民机可靠性数据收集与分析

王榕

【摘 要】可靠性数据伴随民机的全寿命周期，对提高可靠性具有重要价值。本文介绍了民机可靠性数据特点，并详细介绍了民机在设计阶段和运营阶段故障数据和指标数据收集与分析的具体方法。

【关键词】可靠性;数据;故障;指标

中图分类号： TP311.52文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）19-0257-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.19.124

民用飞机可靠性的高低直接影响飞机的运营签派工作，是影响航空公司效率和运营成本的核心问题，随着航空运輸业市场竞争的激烈，航空公司在选择机型时，更加关注民机可靠性和经济性水平。从飞机的研制角度来说，提高可靠性不仅降低研制成本和运营费用，保证飞机安全、经济运营，还对提升飞机市场竞争力，保障商业成功，具有至关重要的作用和意义。可靠性数据是指在各种可靠性工作中所产生的描述产品可靠性水平及状况的数据[1]，可靠性数据收集与分析贯穿于整个民机的全寿命周期工作中，是可靠性设计优化的基础，并为可靠性管理工作提供依据[2]。

1 数据特点

民机可靠性数据具有以下特点：

1.1 多源性

民机可靠性数据源于产品的不同层级，产生于全寿命周期的整个过程，包括试验数据、使用数据、行业数据、公共数据和专家经验数据等。

1.2 随机性

飞机的故障发生时间和故障发生后的修复时间具有随机性，因此用随机变量定义飞机故障发生和修复时间，采取统计方法处理。

1.3 高价值性

民机可靠性数据的采集需要花费大量的时间、财力和物力，例如某些寿命试验，周期长，费用高，工作量极大。所收集的数据真实体现了飞机设计和运营的性能与状况，对于分析故障原因采取优化措施，提高飞机安全性可靠性具有重要价值。

1.4 时效性

民机在投入使用后，也会不断地进行改进和完善。在某段时间内采集的使用可靠性数据，仅能代表当前飞机当前阶段的可靠性状况，在飞机进行改进之后，前阶段的使用可靠性数据就无法再反映现阶段的可靠性，所以使用可靠性数据的时效性很强。

1.5 不确定性

可靠性数据来源广泛，信息本身具有不完整性，信息获取方式不同会导致信息表达不精确甚至矛盾的情况，从而数据具有一定的不确定性。

1.6 可追溯性

可靠性数据是民机产品设计与运营整个过程的反映，经过不断的设计优化，可靠性增长后的数据与原来数据具有相关性。

2 数据收集与分析

2.1 概述

对于民用飞机，可靠性数据按照阶段可以分为设计阶段的可靠性数据和运营阶段的可靠性数据两个部分。为了获取全面的可靠性数据，在设计阶段，应对可靠性预计、可靠性分配、FFA、FMEA、FTA、可靠性确认与验证等可靠性工作开展数据收集工作。在试飞工作中，应收集试飞任务及其执行情况、试飞的架次和飞行时间、各系统工作时间、发生故障的报告、部件非计划拆换报告及按照维修手册进行计划维修的记录等数据。运营阶段的可靠性数据采集应当以航空器运营商（航空公司）为单位进行。各航空器运营商通过网络、电子邮件、报告等多种途径按月提交航空器运营阶段的可靠性数据，包括航空器运营商信息和航空器信息记录，并依据使用情况提交系统工作时间记录、发动机使用情况记录、APU使用情况记录等。此外，还可能包括发动机拆换记录、APU拆换记录、故障报告、发动机空中停车记录、航班不正常报告、使用困难报告、部件非计划拆换报告、计划维修记录、航空器信息变化表及发动机信息变化表等。

2.2 故障数据

故障数据是可靠性数据中的重要组成部分，设计阶段的故障数据主要包括试飞数据和部分试验数据。

随着民机试飞架次、试飞验证任务的增多，试飞期间不断出现试飞故障，其中不乏重复性故障/问题，影响飞机安全性可靠性，为从设计源头上提升飞机可靠性，提升飞机质量，保障安全，防范风险，需全面持续关注试飞阶段可靠性故障数据，分析各系统故障影响，关注飞机频发故障、影响飞机安全性和可靠性的故障，总结可靠性关键项目，确保有针对性地开展设计优化，促进飞机可靠性增长，保障飞机交付及运营后具有高可靠性。

民机试飞阶段可靠性故障数据包括各系统故障分布情况、需要关注的故障信息、频发故障信息、关键项目及重点关注项目故障信息和可靠性工程调查等。详细故障信息收集如表1。

试验阶段的故障数据收集为试验阶段数据工作的第一步，包括试验故障报告、故障分析和评估、故障处理几个环节，并应给出故障报告结论。对于存在的问题，在故障报告结论中应当提出问题，并开始纠正措施制定环节。

2.3 指标数据

根据飞机在全寿命周期内的不同阶段，主要涉及的可靠性指标有：

（1）平均失效间隔时间（Mean Time Between Failures）MTBF。

（2）航班可靠度（Schedule Reliability） SR。

（3）签派可靠度（Dispatch Reliability）DR。

（4）平均非计划拆卸间隔时间 （Mean Time Between Unplanned Removals） MTBUR。

设计过程中依据民用飞机可靠性设计研制流程及各项活动的输入和输出，设计过程中的可靠性数据分析工作主要包括可靠性分配、预计以及试飞阶段的可靠性指标数据分析。签派可靠度是民用飞机最为重要的可靠性指标，是衡量民用飞机使用可靠性水平的综合性指标，直接影响航空公司运营效益，深受航空公司的关注。通过对民机在一段时间内总计划运营航班次数、航班取消次数、航班延误次数的统计分析计算得到实际运营的签派可靠度。

我国目前民机运营数据较少，飞行时间有限，样本量较小，数据可能同时符合多种假设检验，此时需充分利用专家的经验信息，判断产品的寿命分布，根据小样本数据信息的分析方法对运营数据进行处理，从而计算出合理的可靠性指标。随着运营经验的不断积累，数据收集的规范化的加强和数据样本量的扩充，运营阶段可靠性数据分析工作将更加完善。

【参考文献】

[1]赵宇.可靠性数据分析[M].北京：国防工业出版社，2011.

[2]李良巧.可靠性工程师手册[M].北京：中国人民大学出版社，2012.