战伤飞机故障诊断系统的研究

李金通

（中国人民解放军91395 部队修理厂，北京 102443）

0 引言

战伤飞机的故障诊断系统，以每种机型的维修指导手册为基础，依托积累的飞机抢修经验，系统可以快速评估战伤飞机的修理难度及给出战伤飞机的修理方案。维修人员主要依靠经验，通过师傅带徒弟的方式训练，这种方式培养的技术人员，只能满足一般性维修保障工作，不能适应战时应急快速修理工作的需求。现代化战争取胜的关键必须依赖科技的力量，当前的战争更多的是技术力量的战争。战机抢修在战时对于制空权的意义至关重要，不能仅依赖维修人员的维修经验及专家型机动抢修技术的支援力量，必须依赖科技的力量总体统筹。

1 战伤飞机故障诊断系统的功能组成

战伤飞机故障诊断系统的功能（图1）。飞机机型管理、故障信息管理、方案流程图管理、输出窗口信息显示和其他功能。

系统的主界面示意图（图2）。

系统的功能说明。

1.1 机型管理

系统研究的基础为飞机的原理，考虑各型飞机装备自身的特点及作战任务的不同，分级管理故障信息。机型的管理针对开发者，系统中的机型需要不断更新，机型管理涉及机型的添加、删除操作。

图1 系统功能组成

图2 系统主界面示意

战伤飞机的抢修是指战时前线环境，通过使用一切可以利用的资源维修，在有限的时间内对战伤飞机评估，施以标准修理和非标准的应急修理，使之恢复到具有一定程度的执行下次任务或自救的能力。战时受抢修环境及抢修人员的限制，抢修人员不仅面对某些机型的维修工作，对有些机型可能毫无维修经验，因此系统需要不断完善，以期在战伤飞机的抢修中发挥指导性作用。

开发者具有机型的增加、删除操作权限，维修人员只能执行机型的选中操作。

1.2 故障信息管理

各机型故障信息的维护，需要根据各机型的维修指导手册及积累的维修经验，不断完善。系统中故障信息的管理指故障信息的增加、删除、修改操作，有开发者权限的用户可以执行此类操作。

故障信息的增加涉及故障方案的添加，故障信息的增加只支持导入文件的方式，导入文件有固定格式要求，有开发者权限的用户根据格式要求填写故障信息及故障信息的维修方案，执行导入操作即可完成故障信息的增加操作。

谨慎使用故障信息的删除，在执行故障信息的删除时，提示用户进行确认，执行完删除操作后本故障信息及本故障信息对应的维修方案一并被删除。

故障信息的修改操作，包括故障描述信息的修改及故障信息对应的维修方案的修改。故障描述信息的修改直接在软件中选中故障信息，执行修改操作完成；故障信息对应维修方案的修改通过先将维修方案导出功能，将导出的维修方案修改之后，再执行维修方案的导入功能。

故障信息对用户模式开放的权限为选中操作，选中故障信息之后，在软件菜单项中选中“ 分析”菜单项执行分析操作，故障信息对应的维修方案在右侧的方案流程图中展现。

战伤飞机的故障往往不是单一的故障导致飞机失去战斗力，而是复杂的多故障信息导致飞机失去战斗力，用户在使用此系统时，故障信息的选择不是单一的，而是某些故障信息的汇总，系统支持用户对故障信息的多选操作；单一故障信息对应的维修方案基本不是单一的线性处理方式，大部分单故障的维修方案是交叉的多网络级的处理方式。

根据单一的故障维修方案，分析得到多故障信息的维修方案为系统的核心，系统设计的核心依赖AI（Artificial Intelligence，人工智能）深度学习的理论基础，根据收集到的单一故障的维修方案，系统自动生成多故障级的维修方案。

1.3 方案流程图管理

方案流程图的生成是系统根据用户在左侧树结构中选择的机型故障信息自动生成，在方案流程图中显示故障信息对应的维修方案。在维修方案的每个步骤中，当用户完成维修方案中的某个步骤时，用户进行勾选操作，因为某些步骤局限于维修环境及维修工具的限制，可能无法实施，完成所有的可实施步骤之后，用户选择“确认”操作。系统根据用户已经完成的步骤及未完成的步骤，在结论框中，给出本次维修之后战伤飞机可达到的目标。

1.4 输出窗口

用户在左侧的树形结构中，选择机型的故障信息后，执行分析操作，在输出窗口中给出本次战伤飞机的维修评估。此信息非常重要，战时战伤飞机的数量比较大，及时维修易修复飞机，弥补战争损耗，对及时补充战斗实力意义重大。在战时单纯依赖后方不断补充新战机投入战斗的可能性较小，能否使战伤的飞机及时而有效地得到修复，以保证作战任务的完成，在很大程度上取决于对战伤飞机有无强有力的战时修理能力。受战时维修环境和维修工具的限制，使得一些维修工作无法实施，因此对战伤飞机的维修难度的准确性评估，及时实施有条件的修复工作尤其重要。

在输出窗口中，给出维修难度系数、维修所需工具及维修预估时间等信息，给出维修的评估预测。对于战时战伤飞机的维修评估具有重要的指导作用。

1.5 其他功能

（1）权限管理。该诊断系统的信息升级依托维修人员的经验积累，更加贴近实战，不再仅仅局限于维修手册的指导，系统的权限分为：用户模式和开发者模式。用户模式供维修人员对战伤飞机的故障评估和制定维修方案使用；开发者模式供系统管理人员维护故障信息和维修方案使用，登陆开发者模式后，系统管理人员可以执行故障信息和故障方案的增、删、改操作。

（2）搜索功能。在软件树形结构的左侧，可以查看机型和机型下面的故障信息。在用户选择故障信息时，一个机型下面的故障信息数量较大，为便于用户快速定位选择使用，在树形结构的左下方有一个搜索框，支持故障信息的模糊查找操作，方便用户故障信息的查找和选中操作。

（3）故障导入。故障导入功能以机型为单位，导入某机型的所有故障信息，以及故障信息对应的维修方案。在故障导入过程中，若导入机型已经存在，提示替换或者不替换；若导入机型不存在，直接添加新机型的故障信息及维修方案。

（4）流程图打印。选择某机型的故障信息后，在软件右侧给出维修方案。由于机型的故障信息不是唯一的，所对应的维修方案通常是比较复杂的处理过程，因此为便于查看，支持流程图的打印功能。

2 结束语

随着计算机AI 深度学习的研究和应用，越来越多的学习预测系统可以依赖深度学习的理论基础。战伤飞机的故障诊断系统，信息输入依赖长期积累的维修经验，通过单一故障信息对应的解决方案，诊断系统可以计算出多故障时的维修方案，且可以快速评估出战伤飞机的修理难度。对于战时战伤飞机的快速评估与维修起着指导性作用。维修人员可以通过维修难度和工具需求等预测，快速筛选出具有维修条件的战伤飞机，对于战斗力的快速再生具有举足轻重的影响。