便携式辅助维修设备在民航中的应用分析

毕现清

（中国南方航空股份有限公司北京分公司，北京 102602）

便捷式维修辅助设备PMA（Portable Maintenance Assistant）主要用于对大型装备进行原位检测和故障诊断，广泛用于船舶、航空、航天等国防军工领域以及民用装备，PMA集电气信号检测、交互故障诊断、设备电子履历和保障数据采集功能于一身，能及时快速准确地检测装备存在的故障隐患，解决了测试与诊断设备在使用现场或狭小空间内难以携带的问题，缩短维修检测时间，提高维修检测效率。

1 便携式辅助维修设备在民航中的应用现状及需求

便捷式维修辅助设备（PMA）就是在现场维修点使用的可移动的计算设备，它通常包括一台小型计算机和显示器，它可以为现场维修人员进行原位维修提供详细的维修信息，包括各种技术指令、电子技术手册以及该设备以往的维修历史信息等。

1.1 PMA平台在国内外的应用现状

20世纪90年代中期，美国空军开始考虑在航线使用PMA，实现技术数据的数字化，到目前为止，美国国防部已开发的PMA项目共33个，表1是具体应用情况。随着研究的不断深入，已经逐渐在空军的许多机型中应用了PMA，但为了飞行数据的保密性，并未实现数据的无线传输技术。

表1 美国开发的PMA项目应用情况

然而我国对PMA的研究与运用发展仍然萌芽阶段，对于PMA技术的应用还只是停留在单纯的监控技术，再加上缺乏相应的培训，使得国内现有大多数PMA设备没有起到真正的作用。

1.2 PMA系统的应用需求

随着民航运输业的迅速发展，乘坐民航客机的需求也越来越大，使得民航维修工作的负担越来越重，工作复杂，人员不足，维修人员常常处于高负荷状态，人为差错时有发生，对民航客机的安全性造成很大的隐患。为确保航空器维修的高效率、高质量，必然需要将具有数字化的便捷式辅助维修设备应用到民航维修事业中。

2 PMA系统的相关介绍

便携式维修辅助设备PMA系统总体设计结构包括设备硬件系统和设备软件系统。

2.1 PMA硬件组成

PMA设备的硬件部分主要包括头戴装置和手持装置，主要由头戴电灯、摄像头、麦克、耳机、触摸屏等。

2.2 PMA软件系统

PMA系统管理应用软件主要包括用户界面系统、设备驱动系统、交互式电子技术手册（IETM）查询、工具查询申领、远程技术支持、故障诊断，以及常见技术故障诊断系统等。

3 将PMA技术应用到民航维修体系中的必要性

PMA最通用的功能包括技术数据显示、故障隔离和修理指导、零部件查询和订购、维修文件编制和分析、健康状态的监控以及工作数据的上载和下载等。

3.1 有利于进行技术资料的查询监控和故障预测

目前广泛应用于民航的客机有波音机型和空客机型，不论哪种机型的维修工作都需要先进行相关技术资料的查询，拿波音来说，进行不同的维修工作需要查询不同的波音手册，见表2所示，因为技术资料都是有时限的，并且对于不同的飞机，手册的适用性也会有所不同，所以在进行具体维修工作时都必须要根据不同的飞机查询最新的技术资料，需要花费很多时间。PMA交互式查询系统的问世，使得维修人员在维修现场就可以查询相关电子文档，大大缩短了维修时间。

表2 不同维修工作相对应的技术手册

同时，PMA在维修现场为维修人员提供实时显示和辅助分析故障预测数据，从而增强状态监控功能。

3.2 有利于对维修过程进行监控和记录

目前民航维修都是利用纸质版的工卡控制单对维修工作进行控制和记录，比较麻烦，而PMA允许维修人员直接从工作地点提供修理报告、查询工作清单，并将检查或修理的结果在维修现场就可以直接以文字或图片，甚至是视频的方式实时输入到PMA设备中，加速了数据系统录入过程，以便维修技术中心的工作人员了解维修情况，并对航空器的状态进行监控。

3.3 有利于故障的诊断

由表2可知，对于民用航空器复杂系统进行深入的故障诊断需要查询相应的FIM手册，然而，根据FIM手册判断出具体故障的过程十分繁琐，特别是对于缺乏经验的维修人员而言，PMA中的技术故障隔离一种高级诊断功能，并且将一些频繁出现的故障症状和相应的应对过程都存储到了维修信息中心的技术故障数据库中，这样一来可以显著增强维修人员对故障进行定位和纠正的能力，通过获取获取历史数据、分析故障信号、提取故障特征，从而快速推理判断出问题所在。

3.4 有利于技术人员对现场维修人员提供技术指导

民航维修是一项十分复杂严谨的工作，再加上刚上岗的新员工较多，经验不足，在维修过程中经常会遇到一些没有碰到过的疑难杂症，PMA中的远程技术支持专家系统可以通过无线网络技术将现场的具体情况利用图像、视频的形式直观地传送给技术服务部门的工程师，为现场机务人员与位于远方的中央数据库和技术工程师的交互提供了一条便捷的通道，从而可以完成对现场的维修工作提供技术保障、进行相应指导。

3.5 有利于提高维修工作效率

PMA有益于提高维修的工作效率。第一，维修人员确定某个部件需要更换时，在现场便可直接查询到可用的更换件，并直接从工作地点发出订单，预定航材，从而加速修理过程。第二，维修人员在外场有临时需求的工具、设备时，也可直接在现场将需求发送给工具管理部门，再通知后勤管理部门将器材运送到维修现场，节约了很多时间。

4 PMA在民航维修环境中应用的技术关键

PMA由于其优越的特性可以应用到航空维修领域，但也面临噪声环境下语音识别、电池续航时间、视觉识别技术等方面的技术难题。

4.1 在恶劣环境下的可靠性

民航维修工作所处的环境比较特殊，常常需要接触很多有毒、有腐蚀的化工品，比如燃油、液压油、滑油等等，一旦这些油脂溅到PMA的设备上又很有可能对设备造成一定的影响，所以PMA的硬件设计必须要遵循一定的标准，比如防湿热、防盐雾、防霉菌等，以确保不易受到污染。

4.2 人机交互的便捷性

民航维修工作通常都是在环境比较复杂的机坪上进行的，强烈的太阳、大风大雪、甚至有可能是在一片漆黑的半夜都有可能会影响到PMA的正常使用。首先需要考虑的是光照下的可读性，许多便捷式计算机显示器在日光直接照射下确实很难看清楚，所以有必要采取相应措施，比如外界光强自适应式液晶显示屏，从而可以保证在野外阳光直射下依然可以清晰地获取到屏幕上的信息。其次是语音识别能力，在维修过程中难免会有很大的噪声，特别是在地面试车工作中，噪声的影响十分严重，所以必须要克服高强度背景噪声的干扰，才能有助于实现PMA的语音指令操作。最后是人机功效学特性，由于需要维修人员的长时间穿戴，所以PMA不仅需要小巧轻便，同时还需要有良好的散热性。

4.3 设备的电池寿命

目前许多PMA的电池仅有3～4h的使用寿命，又不可能与飞机系统的电源相连，一旦维修工作时长超过了这个时限，就不得不中断工作回去进行充电，给维修工作带来了不便。

4.4 设备的电子接口

PMA具有很多外部电子接口，如摄像头、键盘、充电口等等，电子产品常常会有接口接触不良的问题，PMA同样也会出现类似故障，这将会影响到PMA的正常使用。

5 结语

综上所述，为了可以顺应时代发展的潮流，在民用航空器的维护过程中利用PMA技术，能够及时快速地进行相应技术资料的查询，有益于故障的排除和诊断，从而提高维修效率，保证维修质量，推动民航维修的快速发展，实现民航客机的安全运行。