航空裝備維修保障發(fā)展研究

侯安生 平本紅 薛萍

通過(guò)梳理國(guó)外航空裝備保障的發(fā)展歷程，包括維修理念、維修模式和維修方法，分析我國(guó)航空裝備全生命周期保障的現(xiàn)狀以及未來(lái)裝備發(fā)展趨勢(shì)，指出了提升我國(guó)航空裝備保障水平的一些建議。

1 國(guó)外航空裝備維修保障發(fā)展分析

在兩次世界大戰(zhàn)和隨后的局部戰(zhàn)爭(zhēng)的推動(dòng)下，航空裝備在近百年來(lái)取得了蓬勃發(fā)展。以軍機(jī)為例，轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、攻擊機(jī)、戰(zhàn)斗攻擊機(jī)、反潛機(jī)、偵察機(jī)、預(yù)警機(jī)、空中加油機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、救護(hù)機(jī)、教練機(jī)、多用途戰(zhàn)斗機(jī)等層出不窮，性能不斷提高，在戰(zhàn)爭(zhēng)中扮演了重要的角色。表1總結(jié)了部分前四代戰(zhàn)斗機(jī)的特點(diǎn)。

而維修保障作為航空裝備全壽命周期的重要環(huán)節(jié)，是能否最大程度發(fā)揮裝備效能的關(guān)鍵因素。

1.1 航空裝備維修理念的發(fā)展

裝備的維修理念是指導(dǎo)維修大綱制定的原則。裝備維修大綱的科學(xué)、合理與適用性，關(guān)系到裝備的安全性和適航性以及維修有效性。

在航空裝備發(fā)展的早期，機(jī)械結(jié)構(gòu)在機(jī)體結(jié)構(gòu)中占比較大時(shí)，維修保障采取的是定時(shí)維修。

到20世紀(jì)50年代后期，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得飛機(jī)裝備的復(fù)雜程度越來(lái)越高。而且在這一時(shí)期，可靠性工程、維修性工程、故障物理學(xué)和故障診斷技術(shù)等新興學(xué)科也相繼出現(xiàn)，再加上概率統(tǒng)計(jì)和管理科學(xué)在這一階段也取得了極大的發(fā)展。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，可靠性和維修間隔期的控制并無(wú)必然的直接聯(lián)系。

這個(gè)研究成果顛覆了傳統(tǒng)的維修觀念。在此基礎(chǔ)上，美國(guó)航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)組建了維修行業(yè)委員會(huì)（MaintenanceSteering Group，MSG），負(fù)責(zé)飛機(jī)基本的維護(hù)程序的設(shè)計(jì)，分析多重故障模式和其影響造成的結(jié)果。1965年MSG首次提出了初始的邏輯決斷方法，在1968年發(fā)布了MSG-1手冊(cè)，并成功應(yīng)用于波音747-200/300飛機(jī)上。

MSG-1方法在波音747飛機(jī)上成功運(yùn)用后，美聯(lián)航和波音公司對(duì)MSG-1稍加修改，使其適用于其他飛機(jī)，并被命名為MSG-2分析邏輯。MSG-2是針對(duì)維修方式的分析邏輯，在1970年開(kāi)始部分用于波音737 200。根據(jù)MSG-2方法制定的維修大綱，主要針對(duì)飛機(jī)的每類組件（系統(tǒng)、部件或設(shè)備），采用“自下而上”的分析方法，其分析結(jié)果是為各類組件確定適宜的維修方式，包括定時(shí)維修、視情維修和狀態(tài)監(jiān)控。

20世紀(jì)70年代初，由于航空裝備復(fù)雜性的增加，采用單一定時(shí)維修的美軍裝備維修費(fèi)用以驚人的幅度增長(zhǎng)，而與此同時(shí)采用MSG-2的民用飛機(jī)維修費(fèi)用卻下降了30%，因此引起了美國(guó)軍方的注意。美國(guó)國(guó)防部命令在全軍范圍內(nèi)推廣以可靠性為中心的維修理念，提出用4種工作類型——定時(shí)拆修、定時(shí)報(bào)廢、視情維修和隱患檢測(cè)，替代3種維修方式——定時(shí)方式、視情方式和狀態(tài)監(jiān)控方式;使以可靠性為中心的維修又向前邁進(jìn)了一大步。

在MSG-2使用了約10年后，在廣泛收集飛機(jī)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)和零部件的使用數(shù)據(jù)，并對(duì)其失效方式、所監(jiān)控的失效模式和采取的維修措施間形成的相互關(guān)系進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，由美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）、美國(guó)航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)（ATA）、美國(guó)和歐洲的飛機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠家、航空公司聯(lián)合制定了新的維修決斷邏輯和分析程序，即MSG-3。

MSG-3又稱“航空公司/制造廠商維修大綱制定文件”，主要針對(duì)飛機(jī)的系統(tǒng)/分系統(tǒng)的維修工作。MSG-3采用“從上往下”或稱“故障結(jié)果”邏輯方法，從飛機(jī)系統(tǒng)的最高管理層面進(jìn)行故障分析，確定適合的計(jì)劃維修任務(wù)，以防止故障發(fā)生和保證系統(tǒng)的固有可靠性水平。MSG-3著眼于系統(tǒng)功能失效時(shí)的潛在影響、確定故障的能力、故障及維修的成本。

1.2 MSG-3維修思想的主要內(nèi)容

根據(jù)MSG-3分析邏輯確定的飛機(jī)計(jì)劃維修任務(wù)主要包括計(jì)劃性（例行）維修和非計(jì)劃性（非例行）維修兩部分。為了防止飛機(jī)固有的安全性和可靠性發(fā)生偏離而定期進(jìn)行的計(jì)劃維修包括：

飛機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)維修任務(wù)：潤(rùn)滑/勤務(wù)、操作/目視檢查、檢查/功能測(cè)試、性能恢復(fù)、報(bào)廢;

結(jié)構(gòu)項(xiàng)目維修任務(wù)：一般目視檢查、詳細(xì)檢查、特別詳細(xì)檢查;

區(qū)域分析維修任務(wù)：一般目視檢查、詳細(xì)檢查，保證飛機(jī)規(guī)定區(qū)域內(nèi)的所有系統(tǒng)、部件和裝置都受到足夠的監(jiān)控，以確保安裝和總體狀態(tài)的安全性。

非計(jì)劃維修包括：計(jì)劃維修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，臨時(shí)出現(xiàn)的故障和運(yùn)營(yíng)分析結(jié)果要求的維修與改裝。

除了MSG-3的維修要求外，還有一些針對(duì)結(jié)構(gòu)重要項(xiàng)目的疲勞裂紋檢查項(xiàng)目，分類為適航限制項(xiàng)目;還有一些針對(duì)飛機(jī)系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)制維修項(xiàng)目，分類為審定維護(hù)要求;還有一些項(xiàng)目如起落架、發(fā)動(dòng)機(jī)盤(pán)等，具有壽命限制的維修要求。

1.3 以可靠性為中心的維修思想的主要內(nèi)容

定時(shí)維修：以可靠性為中心的維修理論認(rèn)為，定時(shí)維修對(duì)某些簡(jiǎn)單裝備的故障預(yù)防是有用的，但對(duì)大多數(shù)復(fù)雜裝備而言，尤其多個(gè)系統(tǒng)之間相互交聯(lián)相互影響時(shí)定時(shí)維修單個(gè)系統(tǒng)不僅對(duì)故障預(yù)防的作用甚微，相反還會(huì)帶來(lái)早期故障和人為差錯(cuò)，增大了總的故障率。

潛在故障與功能故障：以可靠性為中心的維修理論提出潛在故障的概念。潛在故障是一種指示功能故障即將發(fā)生，可識(shí)別的狀態(tài)。通過(guò)定義潛在故障開(kāi)展視情維修。利用潛在故障防止功能故障的出現(xiàn)，使裝備在不發(fā)生功能故障的前提下得到充分的利用，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。

隱蔽功能故障與多重故障：隱蔽功能故障是指正常使用設(shè)備的人員不能發(fā)現(xiàn)的功能故障。多重故障是指由多個(gè)獨(dú)立故障所組成的故障事件，它可能造成其中任一故障所不能單獨(dú)引起的后果。多重故障與隱蔽功能故障關(guān)系密切，如果隱蔽功能故障沒(méi)有及時(shí)被發(fā)現(xiàn)和排除，就可能造成多重故障，產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。應(yīng)采取狀態(tài)監(jiān)控模式，加大對(duì)隱蔽功能故障的檢測(cè)頻率，及時(shí)排除隱蔽功能故障，防止多重事故的發(fā)生。

針對(duì)不同的故障后果采取不同的對(duì)策：預(yù)防故障的根本目的不僅限于預(yù)防故障本身，而且在于避免或降低故障的后果。要不要進(jìn)行預(yù)防性維修工作，主要是由其故障后果的嚴(yán)重程度所決定的。針對(duì)不同的故障后果，應(yīng)采取不同的對(duì)策。如果故障后果嚴(yán)重，則需竭盡全力防止發(fā)生;如果故障影響甚微，則不必采取任何措施，直到故障出現(xiàn)以后再來(lái)排除即可。

關(guān)于預(yù)防性維修的作用：以可靠性為中心的維修理論認(rèn)為，設(shè)備的固有可靠性是設(shè)計(jì)和制造時(shí)賦予設(shè)備本身的一種內(nèi)在的固有屬性。預(yù)防性維修能夠防止設(shè)備固有可靠性水平降低，但不可能把可靠性提高到固有可靠性水平之上，最高只能保持或達(dá)到固有可靠性水平;要想超出這個(gè)水平，只能重新設(shè)計(jì)。

總的來(lái)說(shuō)，以可靠性為中心的維修和MSG維修是針對(duì)不同用途航空飛機(jī)、相輔相成、相互借鑒、相互促進(jìn)的兩種維修思想。

1.4 信息技術(shù)條件下航空裝備的維修保障新模式

在20世紀(jì)末21世紀(jì)初，隨著新材料、新技術(shù)的發(fā)展以及裝備研制的全面數(shù)字化，尤其是航電、機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展融合，裝備的維修保障模式和方法也得到了迅速發(fā)展。

1）基于性能的全壽命保障（PBL）

PBL是美、歐等國(guó)針對(duì)具體型號(hào)裝備提出的全新維修保障理念和模式，其核心是“項(xiàng)目辦公室”通過(guò)“裝備保障集成方”加強(qiáng)對(duì)裝備全壽命保障管理，促進(jìn)軍方與合同商的合作，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)與風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)，從而在經(jīng)濟(jì)可承受的條件下確保型號(hào)裝備在壽命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的戰(zhàn)備完好性目標(biāo)。

PBL的主要原則包括：a.購(gòu)買性能;b.項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)全壽命周期系統(tǒng)管理負(fù)責(zé);c.簽訂以客觀的度量標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的基于性能的協(xié)議;d.明確產(chǎn)品保障集成方是將保障集成起來(lái)并實(shí)現(xiàn)性能/保障目標(biāo)的“單一聯(lián)系點(diǎn)”;e.軍地/軍民/公私合作。它將保障作為一個(gè)綜合的、可承受的性能包來(lái)購(gòu)買，以便優(yōu)化系統(tǒng)的戰(zhàn)備完好性。它通過(guò)以具有清晰的權(quán)力和責(zé)任界線的長(zhǎng)期性能協(xié)議為基礎(chǔ)的保障結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)武器系統(tǒng)的性能目標(biāo)。

基于性能的全壽命保障，是四代航空裝備保障的主要策略，是三級(jí)保障體制轉(zhuǎn)變?yōu)槎?jí)保障體制，軍民融合保障的主要體現(xiàn)。

2）增強(qiáng)型基于狀態(tài)的維修（CBM+）

基于狀態(tài)的維修（CBM）是美軍在20世紀(jì)末21世紀(jì)初開(kāi)始大力推行的一種維修思想，目的是將以信息技術(shù)為代表的各種高新技術(shù)應(yīng)用到維修的全過(guò)程，從而提高維修工作的效率與效益，實(shí)現(xiàn)維修方式的全面變革。CBM是在傳統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合了多種先進(jìn)的技術(shù)，準(zhǔn)確地判定部件實(shí)際狀態(tài)，并據(jù)此決定更換或維修的過(guò)程。CBM+是CBM的增強(qiáng)版，是一種預(yù)測(cè)性維修，可實(shí)時(shí)監(jiān)控裝備的狀態(tài)，準(zhǔn)確判定部件的實(shí)際狀態(tài)，預(yù)測(cè)設(shè)備的初始故障和剩余壽命，在出現(xiàn)維修需求時(shí)才開(kāi)展維修，適應(yīng)信息化裝備對(duì)高精度裝備保障的要求，節(jié)約維修成本，降低裝備的壽命周期費(fèi)用。此外，信息化裝備本身就具備實(shí)現(xiàn)CBM+的軟硬件條件，如在設(shè)計(jì)時(shí)就嵌入了高性能傳感器和嵌入式診斷能力，配備高性能的信息系統(tǒng)有利于數(shù)據(jù)的快速傳輸和高效處理等，為實(shí)現(xiàn)CBM+奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

3）自主式保障（ALIS）

ALIS是美軍在開(kāi)發(fā)第四代戰(zhàn)斗機(jī)F-35時(shí)提出的一種創(chuàng)新性維修保障模式，它是基于飛機(jī)的健康狀態(tài)，通過(guò)一個(gè)實(shí)時(shí)更新的信息系統(tǒng)，將任務(wù)規(guī)劃、維修訓(xùn)練和維修保障作業(yè)等各種要素集成起來(lái)，對(duì)武器系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)控結(jié)果自主確定合適的維修方案，在裝備使用期間預(yù)先啟動(dòng)維修任務(wù)規(guī)劃和維修資源調(diào)配，在最佳時(shí)機(jī)進(jìn)行維修，確保武器平臺(tái)保持良好的狀態(tài)性能。ALIS的目標(biāo)一是借助信息技術(shù)等高新技術(shù)，將CBM和美軍整個(gè)信息鏈系統(tǒng)相結(jié)合，達(dá)到保障信息一體化;二是進(jìn)一步規(guī)范和強(qiáng)化裝備自診斷、預(yù)測(cè)與維修保障能力，使裝備不僅僅是維修的客體，也是維修保障主體的重要組成，即將維修主體前伸到從裝備自身開(kāi)始;三是進(jìn)一步縮減裝備保障環(huán)節(jié)，優(yōu)化保障體系和資源，達(dá)到精確、機(jī)動(dòng)、快捷、經(jīng)濟(jì)保障的目的。

實(shí)現(xiàn)ALIS后，裝備的幾乎全部診斷測(cè)試、維修和保障活動(dòng)都將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從而最大程度地減少人力和消除人為差錯(cuò)，高效保障裝備的作戰(zhàn)部署。與傳統(tǒng)保障模式相比，ALIS能夠更好地滿足信息化裝備的整體保障需求。

4）裝備健康管理（PHM）

PHM是指故障預(yù)測(cè)和健康管理，是為滿足自主保障、自主診斷的要求而提出來(lái)的，是基于狀態(tài)的維修的升級(jí)。它強(qiáng)調(diào)裝備管理中的狀態(tài)感知，監(jiān)控裝備的健康狀況、故障頻發(fā)區(qū)域與周期，通過(guò)數(shù)據(jù)監(jiān)控與分析，預(yù)測(cè)故障的發(fā)生，從而大幅度提高運(yùn)維效率。要實(shí)現(xiàn)PHM，除了物理基礎(chǔ)條件保障外，既需要大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，又需要非常密集的行業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和模型作為支撐。診斷是裝備在預(yù)期的使用狀態(tài)下，通過(guò)評(píng)估其健康狀態(tài)變化，監(jiān)控健康狀態(tài)和預(yù)測(cè)其剩余使用壽命的過(guò)程。PHM常用的分析模型有權(quán)重/表決、貝葉斯推理、卡爾曼濾波、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、隱含馬爾科夫模型、漸進(jìn)式蒙特卡洛模型、專家系統(tǒng)、模糊邏輯等數(shù)據(jù)融合方法。

5）基于模型的維修持續(xù)保障（MBS）

目前裝備先進(jìn)設(shè)計(jì)制造方法是建模與仿真在設(shè)計(jì)、制造、支持等全流程業(yè)務(wù)的創(chuàng)新應(yīng)用。其中基于模型的設(shè)計(jì)（MBD）是核心，基于模型的維修持續(xù)保障是應(yīng)用和實(shí)踐的新方向。用產(chǎn)品模型和過(guò)程模型定義、執(zhí)行、控制、傳遞、管理企業(yè)的全部業(yè)務(wù)，可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)之間的無(wú)縫集成，并與戰(zhàn)略管理對(duì)接。

MBS將模型作為系統(tǒng)記錄和構(gòu)型管理的唯一基礎(chǔ)，將產(chǎn)品和工藝開(kāi)發(fā)中的模型和仿真應(yīng)用到生命周期的維護(hù)階段，使用維護(hù)/維修/故障數(shù)據(jù)評(píng)估產(chǎn)品和工藝，持續(xù)關(guān)注系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，并將其反饋到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的改進(jìn)環(huán)節(jié)，通過(guò)MBS提取設(shè)計(jì)優(yōu)化信息。其中最重要的工作是記錄產(chǎn)品的過(guò)程規(guī)范、材料數(shù)據(jù)、產(chǎn)品支持信息以及測(cè)試分析信息等，形成跨越整個(gè)供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)化、集成的工程技術(shù)數(shù)據(jù)包。

6）基于數(shù)字線索的數(shù)字孿生維修保障

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革趨勢(shì)，體現(xiàn)在航空裝備的研發(fā)上是以數(shù)字線索和數(shù)字孿生為核心，以自適應(yīng)運(yùn)載器制造、系統(tǒng)架構(gòu)虛擬集成等先進(jìn)開(kāi)發(fā)模式為引領(lǐng)。當(dāng)客戶接收裝備的同時(shí)，還將接收另外一套數(shù)字模型。每一特定架次的裝備都有一個(gè)忠誠(chéng)的影子，伴隨一生。這種數(shù)字孿生的新技術(shù)將基于航空裝備的健康狀態(tài)進(jìn)行維護(hù)與保障。

數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過(guò)程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對(duì)應(yīng)的實(shí)體裝備的全生命周期過(guò)程。首先在數(shù)字空間建立真實(shí)飛機(jī)的模型，并通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)與飛機(jī)真實(shí)狀態(tài)完全同步，這樣每次飛行后，根據(jù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)有情況和過(guò)往載荷，及時(shí)分析評(píng)估是否需要維修，能否承受下次的任務(wù)載荷等。充分利用物聯(lián)網(wǎng)、空間鏈路網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)感知、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析和數(shù)字孿生等技術(shù)，在航空裝備設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)監(jiān)控管理系統(tǒng)升級(jí)，實(shí)施航空裝備運(yùn)營(yíng)監(jiān)控監(jiān)測(cè)平臺(tái)，開(kāi)展運(yùn)行維護(hù)及故障建模分析，實(shí)現(xiàn)航空裝備在線監(jiān)控與控制以及運(yùn)行過(guò)程的可靠性評(píng)估、故障預(yù)警、質(zhì)量診斷、遠(yuǎn)程主動(dòng)維護(hù)等。

1.5 美國(guó)航空裝備維修保障組織體系分析

在一百多年的航空裝備維修保障實(shí)踐中，美國(guó)建立了以國(guó)防部為主，其他有關(guān)政府部門(mén)為輔的系統(tǒng)龐大的航空裝備維修保障管理體系。國(guó)防部是美軍航空裝備維修保障的統(tǒng)管部門(mén);各軍種分別具體組織實(shí)施，都設(shè)有主管航空裝備維修保障管理的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)和具體實(shí)施部門(mén)，并編制有戰(zhàn)略級(jí)、戰(zhàn)役級(jí)、戰(zhàn)術(shù)級(jí)維修保障力量。除國(guó)防部外，美國(guó)政府其他有關(guān)部門(mén)也參與航空武器裝備維修保障管理工作。

高度重視全壽命周期維修保障管理，這一點(diǎn)充分體現(xiàn)在美國(guó)航空武器裝備維修保障管理機(jī)構(gòu)的編制與職責(zé)上。例如，美國(guó)陸軍條例10-87“各陸軍司令部、陸軍軍種組成部隊(duì)司令部以及直接報(bào)告單位”中明確規(guī)定，美國(guó)陸軍裝備司令部的職責(zé)包括“與項(xiàng)目執(zhí)行官以及計(jì)劃/項(xiàng)目/產(chǎn)品主管進(jìn)行合作，共同為系統(tǒng)與裝備提供一體化的裝備壽命周期管理”，美國(guó)陸軍裝備司令部下設(shè)“航空與導(dǎo)彈司令部壽命周期管理司令部” “聯(lián)合彈藥與殺傷力壽命周期管理司令部”“通信電子司令部壽命周期管理司令部”，分別負(fù)責(zé)航空武器裝備及其子系統(tǒng)的全壽命周期管理，從而在航空武器裝備維修保障管理的頂層設(shè)計(jì)上貫徹了全壽命周期管理。

建立了由軍方主導(dǎo)的航空武器裝備適航管理體系。20世紀(jì)80年代后期，美軍在全世界率先提出了航空武器裝備適航的概念，在型號(hào)研制中開(kāi)始借鑒引入民用航空裝備適航管理經(jīng)驗(yàn)，以提高航空武器裝備的性能，目前已建立起軍方主導(dǎo)的航空武器裝備適航管理體系。

維修作業(yè)體制由三級(jí)向兩級(jí)發(fā)展。美國(guó)國(guó)防部和各軍種普遍認(rèn)為，隨著航空武器裝備技術(shù)復(fù)雜程度的不斷提高，一方面需要精干高效的一線保障力量為航空裝備提供基層級(jí)維修保障，直接保證其滿足作戰(zhàn)需求;另一方面需要充分利用軍方建制內(nèi)的基地級(jí)維修保障力量和維修保障合同商的專業(yè)化技術(shù)團(tuán)隊(duì)為保持裝備持續(xù)作戰(zhàn)能力提供可靠保證。

加強(qiáng)基地級(jí)維修能力建設(shè)。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著維修保障合同商的兼并重組，維修保障合同違約與維修保障質(zhì)量下降，以及維修保障合同商難以承受在作戰(zhàn)一線的伴隨保障、難以適應(yīng)高強(qiáng)度作戰(zhàn)保障環(huán)境等一系列問(wèn)題，使得美國(guó)國(guó)防部和各軍種都轉(zhuǎn)變了以往過(guò)于強(qiáng)調(diào)維修保障合同商地位作用的態(tài)度，轉(zhuǎn)而更加注重軍方管理的后勤中心、維修基地等后方基地級(jí)維修能力的建設(shè)。

2 我國(guó)航空裝備維修保障發(fā)展分析

2.1 航空裝備技術(shù)保障體制概述

我國(guó)航空工業(yè)從蘇聯(lián)援助飛機(jī)起步，主要是在引進(jìn)和仿制俄制飛機(jī)基礎(chǔ)上，采用俄制飛機(jī)的維修體制。俄制飛機(jī)的維修理念與西方以可靠性為中心的維修理念不同，主要采用定時(shí)維修的方法，包括航線維修、定期維修、特殊維修、儲(chǔ)存維修和安全管理。如我國(guó)軍方現(xiàn)在仍在實(shí)行的飛機(jī)換季檢查在波音空客飛機(jī)的維修保障中很少見(jiàn)。直到殲十戰(zhàn)斗機(jī)，我國(guó)才開(kāi)始研引進(jìn)西方的維修理念和保障體系。近年來(lái)，軍方密集下發(fā)文件，要求工業(yè)部門(mén)和大修廠研究以MSG-3為理念的預(yù)防性維修，為復(fù)雜裝備的維修體制改革打好基礎(chǔ)。

2.2 我軍航空裝備技術(shù)保障體制分析

航空裝備技術(shù)保障系統(tǒng)是由裝備維修所需的物質(zhì)資源、人力資源、信息資源以及管理手段等要素組成的系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在部隊(duì)首長(zhǎng)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，由裝備技術(shù)保障部門(mén)、裝備管理部門(mén)共同組成。航空裝備的技術(shù)保障內(nèi)容，主要包括航空機(jī)務(wù)保障、工廠修理、航空軍械保障、航材保障以及相關(guān)的保障裝，設(shè)備建設(shè)、保障人員專業(yè)培訓(xùn)和維修改革等內(nèi)容。

我國(guó)航空裝備維修保障維修的作業(yè)體制實(shí)行三級(jí)維修體制：一級(jí)（基層級(jí)）維修是指航空兵團(tuán)機(jī)務(wù)大隊(duì)所進(jìn)行的維修。主要承擔(dān)飛機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)，飛機(jī)機(jī)務(wù)準(zhǔn)備等任務(wù)。二級(jí)（中繼級(jí)）維修是指部隊(duì)修理廠所進(jìn)行的維修。主要承擔(dān)飛機(jī)的定期檢修、小修、中修、損傷飛機(jī)的修理，機(jī)載設(shè)備、機(jī)件的修理，無(wú)損檢測(cè)、油液分析和部分零備件的制作，飛機(jī)的改裝以及戰(zhàn)時(shí)飛機(jī)搶修等任務(wù)。三級(jí)（基地級(jí)）維修是指航空修理工廠所進(jìn)行的維修，主要承擔(dān)航空裝備的大修和復(fù)雜的改裝，部分零備件制作，平時(shí)、戰(zhàn)時(shí)搶修支援和技術(shù)支援等任務(wù)。

維修專業(yè)通常劃分為航空機(jī)械、航空軍械、航空特設(shè)、航空電子、航空火控、飛機(jī)修理等。

2.3 我國(guó)航空裝備技術(shù)保障特點(diǎn)分析

我國(guó)航空裝備的維修保障與航空武器裝備的發(fā)展一樣，也經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的積累和發(fā)展過(guò)程，與每一代武器裝備的特點(diǎn)密切相關(guān)。

第一階段是與二代機(jī)相對(duì)應(yīng)，飛機(jī)的特點(diǎn)是尺寸小、重量輕，機(jī)動(dòng)性好，近戰(zhàn)火力強(qiáng);結(jié)構(gòu)由較為簡(jiǎn)單逐漸變?yōu)閺?fù)雜，機(jī)械裝置占比大，具有航電系統(tǒng)，使用維護(hù)較簡(jiǎn)便。對(duì)這類飛機(jī)的維修保障主要以單一的“定時(shí)維修”為主;在維修保障體制上采用三級(jí)維修體制;維修方式以紙質(zhì)、手工為主：維修依據(jù)以紙質(zhì)圖紙、紙質(zhì)文件為主，維修工藝是紙質(zhì)二維工藝，維修計(jì)劃、維修過(guò)程控制、維修檢驗(yàn)、測(cè)試等均是手工、紙質(zhì)記載形式。

第二階段是與三代機(jī)相對(duì)應(yīng)，飛機(jī)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，采用了數(shù)字式電傳飛控系統(tǒng)以及高度綜合化的航電系統(tǒng);在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)為代表的一系列關(guān)鍵技術(shù)，在生產(chǎn)過(guò)程中逐步采用了數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)等，在設(shè)計(jì)、制造企業(yè)中逐步普及了ERP、MES等信息化管理系統(tǒng)。維修體制主要以三級(jí)為主，部分裝備也在逐步探索和全面推廣二級(jí)維修模式。在維修保障模式上，以“定時(shí)模式”為主，逐步開(kāi)展視情維修、預(yù)防性維修、修復(fù)性維修等多種形式相結(jié)合的維修模式，開(kāi)展以可靠性為中心的維修思想的研究和實(shí)施。在維修手段和方式上，逐步建立了信息化的維修保障管理系統(tǒng)，覆蓋到中繼級(jí)、基地級(jí)維修保障，實(shí)現(xiàn)了從裝備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控到飛行任務(wù)執(zhí)行、飛行保障任務(wù)下達(dá)執(zhí)行、維修任務(wù)下達(dá)執(zhí)行等信息閉環(huán)管理，明晰了裝備的技術(shù)狀態(tài)，保證了維修的質(zhì)量。

第三階段與四代機(jī)及新型號(hào)相對(duì)應(yīng)。裝備的特點(diǎn)：MBD協(xié)同設(shè)計(jì)、制造，虛擬設(shè)計(jì)、制造仿真等;全數(shù)字化生產(chǎn);采用了諸多信息化技術(shù)，如航電機(jī)內(nèi)測(cè)試技術(shù)（BIT）、自動(dòng)測(cè)試技術(shù)（ATE）、健康管理（PHM）系統(tǒng)、其他關(guān)鍵機(jī)載計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)等。維修保障的新模式正處于探索實(shí)行階段。

2.4 我軍航空裝備維修保障體系分析

我國(guó)航空裝備維修思想仍然以定時(shí)維修為主，自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)和自動(dòng)化維修保障技術(shù)尚在研究探索階段，還沒(méi)有形成規(guī)模，裝備維修保障新的模式尚未建立。維修觀念與手段需要變革。

裝備技術(shù)的復(fù)雜需要全壽命周期的數(shù)據(jù)共享，需要突破傳統(tǒng)的裝備設(shè)計(jì)、制造、使用、保障體系的束縛，形成完整的技術(shù)狀態(tài)管理的數(shù)據(jù)鏈，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型連續(xù)傳遞，因此需要對(duì)裝備保障進(jìn)行全要素、全流程、全壽命周期的策劃和實(shí)施。

在裝備立項(xiàng)和論證階段，由于沒(méi)有嚴(yán)格進(jìn)行維修保障問(wèn)題的研究論證，在工程研制階段，缺乏對(duì)裝備可靠性、維修性等方面的考量，重研制輕保障依然存在。未來(lái)需要在方案設(shè)計(jì)階段注重可靠性、維修性、可保障性等綜合設(shè)計(jì)。

航空裝備自身數(shù)字化程度的提高，也加大了維修保障的難度。機(jī)電軟一體化綜合，使維修保障的內(nèi)涵發(fā)生了質(zhì)變，需要采用智能化的維修保障裝備進(jìn)行快速診斷。維修保障設(shè)備配套建設(shè)需要整體考慮。

面對(duì)新技術(shù)，新形勢(shì)，維修保障人員系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)問(wèn)題日益突出。需要積極探索維修保障人才培養(yǎng)的新渠道、新方法，以適應(yīng)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的特點(diǎn)。

3 對(duì)我國(guó)新一代航空裝備維修保障體系建設(shè)的建議

3.1 維修體制上，要加快由三級(jí)維修向兩級(jí)維修轉(zhuǎn)變

新型航空裝備都采用了數(shù)字化設(shè)計(jì)制造，裝備的數(shù)字化程度將大大提高。在維修保障的體制上，三級(jí)維修體制已不適合新型航空武器裝備保障和使用的要求，迫切需要將三級(jí)保障體制轉(zhuǎn)變?yōu)槎?jí)保障體制：取消中繼級(jí)維修，其維修任務(wù)少部分轉(zhuǎn)移到基層級(jí)，大部分轉(zhuǎn)由大修基地或工業(yè)部門(mén)完成。軍地一體、軍民融合共同保障成為首選。

實(shí)施兩級(jí)維修體制，需要有3個(gè)重要前提。

1）現(xiàn)場(chǎng)可更換單元（LRU）或現(xiàn)場(chǎng)可更換模塊（LRM）必須具備高可靠性且價(jià)格低廉;

2）故障檢測(cè)與故障隔離的機(jī)內(nèi)測(cè)試（BIT）或機(jī)內(nèi)測(cè)試設(shè)備（BITE）必須具備高可靠性、性能全面且能避免虛假報(bào)警;

3） LRU或LRM應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)分塊適當(dāng)、按模塊設(shè)計(jì)，可達(dá)性要好且能快速與電路、液壓、氣動(dòng)元件等斷開(kāi)。

3.2 維修模式上，由基于定時(shí)維修向基于狀態(tài)的維修轉(zhuǎn)變

基于裝備可靠性維修思想，對(duì)裝備維修進(jìn)行邏輯決斷，制定合理的維修大綱，按維修大綱規(guī)定進(jìn)行保障;同時(shí)，基于嵌入式傳感器、外部測(cè)試或便攜式測(cè)試設(shè)備，以及故障預(yù)測(cè)和健康管理系統(tǒng)，開(kāi)展基于狀態(tài)的維修。在保證設(shè)備的可靠性和安全性的前提下，只在出現(xiàn)明顯征兆時(shí)才進(jìn)行維修，以最大限度地減少事后維修或預(yù)防性（計(jì)劃）維修。

3.3 維修保障上，由傳統(tǒng)的依賴經(jīng)驗(yàn)保障向自主式保障轉(zhuǎn)變

自主式保障系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)實(shí)時(shí)更新的信息系統(tǒng)，將任務(wù)規(guī)劃、維修訓(xùn)練和維修保障作業(yè)等各種要素集成起來(lái)，對(duì)武器系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)控結(jié)果自主確定合適的維修方案，在裝備使用期間預(yù)先啟動(dòng)維修任務(wù)規(guī)劃和維修資源調(diào)配，在最佳時(shí)機(jī)進(jìn)行維修，確保武器平臺(tái)保持良好的狀態(tài)。

3.4 維修訓(xùn)練上，由實(shí)物維修訓(xùn)練向虛擬維修訓(xùn)練轉(zhuǎn)變

新型航空裝備對(duì)維修人員的技術(shù)水平要求也很高。采用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)、利用計(jì)算機(jī)生成的三維交互環(huán)境，允許人員通過(guò)三維圖形、觸感、運(yùn)動(dòng)感知等方式感受仿真世界并直接操作其中的物體，使受訓(xùn)人員能夠處于一種接近真實(shí)的操作環(huán)境中進(jìn)行訓(xùn)練。

3.5 維修手段上，由傳統(tǒng)的維修工具向智能化的維修手段轉(zhuǎn)變

智能化的維修手段包括智能識(shí)別技術(shù)和智能移動(dòng)終端等。例如，采用智能識(shí)別技術(shù)對(duì)裝備上諸多的零部件進(jìn)行定位、有效識(shí)別管理，以及對(duì)維修過(guò)程相關(guān)信息進(jìn)行快速的讀寫(xiě)，可使維修的便捷性大大提高。而智能移動(dòng)終端包括便攜式輔助維修設(shè)備、手持設(shè)備、穿戴式設(shè)備等。利用設(shè)計(jì)、制造工藝產(chǎn)生的輕量化三維數(shù)據(jù)模型，直接在智能移動(dòng)終端設(shè)備上以三維模型進(jìn)行維修引導(dǎo)，可提高維修效率和維修質(zhì)量。在維修過(guò)程中，維修人員還可利用移動(dòng)設(shè)備上的應(yīng)用程序（APP），隨時(shí)獲得所需的信息。

此外，在人工智能、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等技術(shù)廣泛應(yīng)用于裝備制造業(yè)的同時(shí)，也在逐步被應(yīng)用于維修保障領(lǐng)域，如自動(dòng)檢修、自動(dòng)探傷、評(píng)估領(lǐng)域等。

3.6 維修系統(tǒng)上，覆蓋全壽命周期的維修保障信息系統(tǒng)建設(shè)

以裝備全壽命周期保障為目標(biāo)，由裝備研制單位牽頭，制定裝備全壽命周期管理規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)入條件、數(shù)據(jù)交換規(guī)則等，打通裝備管理、設(shè)計(jì)、制造、使用、保障涉及的各管理部門(mén)、各相關(guān)單位之間的網(wǎng)絡(luò)、信息連接，實(shí)現(xiàn)全體系信息化管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享分析，可提升保障效能。