浅析基于可靠性为中心的维修分析方法

翁洋 高春霞 姚学荣 樊雅丽

摘 要：用户对飞机的维修性提出了更高的要求，文章简要介绍了以可靠性为中心的维修分析的基本概念及基本工作程序，重点阐述了系统/设备分析法在以可靠性为中心的维修分析中的分析方法和步骤。

关键词：可靠性；维修；RCMA

1 前言

以可靠性为中心的维修分析（RCMA）的目的就是确定重要维修项目（MSI）（NMSI）、重要结构项目（SSI）（NSSI），通过系统维修方式逻辑决断过程和结构评级，确定MSI、SSI的维修方式和维修工作要求，根据维修方式逻辑决断及结构评级结果，编制预防性维修大纲并确定维修项目的维修周期。本文通过系统/设备分析法简要介绍了如何确定预防性维修工作项目及预防性维修工作要求，编制预防性维修大纲并确定维修项目的维修周期。

2 飞机的故障、故障分类和故障后果及维修对策

2.1 飞机的故障、故障分类和故障后果

飞机的故障是指飞机或其子系统不能或将不能完成预定功能的事件或状态。对于具体系统，其故障的判据还应结合各系统的功能以及性质与适用范围加以规定。清晰的故障定义是划分故障种类、评定故障后果和确定飞机和各系统可靠性水平的基础。

飞机的故障分类可分为功能故障和潜在故障，也可分为单个故障和多重故障。功能故障就是指飞机或系统不能完成规定功能的事件或状态；潜在故障是指飞机或系统将不能完成规定功能的可鉴别的状态。单个故障是指发生的独立故障事件；多重故障是指由连贯发生的两个或两个以上的独立故障组成的故障事件。

飞机或其子系统的故障后果将对飞机有安全性影响、任务性影响和经济性影响。根据系统/设备的功用和故障模式及其在飞机中的重要度不同对飞机的安全性、任务性、经济性影响程度也不同。

2.2 飞机的维修对策

飞机在实际使用中，故障是不可避免的。早期故障和偶然故障更是不可能靠维修来预防的。对有安全性或任务性后果的偶然故障，如果故障率超过了可接受水平，则只能改进飞机的设计。耗损性故障也不必全部预防，只对会产生严重后果的故障才需要预防。因此，对于故障应按其性质和后果通过分析采用相应的维修对策，首先划分重要和非重要系统，然后按故障后果和原因确定预防性维修工作和更改设计，最后根据故障规律及影响，选择预防性维修工作类型。

预防性维修工作类型包括空勤组监控、基本维护（指清洁、润滑/保养）、原位/离位检查（指目视、试验、校验等）、翻修、报废等。

3 系统/设备分析法的主要工作内容及步骤

系统/设备分析法，是指根据系统/设备的功用和故障模式，对各系统/分系统及其重要维修项目进行故障后果评定和维修方式逻辑决断，以便规划出必须做哪些维修和检查工作，预估维修和检查的周期，确定维修和检查的部位。

系统/设备分析法的步骤：首先确定重要维修项目（MSI），然后进行故障模式影响分析（FMEA）和维修方式逻辑决断，最后确定维修和检查的部位，预估维修和检查的周期。

3.1 确定重要维修项目（MSI）

从飞机的安全性、可靠性和经济性出发，对飞机的各个部件、系统、附件、直至零组件进行分析，从中选出相对重要的项目。按照飞机重要维修项目选择分析表所列的MSI项目，逐项进行功能故障分析，对MSI的每一故障模式，应按逻辑决断图所示的问题进行回答，如：功能故障的发生对履行正常职责的空勤组是明显的吗？明显功能故障或由此引起的二次损伤对使用安全性有直接的有害影响吗？一个隐蔽的功能故障和另一个与系统有关的或备用的功能的综合对使用安全性有害影响吗？功能故障对使用能力有直接有害影响吗？

3.2 故障模式影响分析

分析完成后填写飞机重要维修项目FMEA分析表。飞机重要维修项目FMEA分析表主要填写飞机系统/分系统的功能、故障模式、故障原因及故障对飞机安全性、使用性、经济性的影响；可靠性数据无寿件填写平均故障间隔时间MTBF和失效前平均故障间隔时间MTTF，有寿件填写首翻起、翻修间隔、总寿命和使用期限。在确定需要做预定维修工作以后，就要详细分析所做哪些维修工作是否有效。按照有效性准则判断维修方式是视情（OC）还是监控（CM），原则上视情维修的产品/系统必须符合以下三个原则：（1）抗故障能力的下降必须是可探测的；（2）必须有某个可鉴定且探测潜在故障的条件；（3）潜在故障发展到功能故障必须经历一段时间。监控维修的产品/系统必须符合以下三个原则：（1）项目必须在某个可鉴定的使用时间显示其功能的恶化；（2）项目的大部分必须使用到该使用时间；（3）必须能把项目恢复到规定的抗故障能力水平（仅适用与拆修）。

3.3 维修方式逻辑决断

系统/设备分析法的逻辑决断分两层，第一层故障影响逻辑决断，第二层维修工作类型逻辑决断。

3.3.1 第一层故障影响逻辑决

首先对“功能故障的发生对正常使用操作装备的操作人员是明显的吗？”进行逻辑决断。

“是”则进入“功能故障或由该功能故障引起的二次损伤对使用安全有直接有害影响吗？”逻辑决断，“是”则通过进入安全性影响分析后直接进入第二层维修工作类型逻辑决断；“否”则还需进行“功能故障对任务完成有直接有害影响吗？”逻辑决断，如有影响则通过任务性影响分析后进入第二层维修工作类型逻辑决断，如无影响则通过经济性分析后进入第二层维修工作类型逻辑决断。

“否”则进入“隐蔽功能故障和另一个与系统有关或备用功能的故障的综合对使用安全有直接有害影响吗？”逻辑决断，“是”则通过进入安全性影响分析后直接进入第二层维修工作类型Ⅳ逻辑决断；“否”则还需进行“隐蔽功能故障和另一个与系统有关或备用功能的故障的综合对任务完成有有害影响吗？”逻辑决断，如有影响则通过任务性影响分析后进入第二层维修工作类型逻辑决断，如无影响则通过经济性分析后进入第二层维修工作类型逻辑决断。

3.3.2 第二层维修工作类型逻辑决断

进行“保养是适用和有效的吗？”、“用正常的操作人员监控来探测功能的退化是适用的和有效的吗？”、“用原位或离位检查来探测功能的退化是适用的和有效的吗？”、“定时拆修是适用的和有效的吗？”、“定时报废是适用的和有效的吗？”、“有无一种适用的和有效的工作类型或综合工作”逻辑决断，如有效则采用保养维修、操作人员监控、功能检测维修、定时拆修、定时报废维修等选择最有效的工作类型或综合工作，否则就必须更改设计。

3.4 确定维修和检查的部位，预估维修和检查的周期

按逻辑决断图的路线，对MSI进行分析，最后确定所要做的维修工作，并填写飞机重要维修项目维修方式逻辑决断记录表。飞机重要维修项目维修方式逻辑决断记录表中要填写维修方式、工作描述、维修级别周期、附加维修工作等工作内容。在经上述维修工作分析后，对MSI还要分析其有无其他维修工作可做。如：是否需要润滑、保养，周期是多少等等。同时，对分析决断为“定时”，“视情”的项目，要进一步分析是否还有特殊的维修要求，或更换易损件，周期是多少等。对无特殊要求的，均列入区域检查。如果所有的维修工作，都不能探测或预防可靠性的下降，则对该项目要提出重新设计的建议。

维修工作周期一般应考虑机群的外场使用信息和维修经验，借鉴生产制造过程中的试验数据和定延寿成果和同类型飞机/设备的维修、使用规定和经验并综合权衡后确定。

4 结束语

随着高新技术在飞机设计制造上的广泛应用，技术复杂程度明显增大，飞机预防性、修复性维修与战场抢修等保障工作越来越受到重视，通过维修性分析，将维修工作前伸到方案设计阶段，用维修性要求去影响设计，以满足飞机交付后正常使用维护要求。维修性工作的研究及应用还需要在今后的研究中进一步研究和完善。