基于S3000L標(biāo)準(zhǔn)的民用直升機(jī)修理級別分析技術(shù)研究

孫峰 朱俊生

摘要：修理級別分析不僅是民用直升機(jī)運(yùn)行支持體系的重要組成部分，同時也是對直升機(jī)各個研制階段和整個壽命周期過程各因素的思考。修理級別分析是直升機(jī)設(shè)計特性和后勤保障并行研制的核心環(huán)節(jié)，更是對保持和恢復(fù)直升機(jī)完好性能而開展的一系列維修工作的統(tǒng)籌規(guī)劃?，F(xiàn)對直升機(jī)修理級別分析工作流程和要求進(jìn)行詳細(xì)分析和闡述，以期為今后民用直升機(jī)修理級別分析提供參考。

關(guān)鍵詞：民用直升機(jī);修理級別分析;候選項目;可修復(fù)性

0 ? ?引言

修理級別分析（LORA）是在與客戶達(dá)成統(tǒng)一保障體系的基礎(chǔ)上，幫助制定合理化維修解決方案的一種分析。分析的結(jié)果將影響維修任務(wù)和相應(yīng)的任務(wù)需求，例如支援設(shè)備、人員、備件等。因此，本文以民用直升機(jī)安全性、經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)，從與修理級別分析相關(guān)的數(shù)據(jù)收集、敏感性分析、不確定性分析等因素出發(fā)，建立適用于我國民用直升機(jī)的修理級別分析框架體系，以更好地支持修理級別分析工作的開展，確保分析的規(guī)范性、數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性與準(zhǔn)確性。

1 ? ?修理級別分析流程

修理級別分析是進(jìn)行運(yùn)行支持/后勤保障規(guī)劃的特定程序，用來確定候選項的最佳修理級別。

修理級別分析分為兩個階段，分析流程如圖1所示。

（1）決定分析項是否將被修理或報廢（由客戶支持修理/報廢決定）。這種修理/報廢決定可能包含非經(jīng)濟(jì)和經(jīng)濟(jì)因素。

（2）為必要的維修任務(wù)確定最佳的修理等級，也被稱為“經(jīng)濟(jì)修理級別分析”（ELORA）。

2 ? ?確定LORA候選項目

對于潛在的修理級別分析（LORA）候選項目可以基于LSA候選項目清單（CIL）確定，LORA候選項目的確定與整個項目的LSA候選項確定是一致的。

建立分析項目的層級結(jié)構(gòu)，確定LORA候選項目的一般原則如下：

（1）航線可更換單元（LRU）是LORA的候選項目;

（2）某系統(tǒng)或其子系統(tǒng)不是LORA候選項目，組成系統(tǒng)或子系統(tǒng)的多個LRU是LORA的候選項目。

注：不可修復(fù)或消耗性部件不是LORA候選項目，如螺母、螺釘和其他緊固件等。

3 ? ?可修復(fù)性分析

首先要對各LORA候選項目進(jìn)行可修復(fù)性分析?？尚迯?fù)性分析結(jié)果通常是直接得出的，主要考慮技術(shù)和成本兩個因素。候選項目至少存在下列一種情況時認(rèn)為是不可修復(fù)的：

（1）技術(shù)上不可修，候選項目在設(shè)計上是不允許修理的;

（2）維修明顯是不經(jīng)濟(jì)的，候選項目的維修成本（包括檢查、裝運(yùn)和管理等費用）可能會明顯高于購買成本。

如果一個候選項目是可修復(fù)的，將使用簡單LORA進(jìn)行進(jìn)一步分析。如果一個候選項目是不可修復(fù)的，則形成報廢決策，并制定合理維修級別。

4 ? ?簡單LORA

簡單LORA通常是定性分析，即可依據(jù)有限的數(shù)據(jù)就能得出最優(yōu)的決策，主要利用最佳工程判斷或初步的成本數(shù)據(jù)比較等方法來形成最優(yōu)決策。

4.1 ? ?數(shù)據(jù)收集

簡單LORA需要收集的數(shù)據(jù)通常在設(shè)計初期階段即可獲得，包括但不限于以下內(nèi)容：

（1）機(jī)隊規(guī)模。

（2）使用率（Fh/年）。

（3）服役壽命。

（4）候選項目MTBF。

（5）初步的成本數(shù)據(jù)：

1）候選項目成本;

2）維修成本：零件/材料成本、操作成本等;

3）投資成本：用戶技術(shù)資料、培訓(xùn)、其他必要的投資等。

4.2 ? ?修理/報廢決策

對于一個候選項目，通過收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的修理成本和報廢成本的比較，形成報廢或修理的決策，計算公式如下：

報廢成本=故障次數(shù)×候選項成本

修理成本=投資成本+故障次數(shù)×修理成本（每次）

通過以上計算公式，可得出3種結(jié)論：

（1）修理成本明顯大于報廢成本，則決策應(yīng)該是：報廢。

（2）報廢成本明顯大于修理成本，則決策應(yīng)該是：修理。

（3）修理成本與報廢成本接近，則需進(jìn)一步確認(rèn)：

1）當(dāng)修理成本及報廢總成本都很大時，需進(jìn)一步進(jìn)行ELORA;

2）當(dāng)修理成本及報廢總成本都很小時，則可采納供應(yīng)商的建議或選擇費用較小的決策。

通過修理/報廢決策過程將獲取一個潛在可修理的CIL，通過對CIL中每一潛在可修理項目的各種可行修理方案按照修理成本計算公式進(jìn)行比較分析，可獲得以下兩種結(jié)論：

（1）一種修理方案的成本明顯小于其他修理方案的成本，則選擇此修理方案。

（2）如果各修理方案的成本比較接近，則需進(jìn)一步確認(rèn)：

1）如果各修理方案的成本都很大，則需進(jìn)一步做ELORA;

2）如果各修理方案的成本都很小，則采納供應(yīng)商建議或選擇費用較小的維修方案。

通過比較各修理方案的成本大小來確定最優(yōu)的修理級別。

4.3 ? ?敏感性分析

通常需對簡單LORA輸入?yún)?shù)進(jìn)行敏感性分析，通過輸入?yún)?shù)的敏感性來驗證最優(yōu)修理決策的穩(wěn)定性。對于簡單LORA的敏感性分析通常是定性分析，主要驗證機(jī)隊規(guī)模、利用率或項目可靠性的敏感性程度。

5 ? ?ELORA

5.1 ? ?數(shù)據(jù)收集

ELORA是一種定量分析方法，因此需要大量的數(shù)據(jù)輸入。ELORA流程所需數(shù)據(jù)包括但不限于以下內(nèi)容：

（1）機(jī)隊規(guī)模;

（2）使用率（Fh/年）;

（3）服役壽命;

（4）可靠性數(shù)據(jù);

（5）保障資源需求（來源于MTA）;

（6）成本數(shù)據(jù)（詳細(xì)）：候選項目成本、維修成本、人工工時、零件/材料成本、裝運(yùn)成本、操作成本等;

（7）投資成本（詳細(xì)）：STE研發(fā)或購買、維修設(shè)施、用戶技術(shù)資料、培訓(xùn)/訓(xùn)練設(shè)備、其他必要的投資等。

5.2 ? ?建立費用模型

ELORA費用模型與簡單LORA費用模型總體上是相同的，只是ELORA包括更多的詳細(xì)成本參數(shù)，費用計算模型如下：

（1）報廢方案：

報廢總成本=故障數(shù)量×成本/故障

成本/故障=候選項目成本+額外成本

通常情況下，候選項目成本是主要考慮因素，但在某些情況下，額外成本也需要考慮并加入計算模型，如裝運(yùn)成本、操作成本、報廢處置成本和備件的存儲成本等。

（2）修理方案：

修理總成本=投資成本+故障數(shù)量×修理成本/故障

5.3 ? ?報廢/修理決策

ELORA通過比較各修方案的成本大小來選擇最優(yōu)的修理級別。通常情況下，成本最小的那個方案為最優(yōu)修理方案，通常建議對重要的定量輸入數(shù)據(jù)（如機(jī)隊規(guī)模、利用率、可靠性、主要成本因素等）進(jìn)行敏感性和不確定性分析來最終驗證最優(yōu)修理方案的穩(wěn)定性。

6 ? ?分析輸出

LORA結(jié)果要記錄在LORA報告中，輸出的報告必須滿足LORA過程及其結(jié)果的可追溯性，以便后期階段對LORA的檢查、迭代更新等。LORA報告應(yīng)至少包括但不限于以下內(nèi)容：

（1）項目確定;

（2）建立的維修方案（修理級別）;

（3）采用的分析方法;

（4）輸入數(shù)據(jù);

（5）對計算模型和輸入數(shù)據(jù)假設(shè)的描述;

（6）敏感性/不確定性分析;

（7）結(jié)論。

7 ? ?結(jié)語

本文從民用直升機(jī)的角度出發(fā)，結(jié)合行業(yè)經(jīng)驗，總結(jié)出一套完整的、具有強(qiáng)操作性且經(jīng)濟(jì)有效的修理級別分析方法流程及評價模型，可為民用直升機(jī)維修級別分析人員確定最優(yōu)修理決策提供理論和方法支持。

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[3] Department of Defense of USA.Level of repair analysis：MIL-STD-1390D[S]，1993.

收稿日期：2020-02-10

作者簡介：孫峰（1983—），男，山東濟(jì)南人，高級工程師，研究方向：維修工程。