飛機(jī)維修決策標(biāo)準(zhǔn)介紹

庚桂平

（中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所，北京 100028）

傳統(tǒng)的維修策略是定期預(yù)防性維修。定期預(yù)防性維修的實質(zhì)是根據(jù)以往維修經(jīng)驗將能夠想到的故障消滅在故障發(fā)生之前，其建立在以定期全面檢修為基礎(chǔ)的維修思想上的。其主要維修方式是對產(chǎn)品實施定時維修策略。該維修策略認(rèn)為預(yù)防工作做的越多，產(chǎn)品就越可靠。隨著產(chǎn)品復(fù)雜程度的增加、新材料和新技術(shù)的應(yīng)用以及人為因素，事實是不可能通過定期維修解決所有故障問題，相反會因頻繁的維修工作出現(xiàn)其他故障，復(fù)雜設(shè)備故障的發(fā)生是不可避免的。

現(xiàn)代的維修決策是計劃性維修，國際上通行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是MSG-3：2009（以下稱MSG-3）《運(yùn)營人/制造商計劃維修制定》。MSG-3是美國航空運(yùn)輸協(xié)會（ATA）為飛機(jī)制造商和航空公司制定“初始計劃維修檢查要求”而編寫的規(guī)范性文件。雖然該文件只是建議性的，但由于主要飛機(jī)制造商和航空公司都采用該文件作為制定飛機(jī)“初始計劃維修檢查要求”的指導(dǎo)性文件，MSG-3已逐漸被大多數(shù)國家的適航當(dāng)局、飛機(jī)制造商和航空公司接受而成為事實上的標(biāo)準(zhǔn)。

1 MSG-3的發(fā)展與現(xiàn)狀

MSG是維修指導(dǎo)小組（Maintenance Steering Group）的簡稱。

在MSG分析方法產(chǎn)生之前航空界廣泛使用的是“定時”預(yù)防性維修方法，即在一個固定的時間間隔內(nèi)將飛機(jī)相關(guān)的部件拆下進(jìn)行翻修，翻修后再重新裝機(jī)使用。1968年以前，所有的維修都是定時維修。設(shè)備按照一個預(yù)定的“浴盆曲線”到達(dá)它的磨損點之后換掉。

波音和其它公司意識到這種維修策略并不適用于所有飛機(jī)的設(shè)備。波音公司開始制定新的維修策略，即維修大綱，并稱之為MSG-1《維修評價和大綱研制》。

上世紀(jì)60年代初，波音公司首先使用MSG-1的邏輯分析和決斷方法針對B747飛機(jī)制定了初始最低計劃維修和檢查要求,并獲取了成功的經(jīng)驗。該方法采用決斷邏輯法，應(yīng)用了3類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行維修：定時維修，視情維修和狀態(tài)監(jiān)控。定時維修基于一套已定的程序進(jìn)行產(chǎn)品的更換；視情維修指通過階段性進(jìn)行功能檢查來評估其中產(chǎn)品的衰退情況，并在產(chǎn)品失效之前進(jìn)行相應(yīng)的工作；狀態(tài)監(jiān)控是通過機(jī)內(nèi)各系統(tǒng)中的機(jī)內(nèi)測試（BIT）監(jiān)控各自的運(yùn)行情況，一般情況下只適用于那些一旦失效并不會對飛行安全造成影響的產(chǎn)品。

上世紀(jì)70年代初，ATA修訂完成了適用于所有飛機(jī)的MSG-2《飛機(jī)/制造商維修大綱制定》，其維修任務(wù)分析方法為邏輯分析和決斷方法。1978年，基于MSG-2建立了“可靠性中心維護(hù)”（RCM）概念，RCM是美國聯(lián)合航空公司編寫的一套文件，在這套新的文件中，維修方式不再是定時和視情維護(hù)，而是基于任務(wù)的維修。

1980年，美國聯(lián)邦航空局（FAA）、ATA、美國與歐洲的航空器及發(fā)動機(jī)制造商和各國航空公司聯(lián)合制定了MSG-3邏輯分析和決斷程序，并被廣泛使用。

隨著波音B757和B767等新一代客機(jī)的誕生，ATA出版了MSG-3。MSG-3是針對新型和衍生型飛機(jī)制定的初始最低計劃維修和檢查要求，它通過一種邏輯分析和決斷方法來確定飛機(jī)的維修任務(wù)和間隔。MSG-3提供了自上而下、基于任務(wù)的維修模式與分析方法。

2 MSG-3方法

2.1 概述

MSG-3是針對新型和衍生型航空器制定的初始最低計劃維修和檢查要求，它通過一種邏輯分析和決斷方法確定航空器的維修任務(wù)和維修間隔，其目的是為了保持航空器固有的安全性和可靠性水平。

2.2 計劃維修組成

MSG-3中的計劃維修由一組計劃任務(wù)和一組非計劃任務(wù)組成。

計劃任務(wù)是指在規(guī)定間隔內(nèi)完成的一組任務(wù)，這些任務(wù)的目的是預(yù)防飛機(jī)固有安全性和可靠性水平降低或退化。計劃任務(wù)包括：潤滑和勤務(wù)；操作和目視檢查；檢查和功能檢查；恢復(fù)和報廢。其中檢查包括一般目視檢查；詳細(xì)檢查；特殊詳細(xì)檢查；結(jié)構(gòu)健康監(jiān)視等。

由以下任務(wù)產(chǎn)生的一組非計劃任務(wù)，包括在規(guī)定間隔完成的計劃任務(wù)；故障報告（通常由空勤組提供）和數(shù)據(jù)分析等。

2.3 MSG-3的分析程序

MSG-3的主要內(nèi)容由分析程序和決斷邏輯圖組成，包括 “系統(tǒng)/動力裝置分析程序”、“結(jié)構(gòu)分析程序”、“區(qū)域分析程序”和“閃電/高強(qiáng)度輻射場（L/HIRF）分析程序”。

2.3.1 系統(tǒng)/動力裝置分析程序

“系統(tǒng)/動力裝置分析程序” 的主要目的是確定“重要維修項目（MSI）”，通過分析所有MSI確定維修任務(wù)，提供制定飛機(jī)系統(tǒng)和動力裝置的維修任務(wù)應(yīng)遵循的程序與方法。主要分析工作是確定MSI，所確定的所有MSI都應(yīng)進(jìn)行MSG-3的分析，并分析產(chǎn)生維修任務(wù)，包括MSI列表和未產(chǎn)生維修工作任務(wù)的MSI表。

“系統(tǒng)/動力裝置分析程序”的主要工作項目見圖1。在分析程序的引導(dǎo)下，自頂向下地分析項目。從邏輯決斷圖的頂部開始，通過回答“是”或“不是”決定流程的方向。要求考慮所有功能故障、故障原因及每一個維修任務(wù)的適用性和有效性。

圖1中“分析信息”框圖的主要工作包括“MSI選擇清單”，用于確定飛機(jī)系統(tǒng)中包含的MSI及其判斷依據(jù)；“系統(tǒng)劃分和功能描述”用于說明每一MSI的相關(guān)的系統(tǒng)劃分、MSI的各項功能、功能涉及的外場可更換單元的具體說明、相關(guān)的駕駛艙機(jī)組警告信息等用來說明功能失效對機(jī)組的可察覺情況；“功能、功能失效、失效影響和失效原因分析”是對每一MSI列出所有的功能及相應(yīng)的功能失效、失效影響和原因；“任務(wù)類型確定”包含的所有MSI經(jīng)過分析得出的任務(wù)匯總情況，包括每一項任務(wù)的來源、所屬M(fèi)SI和失效原因。

圖1 “系統(tǒng)/動力裝置分析程序”的邏輯決斷過程

2.3.2 結(jié)構(gòu)分析程序

“結(jié)構(gòu)分析程序”的主要目的是確定“重要結(jié)構(gòu)項目（SSI）”，通過探測由于環(huán)境損傷、偶然損傷和疲勞損傷等引起的結(jié)構(gòu)損傷，確定結(jié)構(gòu)維修任務(wù)，提供制定結(jié)構(gòu)維修任務(wù)應(yīng)遵循的程序與方法。主要分析工作是確定分析對象和SSI清單，進(jìn)行疲勞損傷分析、環(huán)境退化分析、偶然損傷分析和結(jié)構(gòu)的抽樣檢查等的分析，并分析產(chǎn)生維修任務(wù)。

“結(jié)構(gòu)分析”的主要工作項目見圖2。圖2描述了研制結(jié)構(gòu)維修任務(wù)程序的分析框圖，在分析程序的引導(dǎo)下，自頂向下地分析項目。

圖2中“環(huán)境損傷分析”框圖的主要工作包括惡劣環(huán)境暴露等級分析，該分析是對結(jié)構(gòu)在通常的使用條件下暴露在惡劣氣候或環(huán)境狀況的可能性判定；“材料的防護(hù)等級”分析是對結(jié)構(gòu)設(shè)計時采取的防護(hù)措施的評估，如表面處理工藝、防腐劑等；“對各種腐蝕的敏感度等級（金屬）”分析，該分析是對各種腐蝕包括應(yīng)力腐蝕的易感程度，制定各種材料對應(yīng)各種腐蝕的易感度等級表，如晶間腐蝕、均質(zhì)腐蝕、點腐蝕、絲狀腐蝕、電化學(xué)腐蝕、微生物腐蝕、磨蝕等，以及結(jié)構(gòu)在制造過程中可能預(yù)加的或潛在的應(yīng)力引起的應(yīng)力腐蝕；“對環(huán)境因素的敏感度等級（非金屬）”分析應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)對各種環(huán)境因素，如紫外線、溫度、濕氣侵入等的易感度等級。

圖2 “結(jié)構(gòu)分析程序”的邏輯決斷過程

圖2中“偶然損傷分析”框圖的主要工作包括“偶然損傷可能性等級”，以判斷各種損傷源對于分析對象發(fā)生的概率；“剩余強(qiáng)度等級”，一般評估損傷發(fā)生后的可能損傷尺寸相對于臨界損傷尺寸的情況進(jìn)行判斷；“對損傷擴(kuò)展的敏感度等級”，該分析對損傷擴(kuò)展的敏感度的評估用于判斷和確定合理的檢查時機(jī)；“可見性等級”，該分析主要判斷分析對象的所處位置是否易于接近以執(zhí)行檢查的程度。

2.3.3 區(qū)域分析程序

“區(qū)域分析程序”的主要目的是確定每一區(qū)域的維修任務(wù)，對各區(qū)域內(nèi)安裝的所有系統(tǒng)設(shè)備和結(jié)構(gòu)項目的基本狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)和檢查，以及將滿足合并條件的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、L/HIRF部分的一般目視檢查任務(wù)合并進(jìn)入本程序，提供制定區(qū)域分析維修任務(wù)應(yīng)遵循的程序與方法。主要分析工作包括對每一區(qū)域進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域分析（SZA）”、對包含電氣線纜的區(qū)域進(jìn)行“增強(qiáng)區(qū)域分析（EZA）”和維修檢查任務(wù)的整合工作。

“區(qū)域分析”的主要工作項目見圖3，在分析程序的引導(dǎo)下，自頂向下地分析項目。

2.3.4 閃電/高強(qiáng)度輻射場（L/HIRF）分析程序

“閃電/高強(qiáng)度輻射場（L/HIRF）分析程序”的主要目的是通過L/HIRF分析產(chǎn)生維修任務(wù)，以降低單個故障發(fā)生的概率，減少影響飛機(jī)適航性的經(jīng)過L/HIRF保護(hù)的其他通道的常見故障的發(fā)生，提供制定L/HIRF維修任務(wù)應(yīng)遵循的程序與方法。分析工作主要包括確定L/HIRF的“重要閃電/高強(qiáng)度輻射項目（LHSI）”、考慮LHSI對各種環(huán)境損傷/偶然損傷的影響因素的易感度以及驗證所確定的LHSI維修檢查任務(wù)的有效性和合理性。

圖3 “區(qū)域分析程序”的邏輯決斷過程

L/HIRF分析維修任務(wù)程序的主要工作項目見圖4，在分析程序的引導(dǎo)下，從上向下地分析項目。

圖4 “閃電/高強(qiáng)度輻射場分析程序”的邏輯決斷過程

3 結(jié)論與建議

維修策略應(yīng)反映到維修性設(shè)計中。維修性是指產(chǎn)品維修的難易程度，是產(chǎn)品設(shè)計所賦予的一種質(zhì)量特性。如果沒有維修性設(shè)計，將使要檢查、保養(yǎng)、測試的設(shè)備難以接近，使要更換的單元難以拆裝，其結(jié)果是增加維修難度和維修工作量。

隨著新技術(shù)和方法在我國飛機(jī)研制的應(yīng)用，對維修策略和要求提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，有必要應(yīng)用國際最新的標(biāo)準(zhǔn)來提高我國飛機(jī)的使用維護(hù)和保障水平。MSG-3反映了國際上最新維修策略和理念，每年由專業(yè)組織進(jìn)行維護(hù)和更新。建議對MSG-3進(jìn)行長期的跟蹤與研究，對制定我國軍/民機(jī)的維修策略具有重要的指導(dǎo)作用。