民用飛機(jī)維修工作的多電化，數(shù)字化和智能化趨勢分析

白衛(wèi)國

摘 要：面對國際主流民用飛機(jī)設(shè)計(jì)和制造的多電化、數(shù)字化和智能化趨勢，傳統(tǒng)飛機(jī)維修行業(yè)將逐漸面臨從維修理念，管理體系和技術(shù)的變革。本文通過分析，探討傳統(tǒng)飛機(jī)維修行業(yè)的應(yīng)對這一變革的方式和方法。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)維修，維修變革，維修體系，多電化，數(shù)字化，智能化

1.中國民航飛機(jī)維修體系和現(xiàn)狀分析

1.1民航飛機(jī)維修體系概述

根據(jù)CCAR121《大型飛機(jī)公共航空運(yùn)輸承運(yùn)人運(yùn)行合格審定規(guī)則》中第121.362 條規(guī)定：運(yùn)營合格證持有人應(yīng)當(dāng)建立一個(gè)維修系統(tǒng)來保證其飛機(jī)持續(xù)符合型號設(shè)計(jì)要求及有關(guān)中國民用航空規(guī)章中的維修要求。目前國內(nèi)航空公司維修體系主要包括：工程管理、維修計(jì)劃與控制、人員培訓(xùn)與授權(quán)、質(zhì)量管理四大部分。

用一句話簡單概括目前中國民航飛機(jī)維修體系就是：經(jīng)過培訓(xùn)的合格授權(quán)維修人員，依據(jù)現(xiàn)行有效的適航文件和工卡，按照飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)施工要求完成授權(quán)范圍內(nèi)的維護(hù)和維修工作，記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)并簽字，經(jīng)授權(quán)的質(zhì)量檢驗(yàn)審核然后存檔，以保證運(yùn)營飛機(jī)的持續(xù)適航和航空安全。其中人員的授權(quán)和證照管理是核心，現(xiàn)行有效文件管理是基礎(chǔ)，持續(xù)適航和航空安全是目的。

1.2 民航飛機(jī)維修現(xiàn)狀分析

航空公司來說主要維修工作包括：航線勤務(wù)和維修，定檢維修和部件維修工作。維修有以下特點(diǎn)：

（1）人力密集型和技術(shù)密集型工作，對維修人員綜合素質(zhì)有較高要求，成熟維修人員成長較慢。

（3）飛機(jī)日常維護(hù)和維修工作，以重復(fù)性和預(yù)防性工作為主，比如航前航后工作和定檢工作，可能所檢查的部件和系統(tǒng)沒有問題；一個(gè)航線可更換LRU部件，可能設(shè)計(jì)使用壽命3000飛行小時(shí)或者循環(huán)，但是為了保障安全，在2000小時(shí)或者循環(huán)拆下送修，航空公司為此付出極大的維修成本和航材成本。

（4）人為因素對維修工作質(zhì)量影響較大。

2.未來民航飛機(jī)維修工作多電化、數(shù)字化和智能化趨勢分析

2.1 民航飛機(jī)設(shè)計(jì)制造的多電化、數(shù)字化和智能化

目前民航飛機(jī)設(shè)計(jì)制造從傳統(tǒng)的機(jī)械操縱Fly by cable，電傳操縱Fly by wire向計(jì)算機(jī)操縱Fly by computer發(fā)展。以波音交付運(yùn)行的最先進(jìn)波音787為例，它區(qū)別于傳統(tǒng)波音系列飛機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)主要包括：

1）全機(jī)許多飛機(jī)結(jié)構(gòu)，部件和蒙皮由輕質(zhì)碳纖維增強(qiáng)塑料（carbon fiber reinforced plastic ，CFRP）制成，符合材料占比達(dá)到43%，重量更輕，但結(jié)構(gòu)反而更結(jié)實(shí)，經(jīng)濟(jì)性更好。

2）大尺寸LCD的駕駛艙主顯示系統(tǒng)，顯示功能集成化。

3）機(jī)組信息系統(tǒng)（CIS）可以實(shí)現(xiàn)終端與飛機(jī)之間的無線數(shù)據(jù)傳輸，提高效率，預(yù)測故障。

4）采用高速光纖共用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（CDN）的共用核心系統(tǒng)（CCS）

5）飛機(jī)架構(gòu)電氣化，被稱為“多電”飛機(jī)，包括

？電控和作動的剎車系統(tǒng)

？電驅(qū)動的空調(diào)系統(tǒng)，無發(fā)動機(jī)和APU引氣，便于精確控制，提高發(fā)動機(jī)效率。

？電加溫的機(jī)翼前緣防冰系統(tǒng)。

7）漢勝APS5000無引氣APU，兩臺起動發(fā)電機(jī)，用于地面輔助電源，起動大發(fā)。

8）航線可更換件LRU減少，787駕駛艙只有13個(gè)航線可更換件，零部件及其成本相當(dāng)于B777和B747的一半。

9）飛機(jī)維護(hù)系統(tǒng)通過傳感器自動收集和分析故障信息，并定位故障和給出排故建議。

2.2 未來民用飛機(jī)維修工作趨勢分析

（1）多電化：未來飛機(jī)電源系統(tǒng)逐漸占據(jù)重要位置，甚至可能從“多電”向“全電”發(fā)展。要求維修人員從機(jī)械和電子專業(yè)分類向“機(jī)電一體化”全能發(fā)展。

（2）數(shù)字化：區(qū)別于以前的傳統(tǒng)機(jī)械操縱Fly by cable，目前先進(jìn)民航客機(jī)以“電傳”Fly by wire和計(jì)算機(jī)操縱Fly by computer為主，飛機(jī)各系統(tǒng)遍布傳感器，以監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)和各類參數(shù)，只要飛機(jī)系統(tǒng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，就會產(chǎn)生大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)和各類維修信息。一般國內(nèi)大型航空公司每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量在億級以上，通過QAR下載和地面維修系統(tǒng)的輸入的數(shù)據(jù)也十分龐大。但是目前對這些大數(shù)據(jù)的開發(fā)和綜合分析還十分有限，需要針對機(jī)隊(duì)產(chǎn)生的運(yùn)行數(shù)據(jù)和維修數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，針對各系統(tǒng)和重要部件（發(fā)動機(jī)，APU和起落架等）進(jìn)行健康狀態(tài)趨勢監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)控趨勢從“按時(shí)”檢修到“按需”檢修。從而實(shí)現(xiàn)預(yù)測故障，節(jié)約維修成本。

（3）模塊化：飛機(jī)的航線可更換件LRU逐漸減少，系統(tǒng)控制集成度越來越高，例如傳統(tǒng)飛機(jī)可能1個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)控制器或者計(jì)算機(jī)，目前逐漸發(fā)展為一個(gè)管理計(jì)算機(jī)控制相互聯(lián)系的多個(gè)系統(tǒng)。

（4）專業(yè)技術(shù)化：特種工藝和材料（比如復(fù)合材料，光纖和鈦合金等）使用逐漸增大，對維修專業(yè)技術(shù)和工藝有更高要求。

（5）智能化：飛機(jī)通過遍布機(jī)身各個(gè)系統(tǒng)的傳感器搜集狀態(tài)信息，分析系統(tǒng)工作狀態(tài)，并進(jìn)行健康狀態(tài)監(jiān)控，可以主動隔離出現(xiàn)故障的系統(tǒng)和通道，給出針對性的準(zhǔn)確率高的排故建議，個(gè)人經(jīng)驗(yàn)要求逐漸降低。

3.面對“智能”飛機(jī)，傳統(tǒng)飛機(jī)維修行業(yè)需要如何應(yīng)對

（1）淡化機(jī)械和電子維修專業(yè)劃分，培養(yǎng)“機(jī)電一體化”維修綜合人才。

（2）充分利用飛機(jī)運(yùn)行和維修產(chǎn)生的“大數(shù)據(jù)”，做好趨勢分析和狀態(tài)監(jiān)控，從按時(shí)維修實(shí)現(xiàn)按需維修。

（3）區(qū)分一般勤務(wù)授權(quán)和專業(yè)專人維修技術(shù)授權(quán)，對需要高技術(shù)維修工作開展針對性培訓(xùn)和授權(quán)。

（4）開發(fā)利用現(xiàn)代維修檢測技術(shù)，比如：3D掃描，在飛機(jī)出廠交付時(shí)對機(jī)身結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)進(jìn)行全機(jī)掃描，建立飛機(jī)健康狀態(tài)基線，后期根據(jù)運(yùn)營情況定期對飛機(jī)健康掃描，沒有問題就不需要進(jìn)行C檢級別的整機(jī)大修，有問題再進(jìn)行針對性的人工復(fù)檢和維修。也可以開發(fā)飛機(jī)外觀檢查掃描門對飛機(jī)進(jìn)行蒙皮和外部設(shè)備進(jìn)行檢查，當(dāng)飛機(jī)穿過掃描門，即可對飛機(jī)外表結(jié)構(gòu)是否有損傷，劃痕和凹坑進(jìn)行檢查，并判斷是否超標(biāo)。也可以開發(fā)小型維修輔助機(jī)器人或智能工具工裝，代替或者輔助人工進(jìn)行一些簡單的重復(fù)性工作。

4.總結(jié)

維修管理體系和維修技術(shù)的發(fā)展，總是伴隨著民航飛機(jī)技術(shù)的發(fā)展。民航飛機(jī)設(shè)計(jì)和制造逐漸多電化、數(shù)字化、模塊化和智能化，同樣的，飛機(jī)維修工作也需要進(jìn)行相應(yīng)的變革和發(fā)展，以保障民用飛機(jī)的持續(xù)適航和運(yùn)營安全，提高維修效率，減少維修成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國民用航空局，《大型飛機(jī)公共航空運(yùn)輸承運(yùn)人運(yùn)行合格審定規(guī)則》CCAR121

[2]中國民用航空局，《2017 年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，中國民用航空局網(wǎng)站

[3]波音公司，787相關(guān)介紹資料