航空装备维修保障模式研究

左力

（空军装备部外场保障局 北京 100843）

航空装备维修保障模式研究

左力

（空军装备部外场保障局 北京 100843）

深入分析了现代航空装备维系保障发展是以信息技术为核心的这一重要方向，详细研究了航空装备维修保障的两种维修类别以及其特点与发展；分析了航空装备维修保障模式的现存问题和优化措施；提出了以信息智能、安全可靠、实时监控、分析决策为设计目的，以中央处理系统、数字通信网络、辅助计算系统、电子技术手册为结构组成的航空装备维修保障数字网络化模式。这种模式是以数字化、网络化、智能化相结合为发展理念，将保障思想、方法理论、维修技术与航空装备维修的实际相结合所提出的一种新的航空装备维修保障模式。

航空装备；数字化维修；保障模式；网络化

以信息技术为核心的发展模式的现代航空装备维修保障发展的重要方向。新型航空装备的发展要求维修保障模式的变更，电子计算机技术、现代通信技术、人工智能技术促使了航空装备维修保障技术在维修方式和维修手段的变革，确保维修保障向着负担减轻、费用降低、效能提升等好的方面发展。航空装备使用性能的重要体现之一就在于装备保障能力的增强，保障能力越强，航空装备的利用率越高，越能高效地发挥装备潜能，因此研究和探索航空装备维修保障模式的基本规律、基础理论以及实际应用等问题，对于充分发挥装备的潜能具有十分重要的实际意义。

1 航空装备维修保障概述

航空装备维修保障是一项复杂的系统工程，它应以现代化科学技术为方法手段，通过优化装备维修保障总体设计进行宏观管理，增强装备的设计特性，使其与维修保障分系统匹配协调，从而实现及时、经济、高效的维修。

1.1 航空装备维修保障分类

航空装备维修保障包括预防性维修和修复性维修两大类，即：

1）预防性维修：指为防止装备发生故障或功能退化，使其保持在规定状态所进行的维修活动。它的目的在于发现并消除潜在故障，及时避免这些避免故障所带来的严重后果，做到未雨绸缪。其中又分为定期维修和基于状态的维修，前者按规定维修间隔实施工作，具有周期性和主动性，可以降低功能性故障发生概率，但未实现装备寿命最大化，经常产生维修过剩状况，同时由于频繁维修而导致新故障的产生；后者是依据装备的状态进行实时评估或接近实时评估，在有需求的前提下再进行维修，从而保证了装备的可靠性、安全性，降低了装备的使用与维修费用[1-2]。

2）修复性维修：指装备发生故障后，为使其恢复到规定技术状态所进行的维修活动。这是一种故障产生后的被动式维修，可以不用考虑装备运行状态，能充分发挥装备的使用价值，避免了维修过剩情况的产生，不用采取状态监控的能措施，但存在装备故障风险大、停机时间长、停机费用与备件库存率高、缺少灵活性和成本控制等问题[1-2]。

1.2 航空装备维修保障新特点

近三十年来的局部战争表明未来战争是以信息为中心的，全方位、全时空、大纵深以，陆、海、空、天、电多维一体的信息化战争，以此为背景的航空装备维修保障必须具备快速反应、持续维修、综合保障、高效抢修、及时组织和和可靠防护等能力[3]，同时具有以下特点，即

1）装备智能化提高：大量引入人工智能技术、并行处理技术等先进理念，装备信息化程度提高、功能高度综合；

2）自动检测能力强：可根据各种的检测信息进行状态识别和故障定位；

3）系统监控和故障诊断能力强：多个维护/快卸口盖使装备维修性得以提高；

4）性能/状态监控完备：对重要系统的主要参数进行实时监控，提供设备的工作状态和故障信息，有利于操作员和排故人员的具体操作。

1.3 航空装备维修保障发展

1）由单一的使用需求向需求与经济相统一发展

传统航空装备维修保障中的资源配置，其首要目标满足使用要求。但现代航空装备的特点是面向全面布局、物资储备、体制编制等，如果单一地考虑使用需求，那么传统模式存在专业化程度不高、各专业工作时间安排不合理、维修成本较高等问题。因此现代航空装备维修保障模式必须全面考虑各方面因素，兼顾各种需求与经济效益的相统一[5-7]。

2）由单因素影响向多因素影响方式发展

航空装备维修保障的核心问题是保障资源配置的研究，传统的模式采用的方式更多的只是考虑但一方面的影响因素，没有将多因素综合考虑。现代航空装备维修保障模式要求保障资源需求具有多因素、随机性、不确定性等，因此各类新型预测与优化技术得以应用。未来的趋势必然是利用各种新技术进一步提高保障资源配置的合理性和准确性[5，8-9]。

3）由理论研究向综合分析发展

当前的航空装备维修保障的资源优化配置方法，绝大多数是以各种理论为基础，针对各类数学模型和优化算法进行研究仿真。但未来的模式发展方向，必然以信息技术为主导，全面使用各种高新技术，提高维修保障的精确程度，实现无缝隙保障，最大限度地提高保障效益，节约资源[5，10]。

2 航空装备维修保障模式

2.1 现存问题

现有的航空装备维修保障模式尽管可以适应当下的各种工作和任务需求，但是在科学技术飞跃发展的大背景下，尚存在诸多问题，即：

1）信息集成程度不高：大多数维修工作仍停留在各专业自行维修的基础上，没有实现故障维修多专业信息交流；

2）智能信息处理缺失：数据处理发展的一个重要方向就是智能信息处理，现有的模式没能对这一领域进行研究，这势必会影响在未来大数据处理情况下决策信息的产生；

3）单一保障模式严重：对各类航空装备的保障模式之间没有形成共性研究，造成维修保障工作通用性不强，导致设备、时间、经费的使用不合理，甚至浪费。

2.2 优化措施

对航空维修保障技术的优化主要采用飞行/技术相分离、各类专业相整合以及准备流程更优化等措施。

1）飞行/技术相分离：随着技术的发展，航空装备科技含量大幅度提升，系统交联性日趋复杂，使得航空装备飞行保障愈加简单，而技术保障愈加复杂[3]，从而要求将飞行和技术保障相分离；

2）各类专业相整合：装备的发展提高了各类专业的综合性，技术支撑和工作内容融合性更强[3，4]，因此可将相通的若干专业进行合并整合；

3）准备流程更优化：各专业在航空装备的飞行准备工作中任务分配存在与均匀的现象，人力资源分配造成浪费，各专业占用工时存在不合理现象[3，5]，因此需要根据工作量对各专业的工作内容进行优化调整。

3 航空装备维修保障数字网络化模式设计

航空装备维修保障模式的设计，必须进行详细的需求分析与综合权衡，对系统的可靠性、维护性、保障性进行全面论证。数字化维修（Digital Maintenance）是一种与信息技术密切相关的、以可靠性为核心的全新维修概念的集成。航空装备维修保障数字网络化模式将航空装备的自身状态、诊断结果、维修资源、人力配置、备件供应、技术支援等方面的信息资源以数字化信息描述，综合运用各类现代化技术，特别是计算机技术、数字通信技术、网络技术、检测诊断技术、人工智能技术等，将相关的功能系统有机结合，尽可能实现各类数字化信息实时处理，完成信息资源在系统内的共享，实现航空装备维修工作各环节的高度一体化[11-13]。

3.1 设计目标

航空装备维修保障数字网络化模式的设计目标包括信息智能、安全可靠、实时监控与分析决策4个部分。

1）信息智能：对航空装备维修保障模式的数字资料和信息系统进行信息化、智能化处理，支持系统在航空领域数据信息的检索、查询与更新等工作；

2）安全可靠：对航空装备维修保障过程中的的问题进行智能预测、全面分析、重点维修，以提高保障工作的安全性与可靠性；

3）实时监控：对航空保障装备进行信息化管理，完成航空装备在各时段的实时监控；

4）分析决策：对航空装备维修保障全过程进行质量、经济、安全、可靠等性能的分析，向管理层提供决策支持[11-12]。

3.2 系统结构设计

航空装备维修保障数字网络化模式的结构如图1所示，包括中央处理系统、数字通信网络、辅助计算系统、电子技术手册4个部分，即：

1）中央处理系统：对航空装备维修保障中的各类数据信息进行处理，进行实时分析、提供决策信息。

2）数字通信网络：包括有线网络和无线网络，对航空装备维修保障中的数据信息进行传递。

3）辅助计算系统：维修保障人员在开展维修工作时携带此系统，对航空装备进行实时信息检索查询，并对维修过程进行实时记录并存档。

4）电子技术手册：建立航空装备交互式电子技术手册，通过系统对航空装备的数据信息进行检索查询。

图1 航空装备维修保障数字网络化模式结构图

3.3 系统功能设计

航空装备保障维修数字网络化模式功能结构如图2所示，其功能描述如下：

图2 航空装备维修保障数字网络化模式功能图

1）自动化信息处理

广泛采用各种现代化自动技术，包括条码技术以及PDA、PMA等便携移动技术，对数据进行采集处理，在维修现场通过无线网络建立移动式信息处理模式，以达到信息采集的实时性、准确性、高效性，通过数据库使航空装备维修保障信息与资源充分共享。

2）数字化状态监控

航空装备维修的数字化要求包括预测性和实时性，因此必须对装备的运行状态进行有效监控，获取相关状态信息。应用先进的状态监控技术，对装备维修性参数进行监控；同时开发先进的状态监控技术与方法，对装备的机械性能、电子系统、部件功能进行全面监测，形成监控系统，实时掌握各种维修信息。

3）信息化管理系统

利用现代化信息技术建立航空装备故障维修管理信息系统，促进基于信息技术和管理机制的信息共享。统一航空装备故障维修所涉及的信息结构、统计格式，根据装备类型建立故障信息数据库；对航空装备在使用维护过程中的问题缺陷进行及时收集整理、分析定型，创建故障信息收集模式，建立故障研究与决策信息平台，构建故障修理系统数据库，做到定期分析、反复研究、及时发现、快速维修、系统总结，进一步提升装备维修可靠性。

4）远程化故障诊断

引进互联互通模式，创建航空装备故障维修网络数据库，建立远程故障专家系统，实现故障信息和故障资源在内部网络的上共享，完成航空装备故障维修的实时指导和网络监控，可进行技术人员在异地协同完成各类综合维修保障任务，提高远程维修效率。

5）交互式电子手册

交互式电子技术手册（Interactive Electronic Technical Manual，IETM）是指将技术手册的内容转换为数字化，进行重新编制，并以交互方式进行查阅，通过计算机等设备把所查阅内容展现给维修技术人员或系统操作人员。在航空装备维修保障中引入IETM，将装备的文档或手册存储在数据库中，完成信息格式和样式的优化、信息元素之间的相关、用户技术信息的交互，整合维修过程中所需的全部技术信息，实现智能化处理。

6）虚拟化维训平台

虚拟维修是指通过采用计算机仿真和虚拟现实技术在计算机上真实展现装备维修过程。它旨在增强装备寿命周期各阶段关于维修的各种决策能力，包括维修性设计分析、维修性演示验证、维修过程核查、维修训练实施等。利用虚拟现实技术和数字化维修技术，对各类航空装备建立虚拟维训仿真系统，依据网络中心化建立各类装备应用系统和协同平台，充分发挥信息交互能力，构建一体化的综合保障信息系统。

4 结束语

航空装备维修保障模式的数字化、网络化是科学技术发展在实际应用中的必然要求，数字网络化维修模式包含理论、技术、管理、创新。构建航空装备维修保障数字网络化模式旨在是提高工作效率、节约各类资源、加强保障安全、提升维修水平。航空维修保障数字网络化模式的设计遵循了数字化、网络化、智能化相结合的发展理念，3种元素之间相互影响、相辅相成、协同工作，是将数字化、网络化的保障思想、方法理论、维修技术与航空装备维修的实际相结合所提出的一种新的模式。

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Aero equipment maintenance support mode

ZUO Li
（Air Force Armament Department，Field Security Bureau，Beijing 100843，China）

Information technology is the core of modern aviation equipment maintenance and support development.Two kinds of service categories and characteristics and development of modern aviation equipment maintenance and support had been studied in detail.Existing problems and optimization measures of the aviation equipment maintenance support model are analyzed.Aero equipment maintenance support digital and networking model is proposed，it is designed to include information smart，safe，reliable，real-time monitoring，analysis and decision and its system structure includes central processing system，a digital communication network，an auxiliary computing systems，electronic technical manuals.This model is an new aviation equipment maintenance and support model，the development of ideas includes digital，networked，intelligent combination.It combines the protection of ideas，methods theory，maintenance technology.

aero equipment；digital maintenance；support model；networking

TN0

：A

：1674－6236（2017）03-0001-04

2016-04-30稿件编号：201604285

国家自然科学基金青年科学基金项目（51509257）

左 力（1975—），男，贵州六盘水人，硕士研究生，工程师。研究方向：装备管理研究。