民用飛機(jī)維修中的規(guī)劃及其確定方法

上官明韜

深圳寶安國(guó)際機(jī)場(chǎng)股份有限公司機(jī)務(wù)工程部 518128

民用飛機(jī)維修中的規(guī)劃及其確定方法

上官明韜

深圳寶安國(guó)際機(jī)場(chǎng)股份有限公司機(jī)務(wù)工程部 518128

飛機(jī)維修費(fèi)用的高昂要求在飛機(jī)的設(shè)計(jì)階段就確定好飛機(jī)的維修規(guī)劃。目前MSG-3與RCM 是航空工業(yè)界普遍接受的兩種維修思想。本文闡述了確定飛機(jī)維修任務(wù)的兩種方法——矩陣法和基于案例推理法。在用矩陣法確定飛機(jī)區(qū)域維修任務(wù)之前闡述了其基本原理，以及分析了基于案例推理法的原理及其在民用飛機(jī)維修中確定任務(wù)的應(yīng)用。

民用飛機(jī)；維修規(guī)劃；維修思想；確定方法

有資料表明，民用飛機(jī)在維修費(fèi)用方面已經(jīng)達(dá)到三分之二的飛機(jī)購(gòu)買價(jià)格，這一數(shù)字也是民航直接運(yùn)營(yíng)成本的10%～20%[1]。我國(guó)航空事業(yè)伴隨著研制ARJ21、啟動(dòng)大型飛機(jī)項(xiàng)目等的發(fā)展而發(fā)展，其中飛機(jī)的維修規(guī)劃對(duì)我國(guó)的航空公司與民用飛機(jī)制造商來(lái)說(shuō)都會(huì)因?yàn)榫S修費(fèi)用的高昂而給予相當(dāng)?shù)年P(guān)注。因此，確定飛機(jī)的維修任務(wù)及其維修規(guī)劃是制定民用飛機(jī)維修大綱的重要內(nèi)容之一。

現(xiàn)在飛機(jī)的維修規(guī)劃大多是以FAA（Federal Aviation Administration）維修指導(dǎo)小組的 MSG-3（Maintenance Steering Group-3）維修思想、可靠性為中心的維修思想（RCM，Reliability Centered Maintenance）、以商業(yè)為中心的維修思想（BCM，Business Centered Maintenance）、全員生產(chǎn)維修思想（TPM，Total Productive Maintenance）等為主的，其中MSG-3與RCM是航空工業(yè)界普遍接受的兩種維修思想。MSG-3的維修思想是世界范圍內(nèi)民用航空界都認(rèn)可的民用飛機(jī)進(jìn)行維修規(guī)劃和決策重要指導(dǎo)思想；MSG-3的維修思想與可靠性維修控制原理進(jìn)行結(jié)合，可以具有更高的可靠性水平、更好的安全標(biāo)準(zhǔn)以及良好的經(jīng)濟(jì)效益，這是MSG-3維修思想的核心；同時(shí)MSG-3的科學(xué)性和實(shí)用性都是不錯(cuò)的，這也獲得了國(guó)際上民用航空制造企業(yè)、航空公司的廣泛認(rèn)可，并因此被廣泛地采用著，由此帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)收益。而RCM維修思想則是從上個(gè)世紀(jì)的六十年代起源于美國(guó)航空業(yè)的，現(xiàn)在也成為世界范圍內(nèi)流行的、優(yōu)化維修制度、確定飛機(jī)系統(tǒng)預(yù)防性維修任務(wù)的常規(guī)的系統(tǒng)工程維修方法，更是發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)部門以及軍隊(duì)在制定軍用裝備以及設(shè)備預(yù)防性維修規(guī)劃決策時(shí)一種首選的方法。

在維修規(guī)劃時(shí)，民用飛機(jī)可以分成系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、區(qū)域、閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)等四個(gè)部分。其中系統(tǒng)部分作為民用飛機(jī)的主體，對(duì)民用飛機(jī)的安全性、經(jīng)濟(jì)性等都存在著相當(dāng)重要的影響。對(duì)民用飛機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)維修規(guī)劃的主要目的就是為了給各系統(tǒng)的部件制定出合理可行的維修任務(wù)與維修間隔；民用飛機(jī)系統(tǒng)維修規(guī)劃時(shí)其最后都是通過(guò)民用飛機(jī)的系統(tǒng)維修方案來(lái)確定的，這時(shí)不管是MSG-3還是RCM的維修思想只是從框架流程與指導(dǎo)思想方面提供了維修規(guī)劃。而在具體的可操作的系統(tǒng)維修規(guī)劃中，還是要根據(jù)類似機(jī)型的維修經(jīng)驗(yàn)或者維修優(yōu)化來(lái)進(jìn)行維修的，同時(shí)確定好各個(gè)部件的維修任務(wù)與維修間隔。之后，再把所有的維修任務(wù)進(jìn)行有機(jī)地組合，最后得到系統(tǒng)的維修方案。而在確定民用飛機(jī)的結(jié)構(gòu)、區(qū)域以及閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)等部分的維修工作與維修間隔的時(shí)候，采用的方法也是以大量維修實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為根本基于MSG-3檢修思想發(fā)展起來(lái)的。

由此可見(jiàn)，確定民用飛機(jī)的維修任務(wù)是多么的重要。而這項(xiàng)工作在民用飛機(jī)的設(shè)計(jì)階段就需要確定好。具體確定維修任務(wù)的方法主要有矩陣法、基于案例推理（CBR，Case-based reasoning）法以及按照可靠性數(shù)據(jù)來(lái)確定的系統(tǒng)維修間隔方法。本文主要闡述前兩種方法。

1 矩陣法

對(duì)民用飛機(jī)進(jìn)行維修，其任務(wù)分析是各種方法、經(jīng)驗(yàn)、策略以及技術(shù)的集合，更是嚴(yán)密、復(fù)雜而且細(xì)致的一項(xiàng)系統(tǒng)工程。民用飛機(jī)維修大綱的分析是基于 MSG-3維修思想的，不過(guò)它只提供了分析的程序和基本的框架方法，而確定具體的維修任務(wù)還是要采用合理的、有效的以及具體的方法，然后建立有關(guān)的問(wèn)題模型來(lái)進(jìn)行分析和確定。

1.1 原理

矩陣法是根據(jù)事件的多維性，從中找出相對(duì)應(yīng)的因素，把屬于群L的因素，如L1，L2，…，Li，…，Lm，與屬于群R的因素，如R1，R2，…，Rj，…，Rn，分別排列成行與列，從而構(gòu)成矩陣；之后在這個(gè)矩陣的行與列的交叉點(diǎn)上分別表示出L與R各個(gè)因素的關(guān)系圖；也就是以這個(gè)矩陣中的行列交叉點(diǎn)當(dāng)作構(gòu)思解決問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)從而有效地解決維修問(wèn)題的一種方法。矩陣法一般都作為一種有效質(zhì)量管理的工具，是借助多因素進(jìn)行綜合思考而探索維修問(wèn)題的好方法。這樣，在結(jié)合飛機(jī)維修工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用矩陣法來(lái)確定飛機(jī)的結(jié)構(gòu)、區(qū)域與閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)的維修任務(wù)。不過(guò)因?yàn)樵陲w機(jī)設(shè)計(jì)理念方面不同的飛機(jī)往往大相徑庭，其使用環(huán)境的區(qū)別和結(jié)構(gòu)方面的差異，在使用矩陣法來(lái)確定飛機(jī)的結(jié)構(gòu)、區(qū)域與閃電/高強(qiáng)度輻射場(chǎng)防護(hù)等部分的預(yù)定維修任務(wù)過(guò)程中，各個(gè)部分實(shí)際需要考慮的因素以及畫出的矩陣圖會(huì)有所不同。因此，在使用矩陣法時(shí)還是要從實(shí)際情況出發(fā)來(lái)調(diào)整。

1.2 確定飛機(jī)區(qū)域維修任務(wù)

采用矩陣法來(lái)確定飛機(jī)區(qū)域維修任務(wù)，還是要按照工程的經(jīng)驗(yàn)先進(jìn)行區(qū)域分析。區(qū)域分析主要包括兩種，即標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域分析與增強(qiáng)區(qū)域分析，它們兩者所考慮的因素大體不同。標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域分析主要是針對(duì)飛機(jī)區(qū)域內(nèi)所安裝附件是否處于正常狀態(tài)與安全性所做的一般性目視檢查；而增強(qiáng)區(qū)域分析主要是針對(duì)某些特殊的項(xiàng)目（如導(dǎo)線、可燃材料等）與特定區(qū)域所做的詳細(xì)目視檢查，或者說(shuō)是單獨(dú)的一般性目視檢查。

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域分析確定維修任務(wù)

標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域分析中需要考慮的因素主要有稠密度等級(jí)、重要性等級(jí)以及暴露性等級(jí)（其中又包括偶然損傷等級(jí)與環(huán)境損傷等級(jí)）等三個(gè)指標(biāo)[2，3]。稠密度等級(jí)還和數(shù)量等級(jí)與易檢等級(jí)等兩個(gè)因素有關(guān)；環(huán)境損傷的等級(jí)則和振動(dòng)、溫度與液體因素有關(guān)；偶然損傷等級(jí)還和外來(lái)物損傷、地面保障設(shè)備、乘客活動(dòng)、維修頻率、天氣影響、液體溢出以及其它因素有關(guān)。在確定維修任務(wù)時(shí)，先要根據(jù)稠密度等級(jí)和重要性等級(jí)得到一個(gè)過(guò)渡等級(jí)，之后把過(guò)渡等級(jí)跟暴露性等級(jí)結(jié)合起來(lái)而確定出區(qū)域的總等級(jí)；最后根據(jù)總等級(jí)就可以按照等級(jí)值和間隔對(duì)應(yīng)的原則確定出檢查間隔，這樣就完成了維修大綱的分析。

1.2.2 增強(qiáng)區(qū)域分析確定維修任務(wù)

增強(qiáng)區(qū)域分析則是按照系統(tǒng)起火與相鄰電線的潛在影響、安裝設(shè)備的密集度以及區(qū)域的大小來(lái)決定著所開展的檢查工作，然后把偶然損傷與環(huán)境損傷的影響綜合起來(lái)考慮來(lái)確定檢查的間隔。

2 基于案例的推理法

2.1 原理

在人類的發(fā)展中形成了采用類比推理的方法來(lái)處理事情，這是在已有的經(jīng)驗(yàn)或者回憶以前的事情或者場(chǎng)景的基礎(chǔ)上來(lái)展開的。這樣基于過(guò)去的場(chǎng)景、事情或者經(jīng)驗(yàn)來(lái)解決現(xiàn)在的問(wèn)題一種方法就是基于案例的推理方法。這種方法是采用增量式主動(dòng)學(xué)習(xí)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決的一種方法，和傳統(tǒng)的人工智能方法或理論相比較，基于案例的推理方法更多的是人類通過(guò)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)來(lái)模擬人類大腦的思維與推理的一種方式，并在這個(gè)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)世界與改造世界的嘗試與飛躍?；诎咐耐评?，從認(rèn)知科學(xué)方面來(lái)看有心理學(xué)上的證明，從數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息技術(shù)方面來(lái)看有具體技術(shù)上的支持，從應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛性方面來(lái)看有諸多的實(shí)踐性工作需要處理。

2.2 確定維修工作

很多的新產(chǎn)品都是在老產(chǎn)品的改進(jìn)中獲得的，這體現(xiàn)在新產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、故障、工作條件以及故障影響等多方面都存在著很多的相似之處。對(duì)新研制的飛機(jī)而言，在MSG-3分析的過(guò)程中飛機(jī)的使用情況、維修信息一般都是缺乏的，分析人員在分析判斷時(shí)往往需要參照類似或者相同的飛機(jī)系統(tǒng)的使用情況或經(jīng)驗(yàn)。這顯然與基于案例的推理的思想相符合?；诎咐耐评砭褪歉膶懟蚴褂眠^(guò)去解決問(wèn)題的方法來(lái)解決現(xiàn)在問(wèn)題的技術(shù)，從而確定飛機(jī)的維修工作。

2.3 確定維修的間隔

在采用基于案例的推理方法確定好飛機(jī)的維修工作之后，就要確定飛機(jī)維修的間隔。確定飛機(jī)維修的間隔同樣需要參考相同或類似部件（或子系統(tǒng)）的使用維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，還有配件制造商提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與技術(shù)資料。因此，確定飛機(jī)維修的間隔時(shí)，如果遇到完全相同的案例，就不需要對(duì)以前的案例進(jìn)行修改，可以直接參照使用，當(dāng)然這是特殊的情況。在很多的情況下都是不那么匹配的，而要把幾個(gè)案例一起拿來(lái)做參考，這樣就要通過(guò)組合改寫的方式來(lái)確定維修的間隔。

[1]汪冰生. 航空器維修成本控制[M]. 南京: 南京航空航天大學(xué), 2002.

[2] A318/A319/A320/A321 maintenance program development policy and procedures handbook, 2001, 3.

[3]BOEING 737-600/700/800 maintenance program development PPH, The Boeing company Seattle, Washington, 1996.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.091