西安710072）

0 引 言

主最低設備清單（Master Minimum Equip‐ment List，簡稱MMEL）是平衡飛機經濟性和安全性的重要工具，是飛行運行評審委員會（Flight Op‐erations Evaluation Board，簡稱FOEB）的主要評審項目，民用飛機主制造商提交主最低設備清單建議 稿（Preliminary Master Minimum Equipment List，簡稱PMMEL）并通過局方評審后，發布MMEL［1］。民用飛機運行過程中，當飛機系統出現故障，短期內又不能修復時，需要通過MEL（該手冊由航空公司根據批準的MMEL制定）確認是否能夠放行，若MEL中包含飛機故障的設備，實現飛機放行，將極大地提高飛機的經濟性，提升飛機的市場競爭力。因此全面考慮PMMEL制定過程中影響要素能為民用飛機主制造商提供有益的工作參考，間接提高民用飛機產品的市場認可度。

MMEL建議項目的驗證目的是確保飛機帶不工作項目放行的情況下，仍然滿足規章所要求足夠的安全水平，為FOEB評審和MMEL持續改進提供依據［2］。根據AC-91-037要求，驗證對象包括故障影響分析、操作程序、維修程序、機組工作負荷。當驗證完成并經FOEB評估通過后，建議項目才算作通過FOEB評審。而實際工作中，因型號研制進度的要求，為保證新型號PMMEL編制后能夠盡快開展驗證工作，且專項PMMEL驗證工作也會占用主制造商較多的資源和精力，而從數百個MMEL建議項目中篩選需要開展特別驗證的評價標準就顯得尤為重要。

民用飛機主制造商通常是基于經驗選取對應的PMMEL驗證項目，但缺乏能全面考慮各影響因素的評價標準。開展PMMEL驗證評價標準研究，能有效梳理PMMEL驗證工作中的各影響要素（如安全性、民航規章、機組工作等），科學合理地篩選出PMMEL驗證項目，為PMMEL項目通過FOEB評審提供支持和參考。

國外，歐洲航空安全局（EASA）編發了主最低設備清單的取證規范和指導材料（CS-MMEL）［3］，對PMMEL工作進行了較為全面的指導，但對PMMEL驗證項目的選取并未給出具備可操作性的方法或原則。國內，許科龍［4］研究了民用飛機主最低設備清單驗證工作的管理方法；朱杰霞等［5］研究了對運行文件和持續適航文件的驗證實施，但均未對如何選擇確定PMMEL驗證項目進行深入研究。

層次分析法［6］作為一種將與決策總是有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎之上進行定性和定量分析的決策方法，比較適合于具有分層交錯評價指標的目標系統，而且目標值又難于定量描述的決策問題［7］。在理論研究方面，郭金玉等［8］開展了針對層次分析法的研究與應用；常建娥等［9］開展了層次分析法確定權重的研究。在實踐應用方面，付強等［10］開展變燃速發射藥連續化生產模糊綜合評價模型研究；郭立［11］開展了人機結合層次分析—灰色模糊綜合評價方法的研究；崔建國等［12］開展了基于灰色模糊與層次分析的多屬性飛機維修決策方法研究；劉爽等［13］開展了基于AHP和PCA的多指標評價建模方法及應用研究；賈寶惠等［14］研究了基于AHP-SPA方法的民用飛機修理級別確定綜合分析模型。上述研究成果為應用層次分析法解決PMMEL驗證評價問題，提供了理論可行性和可借鑒案例。

本文首先采用德爾菲法確定PMMEL驗證評價標準的關鍵指標和各個指標的重要性得分，然后采用層次分析法計算得到權重，最后通過實際案例說明評價標準的應用效果。

1 PMMEL驗證工作概述

PMMEL驗證要滿足民航規章對于PMMEL制定的各項要求及原則。根據AC-91-037要求，驗證對象包括故障影響分析、操作程序、維修程序、機組工作負荷，其中考慮到MMEL的維修程序會直接引用或者列入飛機維修手冊（AMM），且針對維修程序的驗證僅能通過書面驗證或地面試驗開展，本文將不針對維修程序的驗證予以討論。

目前民用飛機主制造商對MMEL建議項目的驗證主要采用書面驗證、地面試驗、飛行試驗、模擬器試驗的方法［5］，對各驗證方法的說明如下：

（1）采用說明性文件的方法，通過編制PM‐MEL，對建議項目進行分析論證，表明建議項目符合AC-91-037的要求。

（2）采用地面試驗的方法，對故障后的系統工作狀態進行演示，表明故障影響分析與實際情況相符。

（3）采用飛行試驗的方法，對故障后的飛行進行演示，表明故障影響分析與實際情況相符，和/或機組工作負荷可接受。

（4）采用模擬器試驗的方法，對故障后的飛行進行模擬，表明故障影響分析與實際情況相符，和/或機組工作負荷可接受。

因實際工作中，所有MMEL建議項目均需開展書面驗證，本文討論的PMMEL驗證僅包括地面試驗、飛行試驗、模擬器試驗。

2 關鍵指標的提取

為提取PMMEL驗證評價標準的關鍵指標（影響要素），通過德爾菲法［15］，根據經驗列出可以用來評價驗證方法的指標，然后建立專家組，并設計問卷，讓專家評判各指標的重要程度。

第一步，建立專家組：選取環控、機電、航電、動力裝置、結構5個專業每個專業領域的2名PM‐MEL工作經驗豐富的專家，共10人，另外再增加3名飛行經驗豐富的機長和2名資深乘務員，一同組成15人的專家小組。

第二步，設計問卷：問卷內容為請專家評價各項指標的重要性，為了能夠評判各個指標，引入量表。特別重要計5分，重要計4分，不清楚計3分，不重要計2分，非常不重要計1分。

第三步，第一輪問卷進行完成后，回收問卷，整理數據（如表1所示）。

表1 第一輪問卷采集數據Table 1 T he data from the first round of questionnaires

為使問卷結果更加客觀、可信，將第一輪整理的數據結果發送給各專家，由專家參考這部分內容修改自己的意見（如表2所示），最終獲取各專家的一致性意見。得到的5項指標及其重要性得分的算術平均值：指標1，故障影響中對飛機安全性的影響（4.385）；指標2，繼發故障影響中對飛機安全性的影響（3.923）；指標3，對所屬系統或功能的熟悉程度（1.923）；指標4，操作程序內容是否來源于飛機飛行手冊（4.230）；指標5，增加機組工作負荷程序（4.538）。

表2 第二輪問卷采集數據Table 2 The data from the second round of questionnaires

為了驗證問卷數據的一致性，需運用信度檢驗，計算得到標準化Cronbachα系數值為0.924，大于0.9［16］，說明數據信度質量高，可用于進一步分析。而指標“對所屬系統或功能的熟悉程度”的重要性得分低于3且明顯低于其他指標，因此需在評價體系中將此指標刪除。

3 層次分析法構建評價標準體系

3.1 構建關鍵指標判斷矩陣

層次分析法對于判斷矩陣的構建主要運用兩兩比較方法，具體的比例標度及含義［17］如表3所示。

表3 比例標度及其含義Table 3 Proportional scale and its meaning

舉例說明，當X∶Y=3時，可以說X比Y稍微重要，反之Y∶X=1/7時，則X比Y強烈重要。

根據層次分析法比例標度的定義并結合德爾菲法得到的各指標重要性打分結果，各關鍵指標的兩兩比較判斷矩陣A（正互反矩陣），如表4所示，其中P1為故障影響中對飛機安全性的影響，P2為繼發故障影響中對飛機安全性的影響，P3為操作程序內容是否來源于飛機飛行手冊，P4為增加機組工作負荷程度。

表4 PMMEL驗證關鍵指標的判斷矩陣Table 4 The judgment matrix of PMMEL validation critical indicators

3.2 權重計算

利用算數平均法計算各關鍵指標的權重［12］步驟如下：

第一步，將判斷矩陣按列歸一化（每個元素除以其所在列的和）；

第二步，將歸一化的矩陣按行求和；

第三步，將向量中每個元素除以關鍵指標個數，就得到了權重向量W。

3.3 一致性檢驗

式中：W為所求的特征向量；(AW)i為向量AW的第i個元素。

不同階判斷矩陣的平均隨機一致性指標IR如表5所示。

表5 1~8階判斷矩陣的IR值［14］T able 5 IR value of 1~8 order judgment matrix［14］

3.4 建立PMMEL驗證標準評價體系的標準計算方法

為方便針對每個PMMEL項目進行PMMEL驗證評價，需建立PMMEL驗證評價體系的標準計算方法，如表6所示。

表6 PMMEL項目驗證評價體系的標準計算方法Table 6 Standard calculation method for PMMEL item validation evaluation system

4 案例運用

以國產某型號大型客機的28章PMMEL項目舉例，驗證評價的分值為分別計算各PMMEL項目的驗證評價分值，計算結果如表7所示。

從表7可以看出：PMMEL項目“28-22-01中央翼油箱交流泵”、“28-23-02 APU供油切斷閥”的驗證評價分值明顯高于其他項目，可針對上述兩個PMMEL項目進行驗證。

結合驗證方法適用范圍以及PMMEL項目功能考慮，可得出結論：PMMEL項目“中央翼油箱交流泵”安排試飛試驗，PMMEL項目“APU供油切斷閥”安排地面試驗。后續其他系統將同樣按此方法開展PMMEL項目驗證評價，確定完整的PMMEL驗證清單，并在型號研制階段的試飛工作中結合或單獨開展。

5 結 論

（1）本文提出的PMMEL驗證評價標準，采用定性分析與定量計算相結合的方式對影響PM‐MEL驗證的各項因素進行了綜合評價，為解決篩選需驗證的PMMEL項目提供了一種新思路，避免了先前工作只能依賴經驗或等待審查方在評審所有PMMEL項目后給出建議性質的驗證清單。

（2）本文所論述的評價標準，可通過故障影響中對飛機安全性的影響、繼發故障影響中對飛機安全性的影響、操作程序內容是否來源于飛機飛行手冊、增加機組工作負荷程度這四個關鍵指標，根據各PMMEL項目的實際情況，并在最終的評價計算前綜合考慮機組意見，最終根據評價值快速提取出PMMEL驗證項目清單，在型號研制過程中同步開展PMMEL建議項目的編制與驗證，為民用飛機主制造商開展PMMEL相關工作提供一定的建議和參考。