航空油液監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析及對(duì)策建議

■ 舒暢 汪定江 秦宇飛/空軍工程大學(xué)航空機(jī)務(wù)士官學(xué)校

0 引言

油液監(jiān)控技術(shù)是一種通過(guò)分析油液理化指標(biāo)、檢測(cè)所攜帶的磨損和污染物顆粒，從而獲得磨粒的狀態(tài)信息，定性和定量地描述設(shè)備的磨損狀態(tài)，同時(shí)找出誘發(fā)因素，評(píng)定設(shè)備與油液的使用狀況，預(yù)測(cè)故障，提出維修保障措施的現(xiàn)代工程技術(shù)。

自1941年美國(guó)鐵路部門用光譜法檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)至今[1]，該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，方法手段日益豐富，現(xiàn)已成為監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)必不可少的關(guān)鍵技術(shù)，有力地保障了裝備安全，降低了維修成本，延長(zhǎng)了裝備使用壽命。

尤其在航空裝備領(lǐng)域，因飛機(jī)價(jià)格昂貴，部分機(jī)械零件工作環(huán)境惡劣，易突發(fā)故障，且維修成本高。能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)飛機(jī)狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在危險(xiǎn)，預(yù)報(bào)并主動(dòng)排除故障顯得極為重要。而油液監(jiān)控技術(shù)因其效能高、費(fèi)用低[2]，能在不解體發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)磨損狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)[3]，可為設(shè)備管理使用者實(shí)施視情維修和修理決策提供科學(xué)依據(jù)，故在航空維修領(lǐng)域更加凸顯其重要地位。

自20世紀(jì)80年代我國(guó)引進(jìn)油液監(jiān)控技術(shù)以來(lái)，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，航空油液監(jiān)控技術(shù)體系不斷健全，管理模式不斷完善，技術(shù)手段更加先進(jìn)，人才隊(duì)伍不斷壯大。目前，全國(guó)已建立眾多油液分析機(jī)構(gòu)，油液分析崗位、人才和設(shè)備需求量日益增加。本文在總體介紹我國(guó)航空油液監(jiān)控應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)針對(duì)幾個(gè)方面的突出問(wèn)題，提出相應(yīng)的對(duì)策建議。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 力量分散，缺少協(xié)調(diào)

縱觀美軍的油液監(jiān)控體系發(fā)展歷程，其經(jīng)歷了初始、反復(fù)、成熟三個(gè)階段[4]，由小到大，由弱到強(qiáng)，由各軍種、各部門獨(dú)立發(fā)展，逐步走向聯(lián)合統(tǒng)一。

相比而言，我國(guó)引進(jìn)油液監(jiān)控技術(shù)數(shù)十年來(lái)，各軍種、行業(yè)、地區(qū)間的油液監(jiān)控機(jī)構(gòu)日益增多，技術(shù)力量不斷發(fā)展壯大，并已初具規(guī)模。據(jù)統(tǒng)計(jì)，本世紀(jì)初，海陸空三軍已形成各自油液監(jiān)控體系，建立了數(shù)百個(gè)油液監(jiān)控室[5]。國(guó)內(nèi)各大航空公司也都按照飛機(jī)維護(hù)要求實(shí)施油液監(jiān)控，多家航空公司專門建立了油液監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室。北京、上海、西安等多個(gè)地區(qū)也相繼成立相關(guān)的科研單位或商業(yè)化的油液分析實(shí)驗(yàn)室。

但是，現(xiàn)階段我國(guó)還未形成全國(guó)性的油液監(jiān)控機(jī)構(gòu)，統(tǒng)一各部門的技術(shù)力量，協(xié)調(diào)各單位開(kāi)展分工、合作和交流，在一定程度上制約著油液監(jiān)控技術(shù)的快速發(fā)展。

1.2 應(yīng)用廣泛，缺乏創(chuàng)新

隨著科技進(jìn)步，航空油液監(jiān)控內(nèi)容更加豐富，應(yīng)用更加廣泛。早期，油液監(jiān)控技術(shù)以油品性能監(jiān)控為主，側(cè)重于分析油液的基本理化指標(biāo)，如油液的黏度、閃點(diǎn)、酸堿值等。上世紀(jì)50年代后期，光譜技術(shù)引入油液監(jiān)控領(lǐng)域，能分析出油液中磨損金屬的成分和含量，對(duì)找到磨損部件并定位故障具有重要意義。上世紀(jì)70～80年代，傅里葉紅外光譜儀的誕生使得油液中的添加劑、各種氧化產(chǎn)物、積炭含量等也能被儀器檢測(cè)出來(lái)。同期，自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了油液污染度的精準(zhǔn)測(cè)定[6]；鐵譜儀的誕生大幅度提升了油液磨損顆粒的尺寸檢測(cè)范圍。2000年以后，人工智能和圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于油液監(jiān)控領(lǐng)域，促進(jìn)了油液磨粒識(shí)別和污染度檢測(cè)更加自動(dòng)化、智能化。

但是，國(guó)內(nèi)航空油液監(jiān)控技術(shù)水平與國(guó)外先進(jìn)水平仍有不少差距，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1）監(jiān)測(cè)設(shè)備依賴進(jìn)口

許多設(shè)備或核心器件仍以國(guó)外進(jìn)口為主，如光譜儀、鐵譜儀、自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器、自動(dòng)磨粒分析儀等，價(jià)格昂貴，配套耗材成本高。引進(jìn)國(guó)外設(shè)備進(jìn)行油液監(jiān)控，在材料供應(yīng)、維修保障等方面必然受到限制。雖然我國(guó)也研制了一些國(guó)產(chǎn)化油液監(jiān)控設(shè)備，如YJS-150顆粒計(jì)數(shù)器、EIDCS-1型油液磨粒智能檢測(cè)儀等，但仍處于試用期，多數(shù)國(guó)產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)尚未建立，離全面推廣使用還有一定距離。

2）自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)

多數(shù)國(guó)產(chǎn)化設(shè)備在功能上與進(jìn)口設(shè)備類似，即使推廣使用，仍屬于進(jìn)口設(shè)備的替代品。而國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)研制出多款新型設(shè)備[7]，功能先進(jìn)，實(shí)用性強(qiáng)。例如，美國(guó)PNNL X射線熒光光譜儀，體積小，可直接嵌入裝備油路系統(tǒng)中進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，得到的22種元素分析結(jié)果，達(dá)到了美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局的要求。當(dāng)前，油液監(jiān)控設(shè)備已向著微型化、便攜化、智能化、綜合化等趨勢(shì)發(fā)展，國(guó)產(chǎn)設(shè)備的研制應(yīng)瞄準(zhǔn)先進(jìn)，把握趨勢(shì)，加快步伐，迎頭趕上。

3）信息建設(shè)水平不高

油液監(jiān)控大部分以離線分析為主，即取樣場(chǎng)所與分析場(chǎng)所分離，尚未普及實(shí)時(shí)高效的在線監(jiān)控[8]。尚未建立一個(gè)整體的油液監(jiān)控信息和遠(yuǎn)程診斷網(wǎng)絡(luò)，給各機(jī)構(gòu)間的相互合作交流和技術(shù)指導(dǎo)造成了阻礙。尚未將大數(shù)據(jù)等先進(jìn)信息技術(shù)應(yīng)用到油液監(jiān)控領(lǐng)域，眾多油液監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)未得到充分利用，不利于設(shè)備管理和決策者制定設(shè)備磨合規(guī)范以及監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，掌握各型號(hào)裝備的性能特點(diǎn)。

4）專家系統(tǒng)[9]尚不完善

早在2004年，董宏軍等[10]學(xué)者指出，油液分析專家系統(tǒng)故障定位不夠準(zhǔn)確，虛警率較高。經(jīng)過(guò)十幾年的經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)革新，專家系統(tǒng)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)更加豐富，診斷更加準(zhǔn)確，但還存在以下不足：

a.兼容性不強(qiáng)。油液檢測(cè)設(shè)備多樣，油液分析專家系統(tǒng)對(duì)各類儀器結(jié)果數(shù)據(jù)的兼容度不高，有時(shí)出現(xiàn)導(dǎo)入故障。

b.通用性不廣。飛機(jī)機(jī)型多樣，部分機(jī)型的油液監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)尚未完善，也制約著專家系統(tǒng)通用性的發(fā)展。

c.融合度不夠。目前國(guó)產(chǎn)設(shè)備EIDCS-1型油液磨粒智能檢測(cè)儀內(nèi)置了專家系統(tǒng)，而常用的光譜儀、鐵譜顯微鏡、自動(dòng)磨粒分析儀等尚未安裝專家系統(tǒng)，這些儀器的數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)人工導(dǎo)出、傳輸、人工導(dǎo)入等過(guò)程，再進(jìn)行判讀得到結(jié)論，效率低，較為費(fèi)時(shí)。

1.3 需求旺盛，矛盾凸顯

我國(guó)許多航空裝備正處于更新?lián)Q代的大變革時(shí)期，飛機(jī)性能更加先進(jìn)，產(chǎn)量不斷增加，必然需要更多油液監(jiān)控高素質(zhì)人才加入到裝備保障領(lǐng)域當(dāng)中，油液監(jiān)控培訓(xùn)需求不斷增長(zhǎng)。

2007年，國(guó)內(nèi)學(xué)者馬曉宇[11]指出，國(guó)內(nèi)開(kāi)展油液監(jiān)控工作的一個(gè)難點(diǎn)就在于維修人員的素質(zhì)問(wèn)題，這項(xiàng)工作需要復(fù)合型的工程技術(shù)人員來(lái)完成。2016年，汪定江教授指出[12]，我國(guó)多年來(lái)積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的油液監(jiān)控技術(shù)，雖已配備了大量的油液監(jiān)控設(shè)備，但是卻沒(méi)有成立相關(guān)的培訓(xùn)專業(yè)，且人才培養(yǎng)渠道狹窄，難以滿足航空裝備保障需求。

迄今為止，國(guó)內(nèi)部分院校已開(kāi)設(shè)油液監(jiān)控課程，部分企業(yè)、工廠等也承擔(dān)著油液監(jiān)控人員的培訓(xùn)任務(wù)，每年為油液監(jiān)控崗位輸送了大量人才。但油液監(jiān)控技術(shù)培訓(xùn)的普及程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，一些新的矛盾問(wèn)題逐漸凸顯。

1）專業(yè)建設(shè)尚不成熟

目前，油液監(jiān)控僅為無(wú)損檢測(cè)或維修專業(yè)的一個(gè)小方向，未形成完備的專業(yè)體系，油液監(jiān)控課程多在部隊(duì)院校設(shè)立，而在地方院校較為少見(jiàn)。

2）培訓(xùn)人員層次多樣

培訓(xùn)對(duì)象包含初、中、高等多層次工程技術(shù)人員，同一層次人員的學(xué)歷、年齡、經(jīng)歷有很大差異。如何把握培訓(xùn)的難易程度、深度和廣度，使培養(yǎng)的各層次學(xué)員能夠更好地與實(shí)際崗位工作對(duì)接，是目前面臨的一大難題。

3）培訓(xùn)地點(diǎn)較為分散

油液監(jiān)控培訓(xùn)科目多，培訓(xùn)地點(diǎn)分散。油液監(jiān)控人員要拿到崗位資格證書(shū)，需要到多地學(xué)習(xí)培訓(xùn)，并通過(guò)不同科目考核，效率較低。

4）培訓(xùn)設(shè)備較為短缺

近年來(lái)，相關(guān)部門對(duì)油液分析人員需求量增多，但培訓(xùn)設(shè)備數(shù)量有限，且設(shè)備耗材消耗大。一方面，進(jìn)口設(shè)備購(gòu)買周期相對(duì)較長(zhǎng)，維護(hù)成本相對(duì)較高；另一方面，培訓(xùn)人員多為新手，又需要足夠量的設(shè)備、耗材進(jìn)行重復(fù)性操作以提升技能。這些因素使得培訓(xùn)設(shè)備和相關(guān)耗材的緊缺問(wèn)題更加顯著。

2 對(duì)策建議

2.1 整合資源，共同發(fā)展

當(dāng)前，我國(guó)各軍種、各企業(yè)、各地區(qū)間的航空油液監(jiān)控機(jī)構(gòu)逐漸發(fā)展成熟，在某些領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)小范圍的技術(shù)合作，并且已局部形成一些較高級(jí)的管理部門。但從總體上看，仍然缺乏統(tǒng)一部署和集中管理，技術(shù)力量相對(duì)分散，合作交流渠道不順暢，這些因素制約著該領(lǐng)域整體水平的提高。為此，各單位間還需共同努力，加強(qiáng)聯(lián)合，加快推進(jìn)油液監(jiān)控體系建設(shè)，盡早建立全國(guó)性的油液監(jiān)控機(jī)構(gòu)，制定全局發(fā)展規(guī)劃，完善油液監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，充分整合各方資源，解決現(xiàn)有問(wèn)題和矛盾，促進(jìn)各單位共同發(fā)展。

2.2 自主創(chuàng)新，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)

1）提升設(shè)備研制水平。一方面，加緊研制國(guó)產(chǎn)油液監(jiān)控設(shè)備，推進(jìn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)國(guó)外進(jìn)口設(shè)備的替代；另一方面，努力提升自主創(chuàng)新能力，研發(fā)方便快捷、功能強(qiáng)大、自動(dòng)化程度高、智能化水平高的新型油液監(jiān)控儀器，趕上世界先進(jìn)水平。

2）提升軟件開(kāi)發(fā)水平。建全和完善專家系統(tǒng)等判讀軟件的功能，加強(qiáng)其兼容性、通用性和融合度，使其在故障診斷領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。

3）提升信息建設(shè)水平。構(gòu)建油液監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)，拓寬交流合作渠道；普及在線監(jiān)控和遠(yuǎn)程診斷，使油液監(jiān)控更及時(shí)、更高效，擺脫地域限制；通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)，整合利用數(shù)據(jù)資源，更好地為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定、裝備改進(jìn)和故障診斷提供技術(shù)支持。

2.3 合力育人，注重效能

科研院所、院校、航空公司等有關(guān)部門應(yīng)通力合作，完善航空油液監(jiān)控人才培養(yǎng)體系，解決培養(yǎng)過(guò)程中的矛盾問(wèn)題，著力提高油液監(jiān)控人員的綜合素質(zhì)。

建立健全油液監(jiān)控專業(yè)體系，加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)和課程建設(shè)，豐富油液監(jiān)控信息資源。例如，優(yōu)化人才培養(yǎng)目標(biāo)、更新教學(xué)內(nèi)容體系，使培訓(xùn)內(nèi)容更具有針對(duì)性。

解決好當(dāng)前存在的人員層次多、培訓(xùn)地點(diǎn)散、設(shè)備器材消耗大等問(wèn)題，建立科學(xué)高效的培養(yǎng)機(jī)制。例如，探索“一站式”培訓(xùn)、“在線式”培訓(xùn)路徑，解決培訓(xùn)空間的限制；精簡(jiǎn)開(kāi)支，注重效能，研發(fā)與實(shí)際設(shè)備功能類似的模型機(jī)或虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)，推動(dòng)培訓(xùn)模式由“粗放型”向“效能型”轉(zhuǎn)變，使之與不斷增長(zhǎng)的培訓(xùn)需求相適應(yīng)。

3 結(jié)語(yǔ)

航空油液監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用廣泛、實(shí)用性強(qiáng)，是保障飛行安全、延長(zhǎng)飛機(jī)壽命、降低維修成本的關(guān)鍵手段。隨著社會(huì)主義現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，我國(guó)對(duì)高性能現(xiàn)代飛機(jī)的使用需求不斷增加，對(duì)先進(jìn)裝備的維修保障更加重視，航空油液監(jiān)控技術(shù)必將伴隨裝備革新而不斷發(fā)展，并發(fā)揮更大作用。

相信在不久的將來(lái)，我國(guó)航空油液監(jiān)控一定會(huì)成為一支體系完備、技術(shù)先進(jìn)、人員業(yè)務(wù)精湛的重要力量，為飛機(jī)運(yùn)行安全提供有力保障，為國(guó)家和軍隊(duì)建設(shè)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。