飛行試驗機務維修保障信息化發展思考

■ 王希 葉耀祖 鞏美娟/中國飛行試驗研究院

0 引言

新機的飛行試驗是飛機研制中最危險和關鍵的階段。隨著航空工業的飛速發展，新機型日益增多，型號多、任務緊、工作量大和管理流程復雜等問題隨之而來。試飛維修保障工作作為保障試飛任務完成的關鍵環節，如何通過信息化建設對跨地域、多機隊進行有效統一的管理，保障型號任務試飛順利完成，已成為當前試飛維修保障系統的重要課題。

1 試飛維修保障信息化概述

試飛維修保障信息化是在飛行試驗中機務維修保障人員以現代化信息技術為手段，對試驗機、飛行任務和保障設備各方面實施計劃、指揮、協調和管理的活動。近年來，我國航空事業蓬勃發展，科研試飛工作正處在信息化轉型的重要時期，航空機務維修作為保障科研試飛的基石，其基礎性地位和作用日益突出，對于促進維修體制創新、促進科學維修和提高試飛保障能力具有十分重要的作用。

目前，科研試飛中信息化建設逐步向維修指揮網絡化、管理精細化、保障精確化延伸，機務維修信息化管理和保障水平有大幅提高。但是，隨著試飛任務的日益增多，各型號技術狀態更新更加頻繁，外場試飛地域跨度較大，如何保障飛行安全且高效完成試飛任務是目前亟需解決的問題。

2 試飛維修保障信息化發展目標

信息化建設在航空維修保障工作中是一項綜合性的應用，是指導航空機務提高效率和維修水平，保證戰斗力提高的一項重要措施。作為機務系統，要做好試飛保障信息化建設，必須保持全局觀念、一體化融合，向智能化和實時化方向發展。以計算機為平臺，以通信網絡為橋梁，堅持一體化和最優化原則，建立共享的物理接口和電子接口。統一數據格式，實現縱向與橫向的無縫鏈接，從而對維修保障裝備進行實時有效的指揮、協調和控制[1，2]。

2.1 體系標準化

航空機務維修信息化建設需要結合飛行試驗工作實際，構建一套適用于管理和技術方面的頂層標準體系，涵蓋試驗機全生命周期的動態管控。在制定標準后，對各項內容進行細化分解，保證各項內容都存在有效和科學的依據。不斷探索新型裝備的維修管理模式，引進更加先進的信息技術，通過標準體系的實施和評估，對各項內容進行持續的優化和完善。

2.2 管理可視化

科研試飛工作需要各部門協同開展，機務維修部門作為一線保障單位，需要及時向調度、機關等部門提供試驗機的最新狀態并具有高效的數據交換能力。因此，不論是維修保障工作的頂層任務規劃，還是維修保障工作的協調與實施，都應達到實時動態可視化管控的狀態，使上層決策人員全局掌握維修保障中的狀態、過程、元素等，以便有效、合理、直觀地進行管理。

2.3 維修遠程化

科研試飛工作具有機型多、試飛地點多等特點，跨地域保障已成為常態。隨著技術的進步，試驗機和發動機系統越來越復雜和先進，維修工作涉及的專業領域越來越寬，難度也越來越大，通過信息化手段實現維修遠程化是必然趨勢，從而實現即時反應、資源共享、協同工作、遠程監測以及遠程診斷。

2.4 保障智能化

在管理可視化和維修遠程化的基礎上，機務維修保障還應向智能化方向發展，充分利用機器學習、數據挖掘、人工智能等先進技術，對試飛過程產生的維修保障大數據進行采集與挖掘，實現故障智能檢測、預防預測性維修和故障預測診斷等功能，并提供輔助決策功能。同時，通過物聯網，利用條形碼、射頻識別（RFID）等技術，實現設備的自動查尋和自動定位等功能，從而達到維修工作智能化和設備保障智能化。

3 試飛機務維修信息化建設思路

現階段，應貼合維修保障實際，加強思想重視度，強化技能培訓，梳理機務維修保障工作流程，規范過程管理，重視數據積累，總體規劃、分步建設，為維修保障信息系統發展提供基礎，推動維修保障模式改革深入發展。

3.1 加強思想重視，強化技能培訓

從信息化系統建設時的需求進行梳理，到系統建成后的試用及使用，都需要既了解維修保障業務又具有一定信息化基礎能力的人員。在系統推進的過程中，還會逐漸暴露一些傳統工作模式的缺陷，進而需要對業務模式進行改進和適應。信息化系統的主要用戶為維修保障工作人員，為了適應維修保障信息化工作模式，需提升他們的能力水平。

首先，要從思想上高度重視，新的工作模式可能帶來顛覆性的改變。系統規劃部門要做好信息化基礎知識的普及工作，提高信息化系統的接受程度，建立信息化建設及使用規章制度，充分收集系統直接用戶的需求和建議意見，迭代完善信息化規劃；讓系統的直接用戶參與到系統的建設過程中，充分收集其使用需求和建議意見，盡早適應新模式。其次，要強化信息化技能培訓，范圍應包含但不限于信息化系統的基礎部署、網絡通信、基本軟硬件使用方法等。確定培訓對象，針對不同類型的系統用戶，制訂培訓計劃，由淺入深、由簡到繁，結合實際業務場景操作應用，開展培訓工作。

3.2 梳理工作內容，優化工作流程

信息化建設是為試飛維修保障業務服務的，其以業務流程的優化和重構為基礎，利用計算機技術、網絡技術和數據庫技術，控制和集成化管理試飛維修保障中的各種信息，通過將技術應用于個別資源或流程來提高效率。因此，為了提高信息化系統與實際維修保障工作業務的匹配度，應以保障試飛為中心，基于試驗機技術狀態基線，充分梳理整個基線中維修保障工作內容。將這些內容進行最小任務單元分解，針對每項任務單元，明確工作要點、工作人員，精確梳理工作流程，明確工作流的輸入、產出和輸出，形成清晰的信息流，對有信息流交互的不同任務單元，分析信息流交互內容，最終形成豐富全面的試飛維修保障業務流圖。同時，對梳理過程中發現的不足與缺陷，及時制訂措施進行業務流程修正，并完善管理制度體系，為實現復雜問題簡單化、簡單問題流程化、流程問題信息化奠定基礎。

3.3 規范過程管理，重視數據積累

試飛維修保障過程中會產生大量的飛參數據、故障信息、排故經驗等信息，這些數據之間可能存在很多未被發現的內在聯系，這些內在聯系能夠為預防預測性維修提供有效的支撐。因此，首先應規范維修保障過程管理，重視數據積累，形成過程數據管理要求，對數據格式進行標準化，將維修保障過程中的數據、經驗及時保存，統一管理。可通過分布式采集、大數據架構等手段存儲維修保障過程中產生的多源維修數據，逐步形成試飛維修保障數據中心，為數據的挖掘利用奠定堅實的基礎。

3.4 開展數據挖掘，發揮數據價值

隨著試飛維修保障數據中心的建立，數據類型越來越多，數量也越來越大。應結合數據挖掘、機器學習等算法，梳理業務需求，深入開展多源維修數據挖掘，發揮海量數據的價值，應用于飛行階段保障、故障快速定位、故障排除、試驗機健康評估、維修決策評估、預防預測性維修等方面，有效提升試飛維修保障能力和保障效率。

3.5 總體規劃，分步建設

圍繞機務維修業務與信息化現狀，采用自頂向下逐步分解與自下向上匯總相交聯的方式，結合先進的信息化算法與技術，總體規劃試飛機務維修保障信息化平臺的架構，完善網絡環境、存儲環境、采集方式等基礎設施建設；針對核心業務，劃分業務模塊，梳理業務之間數據與流程交聯，明確接口關系，根據業務需求的緊急程度和必要條件的健全程度，確定建設的優先程度，分步、有序地開展核心業務模塊的建設和推進工作。

1）構建試驗機技術狀態管理子系統。建立以技術狀態管理為核心的信息化平臺，對試驗機全生命維修保障工作項目進行分解，梳理工作流程，以“標識、控制、紀實、審核”4個要素為核心，以“接機—維修保障—移交”3個階段為主線，實現對接機狀態建立、技術狀態變更、維修作業管理等技術狀態的全面管理。

2）構建飛參數據中心。通過分布式計算與存儲技術，高效管理飛參數據，結合虛擬化技術對底層服務器硬件、存儲資源、網絡設備等進行虛擬化，形成統一的飛參數據私有云平臺，提供歷史飛參數據的共享與應用。同時，考慮關鍵數據的安全保密問題，按照信息系統建設保密規定及要求，實現數據傳輸與共享的安全。

3）構建多源維修“知識庫”。針對海量維修數據利用率低、數據查詢和應用困難等難題，構建包含維修數據、維修手冊資料、專家經驗等在內的試驗機全生命周期多源維修數據庫，并結合維修數據挖掘算法，實現多源異構維修數據的關聯性分析及潛在價值挖掘。

4）構建遠程專家子系統。針對異地試飛出現緊急故障需本場專家配合定位與排除的問題，基于AR、5G等技術，構建遠程專家系統。通過視覺增強技術快速定位和排除故障，達到即時反應、資源共享、協同工作、遠程監測以及遠程診斷的目的。

5）構建保障資源管理子系統。利用物聯網、5G和人工智能技術，實現保障資源精細化管理，管理設備設施的技術狀態，將地面保障設備、工具、飛行裝具以及攜帶無線終端的人或保障車輛進行互聯互通，實時反映資源狀態、定位及使用情況。在需使用資源時，由系統自動根據上述信息智能調配決策，保障資源在線監控、定位跟蹤、調度指揮、決策支持。

6）構建試驗機地面健康管理平臺。構建分布式采集網絡，結合大數據、數據挖掘、綜合診斷技術和可視化手段，構建試驗機地面健康管理平臺，基于多源維修“知識庫”，充分分析和挖掘各類維修保障數據，實現試驗機地面健康狀態分析、監控和管理。提供可視化界面，在機庫、塔臺等地點即時展示試驗機健康狀態，智能規劃維修任務，自動預警異常情況，提供維修輔助決策，利用AR眼鏡等可視化交互設備，結合遠程專家系統，對維修保障過程中產生的故障快速定位和輔助排故，并將故障及排故信息輸入知識庫完成自學習，加強試驗機全生命周期健康監視和管理手段。

4 結束語

試飛維修保障信息化的發展需要立足維修保障現狀，梳理不足與痛點，采用多種信息化手段相結合的方式，逐步建立起完善、高效的試飛維修保障平臺。本文通過分析試飛維修保障工作面臨的問題，結合實際試飛情況，提出了體系標準化、管理可視化、維修遠程化、保障智能化的發展目標，并提出了相應建設思路。在未來的實踐探索中，將不斷總結試飛維修保障信息化建設的經驗與教訓，早日建成可視化、高效化、科學化和智能化的維修保障平臺。