航空維修理論的發(fā)展現(xiàn)狀與應用探討

中國民航飛行學院 聶 挺 李 飛

自飛機問世之日起，航空器的維修思想一致伴隨著航空器的發(fā)展而變化，先后經(jīng)歷了“單一定時維修”、“以可靠性為中心的維修”等過程[1-2]。隨著在役航空器的日益增多，國際航空運輸協(xié)會提出了近代民用飛機MSG維修理念。MSG維修理念的核心是達到最高的安全標準、滿意的可靠性水平、良好的經(jīng)濟效益，它已成為各國民航當局共同認可和使用的維修理念[3]。

1 MSG維修思想的發(fā)展

1968年，1個由FAA專家和航空運營商組成專門的維修指導組(MSG)將以可靠性為中心的維修(RCM)應用于波音747初始預定維修方案的制定中，總結出1個用于指導制定預定維修方案的文件，這便是后來所知道的MSG-1文件。MSG-1在波音747的預定維修方案的制定中獲得了巨大成功，隨后邏輯決斷方法在使用中進一步改善，應用獲得的經(jīng)驗來更新邏輯決斷法并刪除波音747的具體內(nèi)容，制定了1個適用于以后新型飛機的通用性文件，即MSG-2：《航空公司/制造廠家的計劃維修方案文件》。

新一代的飛機以及新的飛機設計思想(如損傷容限)的出現(xiàn)，推動著新版本MSG文件的產(chǎn)生。1980年9月30日1個由FAA專家、生產(chǎn)廠家和運營商組成的工作組發(fā)布了新的MSG-3文件。主要的改進之處是嚴格區(qū)分了安全性后果和經(jīng)濟性后果，進一步將明顯的和隱藏的功能故障分類和將結構老化細分為偶然損傷、環(huán)境惡化和疲勞損傷等。在其后的應用中，MSG-3先后補充了應用經(jīng)驗、腐蝕預防和控制大綱等，形成了多個修訂版本。

2 MSG-2和MSG-3差異化分析

2.1 MSG-2維修決斷介紹

MSG-2飛機的維修工作應用的分析邏輯是從組件(Units)→零部件(component)→分系統(tǒng)(subsystem)→飛機系統(tǒng)(system)的這種自下而上/從小到大的流程。應用分析邏輯到最低管理層面(組件層面、零部件層面、飛機系統(tǒng)或飛機層面逐層遞加)為止，即只要可以為較低的管理層面指定一個適當?shù)木S修方式，就無需再對更高一級管理層面指定維修方式。MSG-2分析邏輯只對飛機系統(tǒng)和飛機結構進行分析，分析結果是為飛機系統(tǒng)單獨項目指定不同的維修方式，即定時維修、視情維修和狀態(tài)監(jiān)控維修方式。MSG-2決斷過程如圖1所示。

2.2 MSG-3維修決斷介紹

MSG-3是以RCM理論為基礎的邏輯決斷法，目的是制定一份建議書，以幫助確定預定維修方案的工作任務和維修間隔的方法，保持航空器的固有安全性和可靠性水平。MSG-3并不強制要求被用于飛機預定維修方案的制定工作，但是事實證明，利用MSG-3制定預定維修方案是更加有效和易實現(xiàn)的。MSG-3結構分析流程如圖2所示。

2.3 MSG-2和MSG-3差異化分析

MSG-2規(guī)定了制訂飛機系統(tǒng)/附件、動力裝置和結構的預定維修大綱的一般要求、決斷步驟和工作程序。MSG-2分析特點是：(1)自上而下；(2)維修工時多。MSG-3的分析工作是從飛機系統(tǒng)(System)→分系統(tǒng)(Subsystem)→零部件(Component)→組件(Units)。這種從大到小/自上而下的流程，只要可以為上一級的管理層面指定1個適當?shù)木S修工作，就無需再對下一層面指定維修工作，二者分析邏輯對比圖見圖3。

圖1 MSG-2擬定維修大綱決斷圖Fig.1 MSG-2 maintenance program decision flow paths

3 MSG-3的特點和優(yōu)勢分析

總體來說，MSG-3較MSG-2有若干優(yōu)點，現(xiàn)分7個方面分別論述：

(1)MSG-2沒有區(qū)分故障的安全性影響和經(jīng)濟性影響。而MSG-3清楚地將故障后果分為明顯的安全性影響，明顯的使用性影響，明顯的經(jīng)濟性影響，隱蔽的安全性影響和隱蔽的非安全性影響5大類。將做維修工作的安全性原因和經(jīng)濟性原因區(qū)分開來對待，對經(jīng)濟上來說宜做的工作和安全使用上來說必須做的工作做了明確的區(qū)分。

(2)MSG-2的邏輯還不是很嚴密。用戶在決定需要做什么工作時有比較大的自主空間，可以選擇他們喜歡或想做什么。在決策過程中，主觀想法和感情需要被排除。MSG-3有更加清晰和嚴謹?shù)倪壿嫑Q斷過程，通過對一系列具體是非問題的回答來確定工作，最大程度上排除如“我們應該己經(jīng)做了……”、“以防萬一……”和“我們感覺這樣做更好”等類似主觀因素干擾。

(3)MSG-2沒有給隱藏功能故障以足夠的重視，在當今的飛機系統(tǒng)中，電子化和余度設計越來越多地被運用，隱蔽功能故障出現(xiàn)的概率也隨之增加，如果沒有及時發(fā)現(xiàn)的話，有可能造成更加嚴重的多重故障后果，所以對隱蔽功能故障需要給予更多的關注。MSG-3對故障后果的5個分類中，隱蔽的安全性影響和隱蔽的非安全性影響就是針對這個問題特別提出的，適合現(xiàn)代的飛機維修思想。

(4)MSG-3增加了一些FAA的新的規(guī)章和要求，如FAR25.571(損傷容限和結構疲勞評估)、老齡飛機、腐蝕預防和控制大綱、加強的區(qū)域分析程序和L/HIRF分析程序等。

圖2 結構分析流程簡圖Fig.2 Logic diagram of structures treatment

圖3 MSG-2和MSG-3分析邏輯對比圖Fig.3 Logic comparison of MSG-2 and MSG-3 analysis

(5)MSG-2采用的是由下而上的邏輯分析方法，而MSG-3采用的是由上而下的邏輯分析方法，將維修項目的等級定得足夠高以避免不必要的功能分析，但是又要低到經(jīng)過適當?shù)姆治鼍湍鼙ＷC這個項目的所有功能、故障和引起故障的原因沒有被遺漏。MSG-3的邏輯分析方法可以得出比MSG-2更少的預定維修任務。舉例來說，MSG-2分析程序認為對1個液壓泵應該分析泵的哪一個或幾個零件可能出現(xiàn)故障和故障的原因，并決定采取什么樣的維修方式來預防這一個或幾個零件的故障；相反地，MSG-3則著眼于因為液壓泵的故障導致飛機液壓系統(tǒng)功能的缺失情況，根據(jù)功能故障的后果(安全性還是使用性)來決定是否有適用和有效的工作可以采用。MSG-2的分析對象是某一個零件，而MSG-3的分析對象則著眼于系統(tǒng)執(zhí)行正常功能的情況。

(6)MSG-2最后分析得出的是定時維修(HT)、視情維修(OC)和狀態(tài)監(jiān)控(CM)3種維修方式，這種定義比較容易讓人混淆。如所做工作為視情維修時，應該做的具體工作是一般目視檢查？還是詳細檢查？還是功能檢查？又或是操作檢查呢？MSG-3邏輯分析法最后確定的是具體的維修工作類別，如潤滑勤務、功能檢查或報廢等。這樣就消除了對狀態(tài)監(jiān)控、視情和定時3個術語不同解釋的混淆現(xiàn)象。從而消除了確定應完成哪些維修工作時所遇到的困難、應用確定維修工作類型的概念，使每個人都能看懂MRB報告，并淸楚預定維修方案對某個項目的規(guī)定(例如：某個項目在A檢做潤滑工作，在C檢做功能檢査工作，在D檢做恢復工作)。

(7)基于MSG-3的預定維修方案相對MSG-2的預定維修方案將會擁有更少的維修工作項目和更長的維修間隔。一方面，由于MSG-3的先進的維修思想和新的方法(如加強的區(qū)域檢查)，可以更少的工作來保持和恢復飛機的安全性；另一方面，更少的工作會產(chǎn)生更少的工作中的認為差錯以及由此造成的額外維修工作。因此可以減小運營人的維修強度，降低其維修成本。

4 結論

通過介紹MSG維修思想發(fā)展歷程，闡述2種維修思想產(chǎn)生的背景。通過分析、比較2種維修思想的邏輯決斷過程，較為詳細地對比2種思想存在的差異化，最后通過對比分析二者在MRB報告中的維修項目數(shù)和維修間隔的差別，證明了MSG-3的優(yōu)越性。從已使用基于MSG-3維修方案的航空公司了解到，通過減少預定維修任務和增加維修間隔，可以大大降低人為差錯和維修費用。

[1] 章文晉,孫福臣.航空公司機務維修計劃管理系統(tǒng)開發(fā).航空維修與工程，2003(6)：53-54.

[2] 吳國華,邢建民.航空公司運行管理系統(tǒng)建設初探.中國民航學院學報, 2002, 13(增刊 2)：1-5.

[3] 王偉,孫有朝.從庫恩范式理論談民用飛機維修理念的變遷,2008,10(3)：49-52.