淺議航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)

劉華燕

摘要：針對航空維修技術(shù)資料數(shù)據(jù)量龐大且更新變化速度較快，不易統(tǒng)一、高效管理以及快捷、準(zhǔn)確使用等問題，提出一種基于中臺框架的航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)，簡要闡述了該系統(tǒng)的架構(gòu)，對其設(shè)計思路和實現(xiàn)方式進行了說明。性能分析和對比驗證證明了該系統(tǒng)的可靠性和高效性。

關(guān)鍵詞：航空維修；資料；中臺；性能分析；對比驗證

Keywords：aviation maintenance；data；middle station；performance analysis；comparative verification

0 引言

進入21世紀(jì)，中國經(jīng)濟飛速提升，中國民航業(yè)迎來了蓬勃發(fā)展時期，雨后春筍般涌現(xiàn)的航空企業(yè)極大地豐富了我國的航空運輸市場。為適應(yīng)市場發(fā)展的需求，航空企業(yè)紛紛購買或租賃了大批客貨運飛機，飛機數(shù)量的增長所產(chǎn)生的航空維修技術(shù)資料也日益增多。

航空維修技術(shù)資料是飛機在使用、維護、檢查、大修、測試等例行或非例行實施工作中唯一的適航依據(jù)，包括波音公司、空客公司、GE公司、霍尼韋爾公司等飛機、發(fā)動機及機上各種部件生產(chǎn)公司提供的Illustrated Parts Catalog、Maintenance Manual、Maintenance Planning Data、Engine Data、Task Cards等，還有航空企業(yè)針對不同類型飛機制定的且滿足適航要求的持續(xù)適航維修方案、標(biāo)準(zhǔn)等維修技術(shù)資料。維修資料管理的傳統(tǒng)模式是專業(yè)技術(shù)人員通過協(xié)議公司網(wǎng)絡(luò)下載維修技術(shù)資料，對其進行分類整理后存儲在紙張、膠片、光盤等介質(zhì)中，下發(fā)分公司和使用部門。傳統(tǒng)介質(zhì)存儲資料面臨的問題是：介質(zhì)數(shù)據(jù)存儲量小、查閱不方便，印刷、刻錄、運輸、交接等環(huán)節(jié)繁瑣、成本高、不確定因素較多，管理效率低等。因此，采用信息系統(tǒng)對航空維修資料進行管理的方式進入人們的視線。

文獻[1]～文獻[4]分別描述了航空公司對維修技術(shù)資料的管理業(yè)務(wù)流程，采用搭建信息化平臺的方式對資料的管理進行了相應(yīng)研究，但因資料的數(shù)量巨大且更新變化速度較快，該研究成果存在一定的局限性。針對上述不足，本文提出一套基于中臺框架的全新航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)，并對其特點進行分析，闡述軟件研發(fā)和信息化建設(shè)對企業(yè)在各個管理環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)整合、工作流程建立、責(zé)任分配、系統(tǒng)集成、大數(shù)據(jù)分析等方面取得的突出成績。通過對比分析，體現(xiàn)該系統(tǒng)低成本、高效率的優(yōu)勢，完善了傳統(tǒng)的物理管理模式存在的問題，達到降低企業(yè)投資、提高工作效率的發(fā)展目的。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

本文提出的航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)采用先進的中臺技術(shù)[5]搭建，系統(tǒng)總體架構(gòu)分為業(yè)務(wù)前臺、中臺層及數(shù)據(jù)后臺三部分。業(yè)務(wù)前臺由系統(tǒng)門戶和波音、空客等公司資料模塊、協(xié)議公司模塊和附件CMM模塊等三個業(yè)務(wù)模塊構(gòu)成；中臺層集成系統(tǒng)開發(fā)套件、數(shù)據(jù)治理平臺和用戶認(rèn)證中心；數(shù)據(jù)后臺為大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施及存儲平臺，如圖1所示。系統(tǒng)將波音、空客公司的維修技術(shù)資料，協(xié)議客戶的相關(guān)維修手冊及附件（Component Maintenance Manual，CMM）資料統(tǒng)一放置于數(shù)據(jù)后臺的數(shù)據(jù)庫中，并通過數(shù)據(jù)中臺層的數(shù)據(jù)治理平臺對所有資料進行分類整理并鏈接至前臺相應(yīng)業(yè)務(wù)模塊。同時，中臺層提供了用戶認(rèn)證功能，使用者通過統(tǒng)一的門戶進入登錄界面，系統(tǒng)通過分配給用戶不同的權(quán)限，提供相應(yīng)用戶需要的資料。

2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 業(yè)務(wù)前臺

航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)前臺與傳統(tǒng)B/S結(jié)構(gòu)信息系統(tǒng)[6]的前端功能類似，除具備系統(tǒng)首頁、登錄界面、附件手冊下載鏈接、主功能菜單、查詢列表、任務(wù)通知等通用功能外，還根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需要，搭建了波音空客資料、協(xié)議公司和附件CMM等業(yè)務(wù)子模塊。

波音空客資料模塊功能包含航空器資料上傳、下載、查看、資料查詢等；協(xié)議公司模塊實現(xiàn)用戶通過查詢協(xié)議公司、航站名稱，查看或下載其他公司的相關(guān)資料；附件CMM模塊提供與資料相關(guān)的檢查單、業(yè)務(wù)規(guī)章等附件的查看、下載功能。各業(yè)務(wù)模塊間均有跳轉(zhuǎn)鏈接，用戶可通過點擊鏈接跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)資料頁面。系統(tǒng)業(yè)務(wù)前臺使用流程如圖2所示。

通過圖2可知，用戶在登錄系統(tǒng)后，根據(jù)其所分配的權(quán)限（管理員或普通用戶）可進行相應(yīng)的業(yè)務(wù)操作，具體步驟如下：

1）管理員登錄后，首先對系統(tǒng)中已有的資料文件進行查看與管理（歸類，刪除冗余等）；

2）管理員可將新資料上傳至航空維修技術(shù)資料系統(tǒng)中進行更新；

3）管理員可對CMM附件模塊中的資料附件、模板等進行更新（上傳新附件、刪除已有附件等）；

4）普通用戶可瀏覽或檢索系統(tǒng)首頁上的資料；

5）普通用戶可選擇進入波音空客資料模塊查看、搜索、下載相關(guān)資料，或選擇進入?yún)f(xié)議公司模塊通過查詢系統(tǒng)內(nèi)關(guān)聯(lián)的公司名稱進行下載或查看協(xié)議公司的資料；

6）普通用戶可進入CMM附件模塊進行相關(guān)附件、模板等的查看、下載等。

本業(yè)務(wù)前臺實現(xiàn)思路是：將文件查看、查詢、下載等業(yè)務(wù)邏輯集成、封裝并與中臺層的開發(fā)套件關(guān)聯(lián)，滿足業(yè)務(wù)需求；將數(shù)據(jù)交換、接收傳遞等功能下沉至中臺層的數(shù)據(jù)治理平臺；系統(tǒng)界面、UI設(shè)計采用HTML5+CSS3腳本模式編寫，界面滿足自適應(yīng)功能，使用戶能夠在PC端及移動端同時訪問。

業(yè)務(wù)前臺界面如圖3所示。

2.2 中臺層

中臺建設(shè)的核心在于提高數(shù)據(jù)共享能力，打通業(yè)務(wù)應(yīng)用與數(shù)據(jù)表鏈路，接口規(guī)范化定義[6]。航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)的中臺建設(shè)秉承代碼封裝、接口復(fù)用、與前臺業(yè)務(wù)緊密結(jié)合的原則，將波音空客資料模塊、協(xié)議公司模塊和附件CMM模塊的文件可視化呈現(xiàn)、資料采集、下載和查詢等功能利用統(tǒng)一代碼、多態(tài)接口予以實現(xiàn)，在一定程度上降低了開發(fā)成本，提高代碼的利用率。

1）開發(fā)套件：此模塊為集成數(shù)據(jù)查詢、下載等功能的標(biāo)準(zhǔn)化中間件，是針對不同前臺業(yè)務(wù)提供代碼封裝和多態(tài)呈現(xiàn)的集成平臺；

2）數(shù)據(jù)治理平臺：此模塊為航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)提供冗余篩查，重復(fù)判斷的功能；

3）用戶認(rèn)證中心：此模塊實現(xiàn)用戶訪問權(quán)限管理、賬號密碼管理的功能。

2.3 數(shù)據(jù)后臺

航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)后臺的主要功能是對上傳到系統(tǒng)中的資料進行存儲，并對其使用情況進行分析統(tǒng)計。

1）航空維修技術(shù)資料以往均以Excel表格形式存儲，表格樣式、數(shù)據(jù)類型等缺乏規(guī)范化管理。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)后臺通過數(shù)據(jù)庫建設(shè)，統(tǒng)一規(guī)范了固定的表格樣式，提高了文件的可讀性及可操作性。以資料MPD COMPLIANCE為例的數(shù)據(jù)存儲格式如表1所示。

2）數(shù)據(jù)后臺采用行為事件分析的數(shù)據(jù)模型[7]，針對用戶注冊、登錄系統(tǒng)、瀏覽資料頁面、下載資料等進行統(tǒng)計分析，該模型具有強大的篩選、分組和聚合能力，邏輯清晰且使用簡單，可以較好地挖掘用戶感興趣、使用頻率較高的資料，對于系統(tǒng)內(nèi)資料的維護及開展維修業(yè)務(wù)具有較強的指導(dǎo)意義。

3 系統(tǒng)性能分析與對比驗證

3.1 性能分析

1）可用性：航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能集中于資料的管理、查詢、下載方面，業(yè)務(wù)類型較統(tǒng)一，代碼結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)的開發(fā)、使用和維護都較為簡潔、便利，總體而言系統(tǒng)的可用性較強。

2）有效性：航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)依據(jù)用戶使用權(quán)限，由管理員進行資料的上傳、更新、刪除等管理操作，普通用戶僅具備資料查看、檢索和下載的基本功能。該系統(tǒng)中臺層各模塊分別實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)管理、賬戶管理等功能，數(shù)據(jù)后臺承擔(dān)數(shù)據(jù)存儲和分析的工作，在一定程度上避免了業(yè)務(wù)邏輯交叉、功能冗余的可能，系統(tǒng)總體有效性較好。

3）數(shù)據(jù)分析性能：航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫中為各類資料建立分類索引，數(shù)據(jù)后臺的事件分析數(shù)據(jù)模型對資料數(shù)據(jù)進行了聚類，更利于掌握文件數(shù)據(jù)的訪問頻次、重要性等屬性，方便系統(tǒng)管理員根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果對資料進行管理。

3.2 使用情況分析

航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)在投入使用后，通過與傳統(tǒng)介質(zhì)存儲方式進行對比，可以得出目前各存儲方式的使用比例和文件處理效率的情況。

由圖4可知，航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)在投入使用后，相比傳統(tǒng)介質(zhì)管理維修資料（紙張、光盤、膠片等）方式在文件處理效率和使用比例上都占有很大的比例，主要原因在于信息系統(tǒng)相對傳統(tǒng)存儲介質(zhì)而言實時性、可編輯性和存儲時效性都有了大幅提高，更加方便資料管理人員進行相關(guān)操作。因此，系統(tǒng)投入使用后得到了很多管理人員的青睞。

3.3 對比分析

將部署在同一服務(wù)器上的新建航空維修技術(shù)資料系統(tǒng)與其他公司已有的航空維修技術(shù)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進行系統(tǒng)響應(yīng)時間和數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確性分析對比，通過數(shù)據(jù)對比更好地評價系統(tǒng)的總體性能。系統(tǒng)運行環(huán)境及配置情況如表2所示。

1）數(shù)據(jù)處理速度對比

利用Rational Functional Tester（RFT）自動測試工具分別統(tǒng)計兩個系統(tǒng)的查詢響應(yīng)時間和頁面跳轉(zhuǎn)時間，分別對這兩個系統(tǒng)的500、1000、1500、2000、2500和3000次查詢響應(yīng)時間、頁面跳轉(zhuǎn)時間求和，作為對比系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度的指標(biāo)。在Rational Functional Tester測試工具上編輯腳本的核心偽代碼如圖5所示。

對兩個系統(tǒng)若干次的查詢響應(yīng)時間和頁面跳轉(zhuǎn)響應(yīng)時間的合計值進行統(tǒng)計，如圖6所示。

由圖6可知，隨著查詢次數(shù)和跳轉(zhuǎn)次數(shù)的疊加，兩個系統(tǒng)的查詢、跳轉(zhuǎn)響應(yīng)時間均呈逐步上升的態(tài)勢，且整體上升趨勢較平穩(wěn)。但航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)在資料查詢和頁面跳轉(zhuǎn)的響應(yīng)時間上均比其他的航空維修技術(shù)管理系統(tǒng)較為快速，主要原因是航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)采用了中臺架構(gòu)，數(shù)據(jù)查詢由中臺層的數(shù)據(jù)治理平臺完成，頁面跳轉(zhuǎn)由中臺層的開發(fā)套件模塊完成，功能模塊各司其職，為提升數(shù)據(jù)響應(yīng)速度創(chuàng)造了有利條件。

2）文件處理正誤率對比

分別對兩個系統(tǒng)做100、200、300、…、500次文件上傳和下載的操作，將下載后的文件與原始文件進行比較，過下載后的文件數(shù)據(jù)與原始文件的差異性判斷各系統(tǒng)對文件數(shù)據(jù)處理中的準(zhǔn)確率與失誤率，并進一步推斷各系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有效性。

由圖7可知，隨著文件上傳下載次數(shù)的增加，兩個系統(tǒng)的文件處理準(zhǔn)確率均呈下降態(tài)勢并趨于平穩(wěn)，失誤率則呈上升態(tài)勢亦趨于平穩(wěn)。航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)的文件處理準(zhǔn)確率高于其他航空維修技術(shù)管理系統(tǒng)，失誤率更低，主要原因是系統(tǒng)在數(shù)據(jù)后臺為不同類型的資料建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表格版式，更利于數(shù)據(jù)的存儲、匹配。

綜上所述，航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)的可用性與有效性較好，且具備良好的數(shù)據(jù)響應(yīng)速度和文件處理能力。

4 結(jié)論

本文簡要闡述了基于中臺技術(shù)的航空維修技術(shù)資料管理系統(tǒng)的設(shè)計思路和實現(xiàn)方式，并對其進行系統(tǒng)性能分析和對比檢驗，證明該系統(tǒng)具備良好的有效性和可行性，目前已經(jīng)成為維修資料存儲和管理的主流方式，系統(tǒng)在數(shù)據(jù)響應(yīng)速度和文件處理能力處于領(lǐng)先地位。

參考文獻

[1] 高懷亮，許楠. S1000D標(biāo)準(zhǔn)在航空裝備維修技術(shù)資料上的應(yīng)用研究[J]. 安徽科技，2021，27（5）：49-51.

[2] 馬燕薇. 航空維修技術(shù)資料管理平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 軟件，2014，11（6）：100-103.

[3] 郭彤，郭楊翹，楚周航. 淺析飛機維修技術(shù)資料生成的方法[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，2（23）：113-113.

[4] 周九來. 機務(wù)維修生產(chǎn)計劃及資料管理優(yōu)化分析[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2018，15（23）：175-176.

[5] 崔恒志，王翀，吳健. 基于數(shù)據(jù)中臺的數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理體系[J]. 計算機系統(tǒng)應(yīng)用，2021，30（3）：33-42.

[6] 易中文，胡東濱，曹文治. 面向企業(yè)信息化系統(tǒng)集成的中臺架構(gòu)研究[J]. 科技管理研究，2021，41（1）：166-174.

[7] 邵長，安關(guān)欣. 網(wǎng)絡(luò)輿情數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策模式分析[J]. 情報理論與實踐，2018，41（5）：32-38.