戰(zhàn)傷飛機(jī)故障診斷系統(tǒng)的研究

李金通

（中國(guó)人民解放軍91395 部隊(duì)修理廠，北京 102443）

0 引言

戰(zhàn)傷飛機(jī)的故障診斷系統(tǒng)，以每種機(jī)型的維修指導(dǎo)手冊(cè)為基礎(chǔ)，依托積累的飛機(jī)搶修經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)可以快速評(píng)估戰(zhàn)傷飛機(jī)的修理難度及給出戰(zhàn)傷飛機(jī)的修理方案。維修人員主要依靠經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)師傅帶徒弟的方式訓(xùn)練，這種方式培養(yǎng)的技術(shù)人員，只能滿(mǎn)足一般性維修保障工作，不能適應(yīng)戰(zhàn)時(shí)應(yīng)急快速修理工作的需求?，F(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)取勝的關(guān)鍵必須依賴(lài)科技的力量，當(dāng)前的戰(zhàn)爭(zhēng)更多的是技術(shù)力量的戰(zhàn)爭(zhēng)。戰(zhàn)機(jī)搶修在戰(zhàn)時(shí)對(duì)于制空權(quán)的意義至關(guān)重要，不能僅依賴(lài)維修人員的維修經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)家型機(jī)動(dòng)搶修技術(shù)的支援力量，必須依賴(lài)科技的力量總體統(tǒng)籌。

1 戰(zhàn)傷飛機(jī)故障診斷系統(tǒng)的功能組成

戰(zhàn)傷飛機(jī)故障診斷系統(tǒng)的功能（圖1）。飛機(jī)機(jī)型管理、故障信息管理、方案流程圖管理、輸出窗口信息顯示和其他功能。

系統(tǒng)的主界面示意圖（圖2）。

系統(tǒng)的功能說(shuō)明。

1.1 機(jī)型管理

系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)為飛機(jī)的原理，考慮各型飛機(jī)裝備自身的特點(diǎn)及作戰(zhàn)任務(wù)的不同，分級(jí)管理故障信息。機(jī)型的管理針對(duì)開(kāi)發(fā)者，系統(tǒng)中的機(jī)型需要不斷更新，機(jī)型管理涉及機(jī)型的添加、刪除操作。

圖1 系統(tǒng)功能組成

圖2 系統(tǒng)主界面示意

戰(zhàn)傷飛機(jī)的搶修是指戰(zhàn)時(shí)前線(xiàn)環(huán)境，通過(guò)使用一切可以利用的資源維修，在有限的時(shí)間內(nèi)對(duì)戰(zhàn)傷飛機(jī)評(píng)估，施以標(biāo)準(zhǔn)修理和非標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)急修理，使之恢復(fù)到具有一定程度的執(zhí)行下次任務(wù)或自救的能力。戰(zhàn)時(shí)受搶修環(huán)境及搶修人員的限制，搶修人員不僅面對(duì)某些機(jī)型的維修工作，對(duì)有些機(jī)型可能毫無(wú)維修經(jīng)驗(yàn)，因此系統(tǒng)需要不斷完善，以期在戰(zhàn)傷飛機(jī)的搶修中發(fā)揮指導(dǎo)性作用。

開(kāi)發(fā)者具有機(jī)型的增加、刪除操作權(quán)限，維修人員只能執(zhí)行機(jī)型的選中操作。

1.2 故障信息管理

各機(jī)型故障信息的維護(hù)，需要根據(jù)各機(jī)型的維修指導(dǎo)手冊(cè)及積累的維修經(jīng)驗(yàn)，不斷完善。系統(tǒng)中故障信息的管理指故障信息的增加、刪除、修改操作，有開(kāi)發(fā)者權(quán)限的用戶(hù)可以執(zhí)行此類(lèi)操作。

故障信息的增加涉及故障方案的添加，故障信息的增加只支持導(dǎo)入文件的方式，導(dǎo)入文件有固定格式要求，有開(kāi)發(fā)者權(quán)限的用戶(hù)根據(jù)格式要求填寫(xiě)故障信息及故障信息的維修方案，執(zhí)行導(dǎo)入操作即可完成故障信息的增加操作。

謹(jǐn)慎使用故障信息的刪除，在執(zhí)行故障信息的刪除時(shí)，提示用戶(hù)進(jìn)行確認(rèn)，執(zhí)行完刪除操作后本故障信息及本故障信息對(duì)應(yīng)的維修方案一并被刪除。

故障信息的修改操作，包括故障描述信息的修改及故障信息對(duì)應(yīng)的維修方案的修改。故障描述信息的修改直接在軟件中選中故障信息，執(zhí)行修改操作完成；故障信息對(duì)應(yīng)維修方案的修改通過(guò)先將維修方案導(dǎo)出功能，將導(dǎo)出的維修方案修改之后，再執(zhí)行維修方案的導(dǎo)入功能。

故障信息對(duì)用戶(hù)模式開(kāi)放的權(quán)限為選中操作，選中故障信息之后，在軟件菜單項(xiàng)中選中“ 分析”菜單項(xiàng)執(zhí)行分析操作，故障信息對(duì)應(yīng)的維修方案在右側(cè)的方案流程圖中展現(xiàn)。

戰(zhàn)傷飛機(jī)的故障往往不是單一的故障導(dǎo)致飛機(jī)失去戰(zhàn)斗力，而是復(fù)雜的多故障信息導(dǎo)致飛機(jī)失去戰(zhàn)斗力，用戶(hù)在使用此系統(tǒng)時(shí)，故障信息的選擇不是單一的，而是某些故障信息的匯總，系統(tǒng)支持用戶(hù)對(duì)故障信息的多選操作；單一故障信息對(duì)應(yīng)的維修方案基本不是單一的線(xiàn)性處理方式，大部分單故障的維修方案是交叉的多網(wǎng)絡(luò)級(jí)的處理方式。

根據(jù)單一的故障維修方案，分析得到多故障信息的維修方案為系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心依賴(lài)AI（Artificial Intelligence，人工智能）深度學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)，根據(jù)收集到的單一故障的維修方案，系統(tǒng)自動(dòng)生成多故障級(jí)的維修方案。

1.3 方案流程圖管理

方案流程圖的生成是系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)在左側(cè)樹(shù)結(jié)構(gòu)中選擇的機(jī)型故障信息自動(dòng)生成，在方案流程圖中顯示故障信息對(duì)應(yīng)的維修方案。在維修方案的每個(gè)步驟中，當(dāng)用戶(hù)完成維修方案中的某個(gè)步驟時(shí)，用戶(hù)進(jìn)行勾選操作，因?yàn)槟承┎襟E局限于維修環(huán)境及維修工具的限制，可能無(wú)法實(shí)施，完成所有的可實(shí)施步驟之后，用戶(hù)選擇“確認(rèn)”操作。系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)已經(jīng)完成的步驟及未完成的步驟，在結(jié)論框中，給出本次維修之后戰(zhàn)傷飛機(jī)可達(dá)到的目標(biāo)。

1.4 輸出窗口

用戶(hù)在左側(cè)的樹(shù)形結(jié)構(gòu)中，選擇機(jī)型的故障信息后，執(zhí)行分析操作，在輸出窗口中給出本次戰(zhàn)傷飛機(jī)的維修評(píng)估。此信息非常重要，戰(zhàn)時(shí)戰(zhàn)傷飛機(jī)的數(shù)量比較大，及時(shí)維修易修復(fù)飛機(jī)，彌補(bǔ)戰(zhàn)爭(zhēng)損耗，對(duì)及時(shí)補(bǔ)充戰(zhàn)斗實(shí)力意義重大。在戰(zhàn)時(shí)單純依賴(lài)后方不斷補(bǔ)充新戰(zhàn)機(jī)投入戰(zhàn)斗的可能性較小，能否使戰(zhàn)傷的飛機(jī)及時(shí)而有效地得到修復(fù)，以保證作戰(zhàn)任務(wù)的完成，在很大程度上取決于對(duì)戰(zhàn)傷飛機(jī)有無(wú)強(qiáng)有力的戰(zhàn)時(shí)修理能力。受戰(zhàn)時(shí)維修環(huán)境和維修工具的限制，使得一些維修工作無(wú)法實(shí)施，因此對(duì)戰(zhàn)傷飛機(jī)的維修難度的準(zhǔn)確性評(píng)估，及時(shí)實(shí)施有條件的修復(fù)工作尤其重要。

在輸出窗口中，給出維修難度系數(shù)、維修所需工具及維修預(yù)估時(shí)間等信息，給出維修的評(píng)估預(yù)測(cè)。對(duì)于戰(zhàn)時(shí)戰(zhàn)傷飛機(jī)的維修評(píng)估具有重要的指導(dǎo)作用。

1.5 其他功能

（1）權(quán)限管理。該診斷系統(tǒng)的信息升級(jí)依托維修人員的經(jīng)驗(yàn)積累，更加貼近實(shí)戰(zhàn)，不再僅僅局限于維修手冊(cè)的指導(dǎo)，系統(tǒng)的權(quán)限分為：用戶(hù)模式和開(kāi)發(fā)者模式。用戶(hù)模式供維修人員對(duì)戰(zhàn)傷飛機(jī)的故障評(píng)估和制定維修方案使用；開(kāi)發(fā)者模式供系統(tǒng)管理人員維護(hù)故障信息和維修方案使用，登陸開(kāi)發(fā)者模式后，系統(tǒng)管理人員可以執(zhí)行故障信息和故障方案的增、刪、改操作。

（2）搜索功能。在軟件樹(shù)形結(jié)構(gòu)的左側(cè)，可以查看機(jī)型和機(jī)型下面的故障信息。在用戶(hù)選擇故障信息時(shí)，一個(gè)機(jī)型下面的故障信息數(shù)量較大，為便于用戶(hù)快速定位選擇使用，在樹(shù)形結(jié)構(gòu)的左下方有一個(gè)搜索框，支持故障信息的模糊查找操作，方便用戶(hù)故障信息的查找和選中操作。

（3）故障導(dǎo)入。故障導(dǎo)入功能以機(jī)型為單位，導(dǎo)入某機(jī)型的所有故障信息，以及故障信息對(duì)應(yīng)的維修方案。在故障導(dǎo)入過(guò)程中，若導(dǎo)入機(jī)型已經(jīng)存在，提示替換或者不替換；若導(dǎo)入機(jī)型不存在，直接添加新機(jī)型的故障信息及維修方案。

（4）流程圖打印。選擇某機(jī)型的故障信息后，在軟件右側(cè)給出維修方案。由于機(jī)型的故障信息不是唯一的，所對(duì)應(yīng)的維修方案通常是比較復(fù)雜的處理過(guò)程，因此為便于查看，支持流程圖的打印功能。

2 結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)AI 深度學(xué)習(xí)的研究和應(yīng)用，越來(lái)越多的學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)系統(tǒng)可以依賴(lài)深度學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)。戰(zhàn)傷飛機(jī)的故障診斷系統(tǒng)，信息輸入依賴(lài)長(zhǎng)期積累的維修經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)單一故障信息對(duì)應(yīng)的解決方案，診斷系統(tǒng)可以計(jì)算出多故障時(shí)的維修方案，且可以快速評(píng)估出戰(zhàn)傷飛機(jī)的修理難度。對(duì)于戰(zhàn)時(shí)戰(zhàn)傷飛機(jī)的快速評(píng)估與維修起著指導(dǎo)性作用。維修人員可以通過(guò)維修難度和工具需求等預(yù)測(cè)，快速篩選出具有維修條件的戰(zhàn)傷飛機(jī)，對(duì)于戰(zhàn)斗力的快速再生具有舉足輕重的影響。