民用飞机维修中的规划及其确定方法

上官明韬

深圳宝安国际机场股份有限公司机务工程部 518128

民用飞机维修中的规划及其确定方法

上官明韬

深圳宝安国际机场股份有限公司机务工程部 518128

飞机维修费用的高昂要求在飞机的设计阶段就确定好飞机的维修规划。目前MSG-3与RCM 是航空工业界普遍接受的两种维修思想。本文阐述了确定飞机维修任务的两种方法——矩阵法和基于案例推理法。在用矩阵法确定飞机区域维修任务之前阐述了其基本原理，以及分析了基于案例推理法的原理及其在民用飞机维修中确定任务的应用。

民用飞机；维修规划；维修思想；确定方法

有资料表明，民用飞机在维修费用方面已经达到三分之二的飞机购买价格，这一数字也是民航直接运营成本的10%～20%[1]。我国航空事业伴随着研制ARJ21、启动大型飞机项目等的发展而发展，其中飞机的维修规划对我国的航空公司与民用飞机制造商来说都会因为维修费用的高昂而给予相当的关注。因此，确定飞机的维修任务及其维修规划是制定民用飞机维修大纲的重要内容之一。

现在飞机的维修规划大多是以FAA（Federal Aviation Administration）维修指导小组的 MSG-3（Maintenance Steering Group-3）维修思想、可靠性为中心的维修思想（RCM，Reliability Centered Maintenance）、以商业为中心的维修思想（BCM，Business Centered Maintenance）、全员生产维修思想（TPM，Total Productive Maintenance）等为主的，其中MSG-3与RCM是航空工业界普遍接受的两种维修思想。MSG-3的维修思想是世界范围内民用航空界都认可的民用飞机进行维修规划和决策重要指导思想；MSG-3的维修思想与可靠性维修控制原理进行结合，可以具有更高的可靠性水平、更好的安全标准以及良好的经济效益，这是MSG-3维修思想的核心；同时MSG-3的科学性和实用性都是不错的，这也获得了国际上民用航空制造企业、航空公司的广泛认可，并因此被广泛地采用着，由此带来了可观的经济收益。而RCM维修思想则是从上个世纪的六十年代起源于美国航空业的，现在也成为世界范围内流行的、优化维修制度、确定飞机系统预防性维修任务的常规的系统工程维修方法，更是发达国家的工业部门以及军队在制定军用装备以及设备预防性维修规划决策时一种首选的方法。

在维修规划时，民用飞机可以分成系统、结构、区域、闪电/高强度辐射场防护等四个部分。其中系统部分作为民用飞机的主体，对民用飞机的安全性、经济性等都存在着相当重要的影响。对民用飞机进行系统维修规划的主要目的就是为了给各系统的部件制定出合理可行的维修任务与维修间隔；民用飞机系统维修规划时其最后都是通过民用飞机的系统维修方案来确定的，这时不管是MSG-3还是RCM的维修思想只是从框架流程与指导思想方面提供了维修规划。而在具体的可操作的系统维修规划中，还是要根据类似机型的维修经验或者维修优化来进行维修的，同时确定好各个部件的维修任务与维修间隔。之后，再把所有的维修任务进行有机地组合，最后得到系统的维修方案。而在确定民用飞机的结构、区域以及闪电/高强度辐射场等部分的维修工作与维修间隔的时候，采用的方法也是以大量维修实践经验为根本基于MSG-3检修思想发展起来的。

由此可见，确定民用飞机的维修任务是多么的重要。而这项工作在民用飞机的设计阶段就需要确定好。具体确定维修任务的方法主要有矩阵法、基于案例推理（CBR，Case-based reasoning）法以及按照可靠性数据来确定的系统维修间隔方法。本文主要阐述前两种方法。

1 矩阵法

对民用飞机进行维修，其任务分析是各种方法、经验、策略以及技术的集合，更是严密、复杂而且细致的一项系统工程。民用飞机维修大纲的分析是基于 MSG-3维修思想的，不过它只提供了分析的程序和基本的框架方法，而确定具体的维修任务还是要采用合理的、有效的以及具体的方法，然后建立有关的问题模型来进行分析和确定。

1.1 原理

矩阵法是根据事件的多维性，从中找出相对应的因素，把属于群L的因素，如L1，L2，…，Li，…，Lm，与属于群R的因素，如R1，R2，…，Rj，…，Rn，分别排列成行与列，从而构成矩阵；之后在这个矩阵的行与列的交叉点上分别表示出L与R各个因素的关系图；也就是以这个矩阵中的行列交叉点当作构思解决问题的关键点从而有效地解决维修问题的一种方法。矩阵法一般都作为一种有效质量管理的工具，是借助多因素进行综合思考而探索维修问题的好方法。这样，在结合飞机维修工程的实际经验基础上，采用矩阵法来确定飞机的结构、区域与闪电/高强度辐射场防护的维修任务。不过因为在飞机设计理念方面不同的飞机往往大相径庭，其使用环境的区别和结构方面的差异，在使用矩阵法来确定飞机的结构、区域与闪电/高强度辐射场防护等部分的预定维修任务过程中，各个部分实际需要考虑的因素以及画出的矩阵图会有所不同。因此，在使用矩阵法时还是要从实际情况出发来调整。

1.2 确定飞机区域维修任务

采用矩阵法来确定飞机区域维修任务，还是要按照工程的经验先进行区域分析。区域分析主要包括两种，即标准区域分析与增强区域分析，它们两者所考虑的因素大体不同。标准区域分析主要是针对飞机区域内所安装附件是否处于正常状态与安全性所做的一般性目视检查；而增强区域分析主要是针对某些特殊的项目（如导线、可燃材料等）与特定区域所做的详细目视检查，或者说是单独的一般性目视检查。

1.2.1 标准区域分析确定维修任务

标准区域分析中需要考虑的因素主要有稠密度等级、重要性等级以及暴露性等级（其中又包括偶然损伤等级与环境损伤等级）等三个指标[2，3]。稠密度等级还和数量等级与易检等级等两个因素有关；环境损伤的等级则和振动、温度与液体因素有关；偶然损伤等级还和外来物损伤、地面保障设备、乘客活动、维修频率、天气影响、液体溢出以及其它因素有关。在确定维修任务时，先要根据稠密度等级和重要性等级得到一个过渡等级，之后把过渡等级跟暴露性等级结合起来而确定出区域的总等级；最后根据总等级就可以按照等级值和间隔对应的原则确定出检查间隔，这样就完成了维修大纲的分析。

1.2.2 增强区域分析确定维修任务

增强区域分析则是按照系统起火与相邻电线的潜在影响、安装设备的密集度以及区域的大小来决定着所开展的检查工作，然后把偶然损伤与环境损伤的影响综合起来考虑来确定检查的间隔。

2 基于案例的推理法

2.1 原理

在人类的发展中形成了采用类比推理的方法来处理事情，这是在已有的经验或者回忆以前的事情或者场景的基础上来展开的。这样基于过去的场景、事情或者经验来解决现在的问题一种方法就是基于案例的推理方法。这种方法是采用增量式主动学习对问题进行解决的一种方法，和传统的人工智能方法或理论相比较，基于案例的推理方法更多的是人类通过计算机科学技术来模拟人类大脑的思维与推理的一种方式，并在这个基础上实现认识世界与改造世界的尝试与飞跃。基于案例的推理，从认知科学方面来看有心理学上的证明，从数据挖掘、人工智能等计算机科学与信息技术方面来看有具体技术上的支持，从应用领域的广泛性方面来看有诸多的实践性工作需要处理。

2.2 确定维修工作

很多的新产品都是在老产品的改进中获得的，这体现在新产品的功能、结构、故障、工作条件以及故障影响等多方面都存在着很多的相似之处。对新研制的飞机而言，在MSG-3分析的过程中飞机的使用情况、维修信息一般都是缺乏的，分析人员在分析判断时往往需要参照类似或者相同的飞机系统的使用情况或经验。这显然与基于案例的推理的思想相符合。基于案例的推理就是改写或使用过去解决问题的方法来解决现在问题的技术，从而确定飞机的维修工作。

2.3 确定维修的间隔

在采用基于案例的推理方法确定好飞机的维修工作之后，就要确定飞机维修的间隔。确定飞机维修的间隔同样需要参考相同或类似部件（或子系统）的使用维护经验，还有配件制造商提供的试验数据与技术资料。因此，确定飞机维修的间隔时，如果遇到完全相同的案例，就不需要对以前的案例进行修改，可以直接参照使用，当然这是特殊的情况。在很多的情况下都是不那么匹配的，而要把几个案例一起拿来做参考，这样就要通过组合改写的方式来确定维修的间隔。

[1]汪冰生. 航空器维修成本控制[M]. 南京: 南京航空航天大学, 2002.

[2] A318/A319/A320/A321 maintenance program development policy and procedures handbook, 2001, 3.

[3]BOEING 737-600/700/800 maintenance program development PPH, The Boeing company Seattle, Washington, 1996.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.091