民用飛機(jī)維修性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和思考

王思靜

（中航工業(yè)西飛，陜西 西安 710089）

民用飛機(jī)維修性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和思考

王思靜

（中航工業(yè)西飛，陜西 西安 710089）

通過對國標(biāo)（GB）、國軍標(biāo)（GJB）、航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（HB）、美軍標(biāo)（MIL）、美國機(jī)動車工程師學(xué)會（SAE）標(biāo)準(zhǔn)以及國際電工委員會（IEC）標(biāo)準(zhǔn)等涉及到的維修性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容及適應(yīng)性的研究，總結(jié)了某型民用飛機(jī)適用的維修性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，用于指導(dǎo)新研民用飛機(jī)的維修性設(shè)計。

維修性；設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；適應(yīng)性

國外經(jīng)驗表明，在飛機(jī)研發(fā)過程中，39%的設(shè)計數(shù)據(jù)和38%的制造數(shù)據(jù)是從標(biāo)準(zhǔn)中直接導(dǎo)出的，標(biāo)準(zhǔn)是飛機(jī)研制能力的主要體現(xiàn)和載體，飛機(jī)研制首先要有設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，才能開始設(shè)計，由于FAA、EASA和CAAC在內(nèi)的各國民航局，并未頒布有關(guān)飛機(jī)制造商維修性設(shè)計實施標(biāo)準(zhǔn)的咨詢通告，因此研究維修性標(biāo)準(zhǔn)體系成為西飛公司一項十分重要的工作。

維修性是影響民用飛機(jī)安全性、出勤可靠度、利用率及經(jīng)濟(jì)性的一個重要的設(shè)計和安裝特性，它直接影響到航空公司在其使用環(huán)境中為完成營運目標(biāo)而付出的時間、人力、技術(shù)、測試設(shè)備、技術(shù)資料及設(shè)施等的各項要求。因此飛機(jī)制造商在民用飛機(jī)設(shè)計階段必須要重視飛機(jī)的維修性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的研究和恰當(dāng)選用。

維修性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)體系

作為專業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)，維修性成為一門獨立的學(xué)科，在飛機(jī)系統(tǒng)、設(shè)備、部件和元器件中都要考慮該項設(shè)計工作，從目前現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)情況看，在民機(jī)維修性標(biāo)準(zhǔn)方面可積累的經(jīng)驗有限，同時可借鑒的國外標(biāo)準(zhǔn)資料缺乏分析和驗證，為此研究維修性標(biāo)準(zhǔn)體系的框架和內(nèi)容成為重點分析工作。

按照某型民用飛機(jī)維修性設(shè)計需求以及適用性分析的研究，從民用飛機(jī)維修性的基本參數(shù)、評定指標(biāo)、維修性設(shè)計、驗證工作的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合通用的維修性工程的研究內(nèi)容和研究方向，西飛公司制定了民機(jī)維修性標(biāo)準(zhǔn)體系框架，詳見圖1所示，并深入分析了某型新研民用飛機(jī)的維修性工作的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用過程和適應(yīng)性，從而為開展該型號飛機(jī)的維修性設(shè)計工作提供了可供借鑒的思路和方法。

圖1 民機(jī)維修性標(biāo)準(zhǔn)體系框架

2 維修性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)研究

按照新研民用飛機(jī)維修性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)體系框架（見圖1）的維修性管理、設(shè)計規(guī)范和指標(biāo)體系的層次，對國內(nèi)外有關(guān)現(xiàn)行維修性標(biāo)準(zhǔn)包括國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)（GJB）、航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（HB）、美國軍用標(biāo)準(zhǔn)（MIL）、美國機(jī)動車工程師學(xué)會（SAE）標(biāo)準(zhǔn)以及國際電工委員會（IEC）標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容和對新研民機(jī)的維修性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的適用性分別進(jìn)行了研究，具體如下。

2.1 維修性管理

2.1.1 國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）

2.1.1.1 主要內(nèi)容

國家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)維修性要求的管理標(biāo)準(zhǔn)包括：GB 9414.1-1988《設(shè)備維修性導(dǎo)則 第一部分：維修性導(dǎo)言》；GB 9414.2-1988《設(shè)備維修性導(dǎo)則 第二部分：規(guī)范與合同中的維修性要求》；GB 9414.3-1988《設(shè)備維修性導(dǎo)則 第一部分：維修性大綱》，GB 9414系列是以國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 607標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。GB 9414.1-1988等效于國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 607-1，該標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)于維修性工作的指南，為GB 9414系列的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)；GB 9414.2-1988等效于國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 607-2，該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)論述了當(dāng)維修性特征量作為要求時必須考慮的問題；GB 9414.3-1988等效于IEC 607-1，該標(biāo)準(zhǔn)是針對維修性大綱的內(nèi)容而編寫的，該標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)說明了維修性大綱的性質(zhì)、要點、執(zhí)行計劃、評審等內(nèi)容。

2.1.1.2 適應(yīng)性

GB 9414系列標(biāo)準(zhǔn)為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，屬于通用型標(biāo)準(zhǔn)，在新修訂的版本中，把GB 9414改為GB/T 9414，并完全按照IEC 607標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)合并，該標(biāo)準(zhǔn)對新研飛機(jī)維修性分析研究工作指導(dǎo)意義不大。2.1.2 國家軍用標(biāo)準(zhǔn)（GJB）

2.1.2.1 主要內(nèi)容

國家軍用標(biāo)準(zhǔn)中涉及維修性管理要求的標(biāo)準(zhǔn)包括：GJB 368B-2009《裝備維修性工作通用要求》和GJB/Z 72-1995《可靠性維修性評審指南》。

GJB 368B-2009規(guī)定了裝備維修性工作的一般要求和工作項目，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了裝備在研制、生產(chǎn)和改進(jìn)時，實施維修性管理、設(shè)計與分析、試驗與評定的通用要求和工作項目，用以指導(dǎo)承制方制定并實施一個有效的維修性保障大綱。

GJB/Z 72-1995提供了裝備可靠性與維修性評審的通用要求、內(nèi)容、方法和程序。

2.1.2.2 適應(yīng)性

GJB 368B-2009屬于軍方對裝備研制方的強(qiáng)制要求，該標(biāo)準(zhǔn)除個別保障性要求外，基本上適用于新研民機(jī)的研制工作。

GJB/Z 72-1995提供的驗證程序流程可以供飛機(jī)制造方參考，但其提供的驗證方法并不能滿足民機(jī)維修性的要求，故不能直接使用。

2.2 維修性要求

2.2.1 國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）

2.2.1.1 主要內(nèi)容

國家標(biāo)準(zhǔn)涉及維修性的標(biāo)準(zhǔn)為GB 9414.4-1988《設(shè)計階段的維修性研究》；GB 9414.5-1988《維修性檢驗》、GB 9414.6-1988《維修性數(shù)據(jù)的收集、分析與標(biāo)識》和GB 5801-1985《電子產(chǎn)品現(xiàn)場工作可靠性、有效性和維修性數(shù)據(jù)收集指南》。

GB 9414.4-1988概述了初步設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計階段的維修性研究；GB 9414.5-1988敘述了維修性檢驗的基本概念；GB 9414.6-1988用事例圖表詳細(xì)介紹了維修規(guī)則說明、維修性數(shù)據(jù)來源、維修性數(shù)據(jù)的分析程序和維修性數(shù)據(jù)的表示方法；GB 5801-1985是針對電子產(chǎn)品現(xiàn)場工作可靠性數(shù)據(jù)的收集指南。

2.2.1.2 適應(yīng)性

國家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于維修性設(shè)計的內(nèi)容正在逐步改為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，GB 9414系列標(biāo)準(zhǔn)和GB 5801-1985均為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，不要求強(qiáng)制執(zhí)行，給出的維修性分配和預(yù)計方法相對簡單，內(nèi)容偏少，標(biāo)準(zhǔn)與民機(jī)維修性的驗證重點和概念存在著較大差距，建議作為民機(jī)維修性分析驗證的參考使用。

2.2.2 國家軍用標(biāo)準(zhǔn)（GJB）

2.2.2.1 主要內(nèi)容

國家軍用標(biāo)準(zhǔn)涉及維修性設(shè)計、分析、驗證有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)包括：GJB/Z 91-1997 《維修性設(shè)計手冊》、GJB/Z 57-1994《維修性分配與預(yù)計手冊》、GJB/Z 145-2006《維修性建模指南》、GJB 2072-1994《維修性試驗與評定》。

GJB/Z 91-1997規(guī)定了維修性設(shè)計的一般技術(shù)要求、原則，并提供可采用的技術(shù)等內(nèi)容，但不包含維修性分配、預(yù)計等定量設(shè)計與分析技術(shù)和軟件維修性設(shè)計技術(shù)。該標(biāo)準(zhǔn)屬于研制或改進(jìn)中維修性設(shè)計的指導(dǎo)文件。GJB/Z 57-1994 提供了裝備維修性分配與預(yù)計的條件、方法和程序，適用于有維修性定量要求的裝備在研制過程中的維修性分配和預(yù)計。GJB/Z 145-2006 提出了產(chǎn)品維修性建模的一般要求、典型的模型及建模方法等。該標(biāo)準(zhǔn)給出詳細(xì)的維修性建模步驟和建模方法。GJB 2072-1994是以MIL-STD-471A《可維修性檢查/演示/評估》Maintanability Verifcation/Demonstration/ Eveluation為基礎(chǔ)制定的，適用于各種裝備的維修性試驗與評定，規(guī)定了武器裝備維修性與評定的基本要求、程序和方法。

2.2.2.2 適應(yīng)性

國家軍用標(biāo)準(zhǔn)在維修性設(shè)計方面的標(biāo)準(zhǔn)要比國家標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容更詳細(xì)，可操作性更強(qiáng)。GJB/Z 91-1997除戰(zhàn)場搶修和維修章節(jié)，以及各章節(jié)中不適于飛機(jī)的要求外（例如，對車輛、艦艇的要求），其余部分可以用于新研民機(jī)的維修性研制，飛機(jī)制造商在使用這些標(biāo)準(zhǔn)時也需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)募舨谩?/p>

GJB/Z 57-1994和GJB/Z 145-2006雖然名義上只適用于軍用產(chǎn)品，但其分析方法與民機(jī)維修性分析方法并無差別，所以標(biāo)準(zhǔn)中所提供的分析方法可以直接用于新研民機(jī)的維修性分析工作。GJB 2072-1994與民機(jī)的維修性要求存在著一定的差距。同時GJB 2072-1994提供的驗證方法并不能滿足民機(jī)維修性的要求，故不能直接使用。

2.2.3 航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（HB）

2.2.3.1 主要內(nèi)容

我國航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)涉及的維修性要求包括HB/ Z 231-1993 《運輸機(jī)維修性設(shè)計準(zhǔn)則》、HB 7231-1995 《軍用飛機(jī)維修性設(shè)計準(zhǔn)則》和HB 7255-1995《直升機(jī)維修性設(shè)計準(zhǔn)則》，涉及到的維修性驗證的標(biāo)準(zhǔn)為HB 7177-1995《軍用飛機(jī)可靠性維修性外場驗證》。

HB/Z 231-1993 規(guī)定了運輸機(jī)整機(jī)及其系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)的維修性一般要求和詳細(xì)要求以及對設(shè)備的要求。該標(biāo)準(zhǔn)適用于民用運輸機(jī)和軍用運輸機(jī)的維修性設(shè)計，可作為維修性論證、設(shè)計、評審的依據(jù)。

HB 7231-1995適用于殲擊機(jī)、殲擊轟炸機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)及其教練機(jī)的維修性設(shè)計，其他機(jī)種可參考使用。HB 7255-1995 規(guī)定了直升機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)、旋翼尾槳及個系統(tǒng)維修性設(shè)計的通用準(zhǔn)則，是直升機(jī)維修性設(shè)計的依據(jù)之一。HB 7177-1995，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了軍用飛機(jī)可靠性、維修性外場驗證的基本要求，提出了軍用飛機(jī)可靠性、維修性外場驗證的程序和方法。

2.2.3.2 適應(yīng)性

HB/Z 231-1993、HB 7231-1995和HB 7255-1995關(guān)于維修性設(shè)計的要求相比國家軍用標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)更為具體，航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)規(guī)定了各種飛機(jī)（軍用飛機(jī)、運輸機(jī)、直升機(jī)）每個系統(tǒng)的維修性要求。雖然這些航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不是針對民用飛機(jī)制定的，但是這些標(biāo)準(zhǔn)中除武器系統(tǒng)等少數(shù)系統(tǒng)不適用于民用飛機(jī)外，絕大部分系統(tǒng)可以作為民機(jī)維修性要求剪裁參考使用。

HB 7177-1995標(biāo)準(zhǔn)驗證的內(nèi)容、判定的標(biāo)準(zhǔn)并不能用于民機(jī)維修性的驗證，所以該標(biāo)準(zhǔn)只能作為民機(jī)驗證的參考標(biāo)準(zhǔn)，不能直接使用。

2.2.4 美國軍用標(biāo)準(zhǔn)（MIL）

2.2.4.1 主要內(nèi)容

美國軍用標(biāo)準(zhǔn)是美國軍方依據(jù)自身特點和需要而制定的軍用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，美軍標(biāo)中關(guān)于維修性設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)主要有MIL-HDBK-470A《可維護(hù)產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計和研制》Designing and Developing Maintainable Products and Systems、MIL-STD-2084《航空電子系統(tǒng)和設(shè)備可維護(hù)性通用要求》Maintainability of Avionic and Electronic Systems and Equipment 、DOD-HDBK-791《可維護(hù)性設(shè)計技術(shù)》Maintability Design Techniques和MIL-HDBK-472《可維護(hù)性預(yù)測》Maintainability Prediction。

MIL-HDBK-470A替代了MIL-STD-470B和MIL-STD-471A。該標(biāo)準(zhǔn)中提出的要求僅作為指南使用，不要求承制方強(qiáng)制符合其要求。標(biāo)準(zhǔn)中定義的維修性，描述了與其他準(zhǔn)則的關(guān)系，列出維修性項目的基本要素，描述和這些要素相關(guān)的工作和活動，并且提供選擇這些工作和活動的指南。

MIL-STD-2084適用于所有美軍的電子電氣系統(tǒng)。該標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)容和編排上與GJB 368B-2009基本一致。

DOD-HDBK-791和GJB/Z91-1997相對應(yīng)，該標(biāo)準(zhǔn)提出了10項設(shè)計原則，分別為簡化設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化和互換性、可達(dá)性、模塊化、識別和標(biāo)記、測試性和診斷技術(shù)、預(yù)防性維修、人為因素和環(huán)境因素。MIL-HDBK-472和GJB/Z 57-1994相對應(yīng)，MILHDBK-472中將維修性預(yù)計分成了5類，把維修性分配放到了每項的維修性預(yù)計程序當(dāng)中，其中維修性預(yù)計程序I和III適用于單獨的電子系統(tǒng)和設(shè)備，程序II、IV和V可應(yīng)用于所有的系統(tǒng)和設(shè)備。

2.2.4.2 適應(yīng)性

MIL-HDBK-470A廣泛適用于各種設(shè)備和裝備的研制，該標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過適當(dāng)剪裁可以直接應(yīng)用于民機(jī)的研制工作。

MIL-STD-2084主要針對美軍電子系統(tǒng)和設(shè)備的維修性，其中關(guān)于維修等級等概念與民機(jī)存在著一定的差異，不能直接使用，建議參考使用。

MIL-HDBK-472中所提供的方法可以直接應(yīng)用于民機(jī)的維修性研制工作。

DOD-HDBK-791中所提供的方法可以直接應(yīng)用于民機(jī)的維修性研制工作。

2.2.5 美國機(jī)動車工程師學(xué)會（SAE）標(biāo)準(zhǔn)

2.2.5.1 主要內(nèi)容

SAE涉及維修性的標(biāo)準(zhǔn)主要包括：SAE JA1010《維修性大綱》Maintainability Program Standard、SAE JA1010-1《維修性大綱實施指南》Maintainability Program Standard implementation Guide和SAE ARP813《飛機(jī)輪胎和剎車設(shè)計的維修性建議》Maintainability Recommendations for Aircraft Wheel and Brake Design。

SAE JA1010和SAE JA1010-1兩個標(biāo)準(zhǔn)是配合使用的。SAE JA1010-1是對SAE JA1010標(biāo)準(zhǔn)的解釋和說明。這兩部標(biāo)準(zhǔn)從供應(yīng)商的角度，說明如何進(jìn)行和開展相應(yīng)的維修性工作，使其滿足客戶對于維修性的要求。

SAE ARP813僅針對飛機(jī)的機(jī)輪和剎車設(shè)計提供維修性設(shè)計建議。該標(biāo)準(zhǔn)對飛機(jī)的機(jī)輪和剎車特性進(jìn)行了詳細(xì)的要求，以此來保證其具有良好的維修性。

2.2.5.2 適應(yīng)性

SAE JA1010/ SAE JA1010-1標(biāo)準(zhǔn)可供飛機(jī)制造商維修性項目管理人員參考使用。SAE ARP813標(biāo)準(zhǔn)可以作為制造商維修性設(shè)計要求中的一個組成部分直接使用。

2.3 維修性指標(biāo)論證

GJB 1909A-2009《裝備可靠性維修性保障性要求論證》是GJB 368B-2009的支持標(biāo)準(zhǔn)，對維修性設(shè)計參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行了定義，并給出參數(shù)的選擇依據(jù)和要求、指標(biāo)確定的依據(jù)和要求以及各階段中闡述選擇和指標(biāo)確定的工作內(nèi)容。在該標(biāo)準(zhǔn)的附錄中還給出了指標(biāo)轉(zhuǎn)換的模型。

GJB 1909A-2009屬于軍方對裝備研制方的強(qiáng)制要求。該項標(biāo)準(zhǔn)除個別保障性要求外，基本上適用于民機(jī)的研制工作。

3 結(jié)論

通過對以上國內(nèi)外飛機(jī)維修性現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容和適應(yīng)性分析，我們對新研民用飛機(jī)在維修性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的選用范圍和具體設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中能夠得出下列結(jié)論：

3.1 民機(jī)維修性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)選用范圍

目前飛機(jī)制造商進(jìn)行維修性設(shè)計可選用的維修性標(biāo)準(zhǔn)包括國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)（GJB）、航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（HB）、美國軍用標(biāo)準(zhǔn)（MIL）、國際電工委員會（IEC）標(biāo)準(zhǔn)和美國機(jī)動車工程師學(xué)會（SAE）標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 民機(jī)維修性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

3.2.1 維修性管理標(biāo)準(zhǔn)

對于民機(jī)的維修性管理方面的標(biāo)準(zhǔn)包括GJB368B-2009、MIL-HDBK-470A、SAE JA1010、SAE JA1010-1等4份標(biāo)準(zhǔn)，可剪裁使用。

3.2.2 維修性要求標(biāo)準(zhǔn)

對于民機(jī)的維修性要求方面可參考的標(biāo)準(zhǔn)包括：

設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：GJB/Z 91-1997、DODHDBK-791、HB/Z 231-1993、HB 7231-1995、HB 7255-1995、SAE JA1010、SAE JA1010-1和SAE ARP 813等8份標(biāo)準(zhǔn)。

分析標(biāo)準(zhǔn)：GJB/Z 57-1994、GJB/Z 145-2006、MIL-HDBK-472等3份標(biāo)準(zhǔn)。

驗證標(biāo)準(zhǔn)：MIL-HDBK-470A，由于民機(jī)研制更注重維修性定性指標(biāo)的驗證，所以對于民機(jī)的維修性驗證方面需要飛機(jī)制造商制定自己的公司標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.3 維修性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

對于維修性指標(biāo)方面的標(biāo)準(zhǔn)包括GJB 1909A-2009，基本適用于民機(jī)的維修性設(shè)計。

[1] 《飛機(jī)設(shè)計手冊》第20冊：可靠性、維修性設(shè)計[M]. 北京：航空工業(yè)出版社，1999.10.

[2] 《飛機(jī)設(shè)計手冊》第5冊：民用飛機(jī)總體設(shè)計[M]. 北京：航空工業(yè)出版社，2005.08.

[3] 楊為民.可靠性維修性保障性總論[M]．北京：國防工業(yè)出版社，1997.

[4] ATA Specifcation 2200 Information Standards for Aviation Maintenance[S].Air Transport Association of America, Inc，2000.

（編輯：勞邊）

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