基于虚拟维修的民用飞机维修障碍分析

张凯凯

【摘 要】维修性品质的优良直接影响到飞机整个全寿命周期的状态。本文根据维修性设计方法，介绍了在虚拟维修下的维修障碍分析方法，阐述了维修障碍分析的定义、原理、过程等，并结合虚拟维修仿真实例来说明。

【关键字】虚拟维修；民用飞机；维修障碍

中图分类号： V267 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）03-0161-002

Maintenance Trouble Analysis of Civil Aircraft Based on Virtual Maintenance

ZHANG Kai

（Shanghai Aircraft Design and Research Institute， Shanghai 200120， China）

【Abstract】The quality of maintainability may directly affects the whole life cycle of civil aircraft. According to the method of maintainability design， this paper introduced the maintenance trouble analysis based on virtual maintenance， and stated the definition， principle， process of the maintenance trouble analysis， finally explain it with example of virtual maintenance simulation.

【Key words】Virtual maintenance；Civil aircraft；Maintenance trouble

0 引言

民用飞机维修性设计的目标是保证设计、研制和生产的民用飞机能够方便而经济地保持在或恢复到规定的状态，满足规定的适航要求，降低维修任务的复杂性，减少对维修人力及其他资源的要求，降低运营成本，满足客户对飞机高使用率和低维修成本的期望，是一种重要的质量特性。今利用计算机虚拟维修仿真技术，结合维修障碍分析方法，使维修性问题尽早发现并解决。

1 维修故障分析

在飞机维修过程中，存在维修操作不当、工作空间狭小、工人维修姿势不科学及作业强度大等诸多难以回避的问题，这样就导致了较长的维修周期和较高的维修成本。现如今利用飞速发展的虚拟维修仿真技术，通过维修障碍分析方法在飞机的全寿命周期发现并协调解决维修性问题。

维修障碍（Maintenance Trouble）[1]是指维修不能够简便、迅速、经济的事件或状态。维修障碍的发生不利于预定维修事件的完成，严重时会导致事件的中止或失败。而维修故障分析（Maintenance Trouble Analysis，MTrA）是以可能发生或已经发生的维修事件为分析对象，预测和发现维修故障，对维修故障的原因、影响进行分析，并把每一个维修故障按它对维修任务的妨碍程度予以分类，提出可以采取的补救措施的过程。

所以，进行MTrA的目的是在于查明维修过程中发生的一切维修障碍，以便通过改进设计或其它补救措施来实现维修的方便、快捷，当不能通过设计来消除时，从维修工具、防护措施等方面着手，降低维修障碍的影响，切实提高飞机的维修性。其基本思路如下图1所示[2-3]。某一故障模式对应一个或多个故障原因，一个故障原因产生一个维修事件，而每一个维修事件可能对应一个或多个维修障碍发生。

根据虚拟维修仿真以及人素工程等依据，维修障碍可分为可达性障碍、差错性障碍、维修安全障碍和人素障碍。

2 虚拟维修仿真

虚拟维修过程主要包括：（1）虚拟建模；（2）虚拟过程仿真；（3）基于虚拟维修仿真的维修性分析评价这三个方面，其中虚拟建模主要包括人体建模、各种设备及工具等的三维数字模型的建立，一般通过CAD软件实现。当前，DELMIA的维修仿真流程，以维修任务为仿真对象，在建立虚拟样机、维修人员人体模型的基础上，用户与系统采用交互的方式，将整个维修过程形象、逼真、直观地再现出来，同时将仿真过程中获取到的各种数据提供给维修性分析评价人员，进行相关的维修性分析与评价，并提出设计修改建议，使整个飞机维修过程更加科学化、人性化。

以某型号飞机起落架舱为例，搭建虚拟维修环境，利用DELMIA进行虚拟维修仿真分析，结合MTrA的分析过程总结成下述分析表2。通过对障碍的深入分析最终为维修性设计的改进提供依据。

3 结论

本文针对民用飞机维修性设计的特点，在虚拟维修仿真的基础上，引入维修障碍分析方法，对维修过程中不合理的操作及姿态进行优化，使维修工具可达可视，人体最大限度地处于舒适状态，减少作业疲劳，减轻人为因素对航空维修事故的影响，为及时发现并协调维修性问题的解决提供一种参考依据。

【参考文献】

[1]于永利，郝建平，杜晓明，张柳.维修性工程理论与方法[M].北京：国防工业出版社，2007.

[2]常瑞承，张小波，洪国钧.舰船维修障碍及影响分析技术应用[J].艦船科学技术，2011.

[3]吴杰，孙刚.DELMIA系统在航空维修中的应用研究[J]. 航空制造技术，2011.

[4]吕川.维修性设计分析与验证[M].北京：国防工业出版社，2012.1.