六标准差应用于飞行模拟机故障维修研究

周闯

（北京飞机维修工程有限公司，北京 101300）

自从有了飞机，飞航模拟机便居于与飞机同样重要的地位。一般而言，飞行模拟机的使用比真飞机更频繁，故障的概率也较高，在成本及训练需求考虑下，即使会部分发生故障但是仍不容许因故障造成延期无法训练飞行；从飞行模拟机的结构看，它包含模拟机系统及真飞机座舱内的飞航设备，如何维护这台复杂的机器，确保它能稳定地工作及确保遇问题时可立即解决是一项重要课题。本研究希望借由六标准差方法实际应用在维修飞行模拟机的实例上，做深入分析与研究，期望以六标准差方法的思维找出维修飞行模拟机的策略及模型，能维持完美而超高的飞行模拟机品质，能实质地降低维修成本，以满足飞行模拟机教官及受训组员的需求。

1 六标准差简介

六标准差就是以客户为中心；是以明确而完善的工具作解决问题的方法；是不断的作流程的改善，一直往前而不退后，持续降低流程的变异性(variation)，以达客户的满意；简单地说，六标准差就是持续品质改善、几近完美的产品与服务、倾听客户的声音、须达客户满意、使用强而有用的工具(如实验设计)、降低周期时间、减少误差、增加财务效益；以飞行模拟机的维修工作而言，客户是飞行训练的组员(crew)与教官(instructor)，产出是提供模拟机使用时段，一个使用时段为4小时。六标准差方法模型为DMAIC五个阶段，即定义阶段(Define Phase)、测量阶段(Measure Phase)、分析阶段(Analyze Phase)、改进阶段(Improve Phase)与控制阶段(Control Phase)。

2 飞行模拟机的故障检修流程

飞行模拟机的故障检修是一个树状(tree)架构，先判断那一系统出现的问题，再判断那一子系统的问题，是层次式(hierarchical)的往下追查，而且一直缩小到看到可疑部分时，再择取最可疑的元件作更换。飞行模拟机的系统性总故障检修主要包括电脑系统故障、接口系统故障故障、运动和操控负载系统故障、航空仪器系统故障以及其他系统故障。

电脑系统故障维修中，当模拟机电脑系统故障时一般将影响整台模拟机的运作，称它为Host名副其实，故判断电脑系统是否故障可以由它所提供的服务功能正常与否可得知，例如在模拟机数据不动时，看起来模拟机死掉了，则可能是Host的PCI bus或PCI bus slot上的Repeater问题。模拟机驾驶舱航空仪表有些是由Power PC担纲，称它为Rehost，若驾驶舱航仪相关功能失效，是Rehost电脑出问题。Host或Rehost偶而会发生莫名的故障，有时只要将Host或Rehost重新开机后，整个系统又可以恢复正常。

接口系统故障维修职工，接口系统包含的范围最广，最不易判断出故障点，因为接口系统故障大都与飞机系统有关，除了须具备维修模拟机相关知识与技术外，平时还需累积功力，须要阅读并熟悉飞机相关手册。对于不容易维修的接口系统，更需要靠软硬件的维修工具。另外，有时须对模拟机系统图(system schematic)作系统性分析及追查电路，直到找到不良品为止。

运动系统与操控负载系统故障中，运动系统与操控负载系统也不容易维修，有粗重的机械、液压，有精细的电控，故维修它时粗细都要兼顾，对机电、控制都要熟悉外，对运动系统与操控负载系统的模拟模型及原理原则都要清楚，则维修此系统就可驾轻就熟。

其他系统故障维修包含一些相对较小的系统，一般而言，其他系统属于模拟机的安全保护用者，像侦烟、防火、模拟氧气面罩氧气等，此类系统较不易故障，但需定期更换备用蓄电池。在故障维护时，需先隔离系统以免它误动作而喷洒出灭火剂或造成所有系统的电源中断；其他系统属于模拟机公共使用者，像不断电系统(UPS)、电源分配系统(power distribution)、400Hz电源供应器、直流电源供应器(DC Power Supply)等，此类系统发生故障时会影响整台模拟机的功能，一般而言，在电源控制屏幕上会显示出问题的电源位置，更换该位置的电源或元件即可，但是如果电源程序控制电路(power controlsequencer)故障，则因为它属于电源控制本身问题，无法在电源控制屏幕上显示出问题位置，需要靠系统电路图及控制回路的分析，以找出故障的元件。

航空仪器(AVIONICS)系统故障维修中，它可以视为接口系统的子系统，可见也是烦琐难修的系统；航空仪器其互通的信号包括与主电脑(Host)之间或与各航仪之间，航空仪器作通信的信号格式是专门的格式(Arinc-429,Arinc-453等)而且以串行(serial)的方式，而主电脑的信号是数字信号，需有格式转换的接口，电路板箱(electronic chassis)或格式转换的接口都可能出现问题。航空仪器系统故障时，须由飞行出现的现象判断是属于那一个航空仪器系统出现的问题，再由电路板箱起逐步追查造成故障的来源。

3 飞行模拟机的维修流程与六标准差关联性研究

飞行模拟机需要作检修而造成停止训练使用的时机总结如下：（1）定时的预防性(preventive)检修与保养；（2）飞行训练中产生的问题作故障排除；（3）每日飞行训练前检查发现的问题作故障排除；（4）每月性能检测中发现的性能偏移作修正；（5）飞行员对飞行模拟机抱怨的问题作检修；（6）市场即将停止运营的老旧系统或零件进行更换新系统或零件；（7）飞机性能已更新版本而模拟机未更新的功能进行更新软件与硬件。

如上述因检修或因更换系统等因素需要停止模拟机训练使用，不仅会造成每小时约五百美元的训练损失，也可能需要一大笔金额的更换设备投资，则研究如何改善流程，使训练损失最小，减少再投资更换新系统的费用，甚至因最佳化流程，而获最佳化检修，维持模拟机的最佳性能，便可提高模拟机可使用时间(availability)，使自己公司组员训练之余尚可外租其他公司使用，增加公司的财务收入。为了达到如上目标，可以使用六标准差的方法涵盖飞行模拟机维修工程的各个流程，利用六标准差的方法去解决模拟机维修的相关问题，有效达到预期的目标，于是形成六标准差应用于飞行模拟机故障维修模型。飞行模拟机故障维修采取10个六标准差流程步骤，分别为各阶段解决问题的方法。

3．1 界定阶段(Definephase)

方法：界定问题与客户需求，草拟如何完成项目的计划，并设置项目目标与界定项目范围。

产出：项目章程与工作计划、可衡量的客户需求及高级流程图。

3．2 测量阶段(Measurephase)

方法：衡量缺失与流程作业，收集目前状况信息，了解目前流程的绩效与水准。

产出：目前流程基准与较精确的问题描述。

3．3 控制阶段(Controlphase)

方法：控制流程以确定不再发生误差，利用各种控制图确保问题的解决方式已经标准化，并将改善成果持续下去。

产出：改善前与改善后的差异分析、持续改善的监控系统、更新SOP文件。

3．4 改善阶段(Improvephase)

方法：改进流程并去除缺失的起因，先依据不同的变异原因，找出根本的问题，再研究对应的解决方法，并实施解决方案。

产出：确认问题的解决方案。

3．5 分析阶段(Analyzephase)

方法：分析数据、找出问题的起因，先发展出问题起因的理论，再以数据印证，最后再确认问题的根源。

产出：测试与证实所建立的理论。

4 结语

本研究研究以六标准差方法改善飞行模拟机故障维修工作，制定目标是容许故障发生但又能在设置时间内解决，维持完美而超高的飞行模拟机品质，确保飞行模拟机高稳定度、高可用率，以实质地降低维修成本，又可以让每位使用飞行模拟机训练的组员及教官都满意。