基于S1000D的飞机分区与接近口编码研究

徐建新，张阿里布米，卿光辉

（中国民航大学航空工程学院，天津 300300）

基于S1000D的飞机分区与接近口编码研究

徐建新，张阿里布米，卿光辉

（中国民航大学航空工程学院，天津 300300）

S1000D是使用相互关联的模块化数据组织技术制作交互式电子技术手册的标准，其目的是解决数据重用和数据共享问题。本文在研究S1000D规范的基础上，结合MSG-3维修大纲，研究基于S1000D规范的民用飞机分区以及接近口的编码识别，便于统一、整理以及集成化使用民机的相关维修信息，为民机的数字化设计、制造以及维修提供统一数据源。

ASD S1000D；分区；接近口；编码

飞机维修技术资料正在向全面数字化方向发展。传统的飞机电子维护手册包括工程图纸、技术说明书、试验记录，存在着占有空间大、修订和更新的成本高、周期长、数据格式不兼容等缺点，导致制造商及其客户的费用不断增加，而数字化维修技术具有良好的人机交互性、集成不同来源的数据、良好的开放性与互用性、与各类信息系统进行有机结合等优点，可以保证快速存取维修资料、降低维修成本、保证维修方案的正确性[1]。目前基于S1000D标准的IETM（interactive electronic technical manual，交互式电子技术手册）数字化维修系统拥有广泛的应用前景[2]。IETM是一种参考S1000D规范的数字化来进行编制格式，其使用表格、图形、文字以及视频等多媒体方式，采用人机互操作的形式提供飞机主系统、分系统的结构、原理，飞机的使用操作手册、人员培训手册以及结构维护手册等内容的交互式出版物。因为其解决了传统的纸质保障手段（如存储、管理以及使用等方面）的缺陷，大大提高了飞机维修、技术资料管理以及训练等方面的效率，显著地提高了在辅助维修、培训以及资料管理的效益，得到了民航领域的高度关注。

MSG-3是制定民用运输类飞机维修大纲的指导性文件，其引入了区域检查概念，被视为维修方式上的一个突破。区域检查的具体要求是区域检查的范围由规定的接近口和指定的区域确定，按已指出的接近方式进行接近（或打开规定的接近口进行接近），并对指定的区域进行检查[3]。本文通过研究S1000D规范，结合MSG-3维修大纲，对民用飞机的区域与接近口的编码标识进行了研究分析。

1 S1000D规范简介

S1000D是欧洲航天和国防工业协会（Aerospace and Defence Industries Association of Europe，ASD）、美国航空工业协会（Aerospace Industries Association ofAmerica，AIA）和美国航空运输协会（Air Transport Association of America，ATA）于20世纪末共同制定与维护的数字化电子技术资料的国际规范，其定义了电子技术资料的格式要求、生成、管理以及发布等类型的内容[4]。S1000D是一个面向未来的标准，其具有广泛组织支持、拥有完善维护机制、技术基础雄厚及具备合理发展计划等特点，具有良好的发展前景。S1000D的两大核心内容是数据模块（data module,DM）和通用源数据库（common source data base,CSDB）[5]。

1.1 数据模块

数据模块是S1000D的一个核心概念，每个DM使用数据模块代码（data module code，DMC）来区分。每一个DM是一个描述元素的最小单元，物理上具有原子性，不可分割。数据模块由两部分组成，其一为标识状态段部分，其二为内容段部分。

数据模块的第一部分为标识状态段，包含了飞机的数据元信息，即数据模块的标识信息和状态信息。标识状态段的数据用于适用性管理、文档类型管理、查询和检索管理等。

数据模块的第二部分为内容段（content section），该部分为文档主体，包含了显示给用户的数据信息。内容段按照描述的信息内容分为程序类信息、描述类信息、故障报告及隔离信息、图解零件信息、人员或操作类信息、维修信息、管线数据类信息等类型，S1000D分别为每个类型定义了DTD和Schema。数据模块不同，其对应的内容段也不同。

数据模块的类型与结构如图1所示。

图1 数据模块结构Fig.1 Data module structure

1.2 通用源数据库

通用源数据库是一个通用的、广义数据信息的数字化集合。CSDB管理包括文本、多媒体内容、插图、注释、数据模块等对象，它们是可以被识别和交换的信息单元，每个信息都有其相应的数字化格式，可通过其类型、编号及其相关数据信息以目录或搜索的方式从CSDB检索信息对象[6]。

2 分区与接近口编码识别

对飞机区域的规范划分，有助于维修技师对飞机部件/区域故障的快速定位，从而便于简化工作指令且快速制定维修计划[7]。S1000D选取统一的方式对民用客机进行区域划分。

2.1 基于S1000D标准的民用客机分区编码识别

通过将飞机划分为一个个区域，可以迅速准确定位飞机的产品设备、部件（接近门、控制板、舱门等）[8]。通过数据模块对飞机区域的编码与识别，将产品划分为区域以及子区域，简化维修人员快速准确制定维修计划和维修操作[9]。分区以及接近口信息数据按照数据模块进行编码时，在设计阶段应遵循S1000D规范的原则与要求：

1）一个分区的编码是由标准编号的3个数的组合组成的。第一个数字代表飞机的主要结构所位于的区域。第二个数字代表区域以及该区域位于飞机中心线的哪一侧，通常奇数数字代表位于中心线左侧，偶数数字代表右侧。位于中心线的区域可以分配奇数或者偶数。第三个数字常用来指示子区域。

2）机身区域的划分须遵循纵向从前到后分配的原则。飞机的垂直划分以飞机的主客舱地板为划分点将机身分为上下两部分。主要结构部件如入口舱门、货舱门、起落架、起落架舱门、操纵面等，必须有其独立的区域编号。

3）飞机每个区域的界限与实际设备的物理界限相一致，如翼梁、翼肋、机身框架、加强框或纵梁、蒙皮或者操纵面的区域界限。内部边界基于结构组件。区域边界的编号须反映对应结构的关系，而诸如客舱门、货舱门等特定用途的舱门本身即为一个区域。

4）所有的部件之间需保持兼容性，对于飞机主要部件结构大的变化必须分配新的区域编号。插图和图表必须清楚的标明区域边界，位置编号，物理描述。

5）划分机身部分的区域时，需注意不能将主要的隔舱分成不同的区域，这些主要组件须独立分区。

6）机翼部分的分区必须遵循从翼根到翼尖、从前到后的原则来分配。这种分配原则同样适用于水平或者垂直安定面以及所有的辅助安定装置。

7）在飞机维护中，机翼前沿、尾翼、轮舱、油箱、机组舱/驾驶舱、卫生间、厨房以及其他的密集区域必须适当分区来定义工作区域。

8）位于空气动力学组件与机身之间并由整流片封闭的区域，应当被认为是机身区域。

民用客机的主要区域分区编码如表1所示；对主区域（如编码为200与300）的分区使用第二个数字编码来区分，如区域编码为300（尾翼）的分区如表2所示；子区域划分为子-子区域，用第三个数字编码表示，如关于民用客机右侧垂直安定面和方向舵的分区如表3所示。

表1 民用客机主区域编码Tab.1 Major zone codes of civil airplane

表2 飞机尾翼子区域编码Tab.2 Major sub zone codes of empennage

表3 右侧垂直安定面和方向舵子-子区域编码Tab.3 Sub-sub zone codes of right vertical stabilizer and rudder

2.2 基于S1000D标准的接近口编码识别

典型的接近口包括：舱门，仪表盘，舱口，整流片，整流罩，货舱侧板。一个标识符在数据模块里用来识别相对应的接近口。如果飞机某个接近口没有标识符，则在数据模块里须划分一个编码来标识。接近口编码原则如下：

1）接近口编码必须与产品的分区系统相联系；

2）字母I和O不得用于字母后缀或前面的字母编码序列；

3）卸压舱门以及油箱出口一般不分配特定的接近口标识符；

4）机身中心线的接近口用左侧指示器来编码；

5）垂直安定面或方向舵的接近口编号应按从下到上的顺序编码；

6）在涉及多个区域的接近口编码中，按照涉及到的最小的区域代码来编码；

7）如果一个小的接近口位于一个大的接近口内，须先分配大的接近口编码；

8）在区域边界上的接近口（如隔框）的编码必须是按照门或者面板的拆卸一侧来决定其所在的区域编码。

如图2所示，接近口标识符编码首先是接近口所位于区域的3个数字编码，其次是2个字母后缀，另外必要时需要有第3个字母后缀。

图2 接近口编码-位于上部机身，区域215地板的左侧面板AFig.2 Access code-panel A on left side of zone 215 in floor in upper fuselage

其中，第一个后缀字母是主要的标识符，按照逻辑顺序分配原则，如由内到外，由前到后，每个区域由字母“A”开始。第二个字母代表元件位置码，用来区分该区域相关元件的具体位置。如T代表上面；B代表底部；L代表左侧；R代表右侧；Z代表内部。第三个后缀字母用来进一步标识地板，壁板或者顶板。如F和G代表地板，W和X代表壁板，C和D代表顶板（当F、W、C组合已经使用，可以分别用G、X、D来代替）。基于飞机中心线两侧且相对于飞机中心线对称的两个接近口编码时，需分配相同的字母指示器，区域编号可以不同，如521CB代表左机翼，621CB则代表右机翼。

实例 位于区域215的左侧地板的编码如图2所示；2个字母后缀的接近口编码的实例如表4所示；图3和图4分别显示了飞机整流罩以及机翼的接近口编码。

表4 2个字母后缀接近口编码的实例Tab.4 Title examples of access codes

图3 左侧整流罩接近口编码示意图Fig.3 Access codes on left side of belly fairing

3 结语

区域检查是MSG-3逻辑分析的重要部分，将飞机区域按照S1000D标准划分区域是实现基于IETM的数字化维修技术的关键环节。本文系统深入地对S1000D的分区与接近口编码结构和原则进行了分析，对实现民用飞机的数字化维修具有一定的理论和应用价值。

图4 左侧机翼下表面后缘接近口编码示意图Fig.4 Lower trailing edge access codes of left wing

[1]非 寒.航空运输业向数据标准化方向迈进[J].航空维修与工程，2007（2）：77-80.

[2]胡冬妮.飞机重量平衡手册的编制探究[J].航空维修与工程，2012（3）：89-92.

[3]王勤超.民用飞机区域MSG-3分析方法介绍[J].科技信息，2013（18）：487-489.

[4]周 伟.基于S1000D标准交互式电子技术手册的研究[D].青岛：青岛科技大学，2012.

[5]靳思源.飞机壁板件装配偏差的刚柔结合建模与工艺优化方法[D].上海：上海交通大学，2013.

[6]胡耀光，孟小华，李 展.S1000D规范下IETM中数据模块的设计与实现[J].计算机工程与设计，2009，30（13）：3222-3224，3250.

[7]李玉焕.基于S1000D的交互式电子技术手册研制[J].电脑与信息技术，2012，20（2）：46-49.

[8]颜春艳.飞机区域安全性分析技术研究[D].南京：南京航空航天大学，2009.

[9]陆 中.民用飞机维修性并行设计关键技术研究[D].南京：南京航空航天大学，2009.

（责任编辑：杨媛媛）

Coding of aircraft zoning and access ports based on S1000D

XU Jian-xin，ZHANG Alibumi，QING Guang-hui
（College of Aeronautical Engineering，CAUC，Tianjin 300300，China）

S1000D is the specification for fabricating IETM by utilizing technology of correlated modularized data organization to achieve the re-use and sharing of data.Based on S1000D and MSG-3，the identification and coding of aircraft zoning and access ports based on S1000D are proposed，which can be used to integrate and manage the synthesized technological information of aircraft maintenance and provide consistent common data source for aviation digital design，manufacture and maintenance.

ASD S1000D；zoning；access port；coding

V267

：A

：1674-5590（2014）04-0019-04

2013-09-13；

：2013-10-12

：航空科学基金项目（20120267002）

徐建新（1967—），男，江苏苏州人，教授，博士，研究方向为飞机结构疲劳强度、复合材料结构加工.