民机运营支持共通性体系构架研究

张雨强 王奕首 李雪萍 卿新林

摘要：民机运营支持共通性是民机产品系列化的重要特征之一，能够帮助主制造商、运营商及航空MRO等相关利益方有效控制成本、优化多样性运营支持模式、降低运营风险等。为了进一步提高民机运营效率，满足航空运营人对国产民机运营支持共通性日益增长的现实需求，本文针对现阶段我国民机运营支持特点，借鉴国际先进的民机运营支持共通性理念和技术方法，从产品级和业务流程级两个层次构建国产民机运营支持共通性体系，通过层次分析及模糊综合评价法提出完备性评估方案，以期为国产民机运营支持共通性体系实现标准规范和工程应用提供参考。

关键词：民机；运营支持；共通性；场景分析；模糊综合评价法

Keywords： civil aircraft；operation support；commonality；scene analysis；fuzzy comprehensive evaluation method

0 引言

随着国际民机产业的迅速发展，各种不同型号的民机不断涌入市场以满足不同客户的需求。为实现“客户利益最大化”，民机共通性在民机设计、制造及运营支持等民机产业链的各个环节都受到普遍关注[1]。作为民机产业链关键环节的运营支持是民机MRO市场的重要组成部分，它将民机制造商、运营商和维修公司紧密凝聚在一起，是民机制造业与民航运输业之间的重要纽带和桥梁[2]。民机运营支持共通性是民机共通性在运营支持体系中的具体体现，对各主制造商、運营商尤其是民机MRO的发展具有十分重要的意义，已为波音公司、空客公司等世界主要航空公司系列化民机产品的高效经济运营发挥了重要作用[3，4]。

民机运营支持共通性是运营商及主制造商为确保民机全寿命周期内的安全、可靠、经济运行以及持续改进等需求，在民机运营的计划、组织、实施、控制等环节共同构建的体系化支持保障服务。主制造商提供的运营支持产品一般包括培训、技术出版物、航材及维修类产品以及相应的业务流程等[5]。民机运营支持共通性研究涵盖各运营支持典型产品在技术标准、设计规范[6，7]、实施流程等方面的共通性要素。

国际民机产品共通性技术历经几十年的发展，已成为主制造商提供的主要增值服务项目之一，是提升现代民机竞争力和可靠性的重要手段。波音和空客分别以波音737-100和空客A320为设计基线，研制了具有高度共通性的系列化机型，建立了高效的现代民机运营支持体系，为客户和自身带来巨大效益[8，9]。巴西航空公司研制的E系列客机也采取了共通性技术，以ERJ-170作为飞机族的基准，其所有组件均共用在ERJ-175和ERJ-190上[10]。庞巴迪公司在CRJ系列飞机中也采用了共通性设计和运营方式，CRJ900与CRJ200、CRJ700具有完全相同的机组认证[11]。世界上四大主要民机制造商均利用共通性设计实现了面向不同市场需求的系列化飞机，运营支持共通性达到了较高的技术成熟度。

我国大型民机的研制起步较晚，C919仍处在适航取证阶段[12，13]，CR929处在研制的关键时期，民机运营支持共通性的研究尚处于碎片化、分散化状态。与欧美先进国家相比，我国的民机运营支持共通性研究无论在理论框架[14]、体系规划[15]还是实际应用[16]等方面都存在较大差距。

本文首先梳理国际先进的民机运营支持共通性理念和技术方法[17]，在此基础上，结合我国民机的研发与市场运营特点[18]，从产品级和业务流程级两个层次上构建民机运营支持共通性体系框架，并提出其完备性评估方案[19，20]，为国产民机系列化产品的标准规范运营提供技术支持。研究成果将有助于国内民机主制造商在运营支持领域降本增效以及民机运营商与MRO公司资源的优化配置。

1 民机运营支持典型产品共通性研究

根据民机系列化产品运营支持服务体系特点，现代民机运营支持典型产品可分为培训、技术出版物、维修和航材四类。

培训类运营支持产品主要为民机客户的专业人员提供必要的培训以及相应的技术支持和咨询服务，包括飞行训练、维修训练、乘务训练、签派训练等；技术出版物类运营支持产品涵盖飞机运行和维护所需的各种技术和工程文件，包括飞行运行类手册、维修要求类手册等出版物的顶层规划、编制与管理以及编写、发布、出版、交付等工作；航材类运营支持产品主要为客户提供航材供应、航材售后服务、库存和物流服务等；维修类运营支持产品为航空运营人或所有人提供必需的维修支持，包括定期检修和部件维修、航材和地面设备供应、工程技术支援等，同时应符合民航局相应的合格审定要求。

本节根据波音与空客公司民机系列化运营支持典型产品的共通性特征，结合现有国产系列化民机（如新舟系列）运营支持产品的特点以及ARJ21、C919和CR929飞机未来系列化产品的发展规划，研究国产系列化民机运营支持产品共通性要素的确定原则，制定民机运营支持共通性要素的提取流程，然后建立民机运营支持共通性要素骨架图，并进行层级分解和细化，形成具有显式评价或可反馈至民机系列化产品设计前端的共通性要素基本单元或技术指标。

1.1 民机运营支持典型产品共通性关键要素确定原则

根据现代民机运营支持产品共通性的特点，建立如图1所示的运营支持典型产品共通性要素分解图，从人、机、料、法、环五个宏观层次上分析现代民机运营支持产品的共通性要素。在此基础上，通过层级分解确定可定性与定量分析的共通性关键要素。例如，人可分为教员、维修人员、乘务员等；机代表设备；料代表培训/训练内容；法可分为规章和大纲；环代表实施流程。

为了形成具有一般性和通用性的民机运营支持体系构架，确定以下民机运营支持典型产品共通性要素确定原则，即可分解性原则和可评价性原则。

1）原则1：可分解性原则。宏观层次上共通性要素应具备可分解性，即共通性要素通过层级分解，最终分解到产品级的定性与定量描述要素。例如，人可进一步分解为培训教员和受训人员（飞行员、乘务员、机务维修人员、签派人员），料可进一步分解为初始训练、转机型训练、差异训练、重获资格训练等。

2）原则2：可评价性原则。微观层次上共通性要素应具有可定性与定量评价的属性，属性值可用于评价共通性要素的重要程度，进而选择或确定关键要素。共通性要素一般涉及不同利益攸关者的经济性、适航符合性等，因此对于大多数培训类产品，可以根据提高培训内容共通性进而减少的学时来进行评价。

按照上述两个原则，以培训产品为例，可以确定如图2所示的民机运营支持共通性要素提取流程。选取飞行、维修、乘务及签派四个不同培训场景，列举共通性要素并进行交叉影响分析，从而确定共通性关键要素，如适航规章、培训类别等。不同培训类产品所依据的局方规定和适航规章具备一定的共通性，《航空器制造厂家运营支持体系建设规范》（MD-FS-AEG006）是为所有培训类产品制定的一个基本适航规章，是各类培训大纲的制定依据。不同培训产品在培训类别上具有共通性，包括以下五类训练：初始训练、转机型训练、差异训练、定期训练和重获资格训练。其中，共通性关键要素基本单元的评价技术指标包括经济性指标（时间和费用）和规章符合性指标等。

1.2 民机运营支持典型产品共通性要素研究

根据国产飞机（ARJ21-700和C919）对标的国外系列化民机（如庞巴迪C系列和A320系列或波音737系列）运营支持产品的特征，设计如图3所示的四类典型产品共通性要素骨架图。其中，培训共通性可从机组人员、维修人员、培训设备、培训课程等方面展开分析；技术出版物共通性可从编制、验证、发布等环节进一步细化分析；航材共通性可从测试设备、零部件互换、地面支援设备等展开分析；维修共通性可从维修支持软件、维修支持组织架构、工程和技术支持等方面分析。

提取各类产品并对比分析ARJ21或C919与对标机型的子产品清单，按照不同特征（如清单名称、批准/认可方）进行分类和归并，若属于国产民机和对标机型所共有，则定义为共通性要素。在此基础上，对国产民机共通性要素提取特征（如是否客户化、更改周期）形成具有可评估的共通性特征。例如，ARJ21-700与A320系列同名的技术出版物手册清单共有23种（其中已客户化的有10种），与波音737-200/400/500系列同名的手册清单共有14种（其中已客户化的有7种），与波音737- 600/700/800/900系列同名的手册清单共有17种（其中已客户化的有9种）。

2 民机运营支持典型业务流程共通性研究

根据系列化民机运营支持服务体系特点，现代民机运营支持典型业务流程可分为客户培训实施业务流程、技术出版物修订流程、维修支持业务流程和航材支援业务流程四类。

客户培训实施业务流程是培训开展的具体过程，包括计划的制订及实施、过程/结业考核、质量监控、评估和质量反馈等；技术出版物编制流程包括民机技术出版物的顶层规划、编制计划制定与管理、编写及发布等工作；维修支持业务流程包含多种维修场景，如部件维修、排故、AOG支援、A检场景、C检场景等；航材支援业务流程包括库存管理流程、航材维修管理流程、AOG航材服务流程、RSPL（主最低设备清单）的确定方法流程等。

以满足中国民航规章（CCAR）、美国联邦航空管理局（FAA）或欧洲航空安全局（EASA）适航规章要求为基准出发点，借鉴新舟系列化产品的运营支持业务流程，并以ARJ21和C919已实施的运营支持业务流程为基础，提取运营支持业务流程的共通性要素（如标准规范、文件体系、业务接口、实施流程）。

2.1 民机运营支持典型业务流程共通性研究基本原則

根据现代民机运营支持业务流程共通性的特点并结合实地调研，从人、机、料、法、环五个宏观层次上得出现代民机运营支持典型业务流程共通性研究需满足以下基本要求。

1）基本原则1：标准规范同一性，即不同机型或不同型号飞机的某一运营支持产品的业务流程设计要遵循一个或若干民航运行规章；

2）基本原则2：服务理念一致性，即业务流程的设计和制定的出发点是为运营商和MRO提供最基本的技术支持和咨询服务，安全高效地进行民机运营；

3）基本原则3：业务接口标准性，即运营支持产品的业务接口要遵循或按照民航规范规章要求的标准进行设计，便于运营商或MRO进行操作或培训；

4）基本原则4：实施过程共通性，即运营支持产品的实施过程共通性要最大化，便于运营商或MRO以最经济最高效的方式进行民机运营支持。

2.2 民机运营支持典型业务流程共通性要素研究

收集和分析国外民机系列化产品、新舟系列化产品、ARJ21-700和C919/ CR929运营支持的客户服务清单，针对客户培训、技术出版物编制、维修支持和航材支援四个典型业务流程设计所需的相关技术进行共通性分析（包括专业描述/适用范围、型号共通性应用现状），对国产机型MA60、ARJ21、C919三种机型的共通性情况提出分析建议/结论，具体内容如表1所示。

如航材仓储物流技术，依据AC-121-58、ATA SPEC300等标准规范建设，根据客户需求及客户化的航材支援方案提供航材支援服务。对国内不同型号民机的航材仓储物流技术进行共通性分析，得出其在航材物流工作方法、流程、规范等方面具有共通性。

根据上述分析，建立如图4所示的业务流程共通性设计流程。以型号共通性设计要素与通用标准规范为输入（若存在已有系列化产品运营支持共通性设计规范或标准，也作为输入），对典型业务流程共通性需求进行自上而下的分解，提取运营支持业务流程的共通性要素（如标准规范、文件体系、业务接口、实施流程），直至可以实现相应典型产品的开发，并采取合适的技术进行验证，证明满足共通性要求，再向上回溯，最终形成运营支持典型业务流程共通性设计规范或标准。

3 民机运营支持共通性体系构架构建及完备性评估

3.1 民机运营支持共通性体系构架构建

民机运营支持体系构架的构建是一个复杂的系统工程，涉及主制造商、运营商、维修商、供应商等多个利益方。目前我国在民机系列化产品的运营支持共通性体系构架建立方面仍然处于摸索阶段，对于运营支持产品的共通性需求还存在模糊性和不确定性，再加上主制造商、航空公司和维修公司基于各自立场和经济考量，对国产民机运营支持产品共通性需求各有侧重。因此，民机运营支持体系构架的建立需要从各利益方的成本收益角度出发，解决共通性需求和相应共通性要素提取问题，以及体系构架的完备性评价问题。

基于上述分析，可以构建如图5所示的W形“两轴四维度”研究思路，围绕培训、技术出版物、维修和航材四类典型产品，按照“规章先行、面向客户”的原则，对比分析我国在新舟系列化产品、ARJ21-700和C919中已建立的运营支持服务产品，从产品级和业务流程级两个维度提取共通性要素，并采用场景分析技术将共通性需求要素进一步细化分解，确定共通性关键要素。其中，对于产品级共通性要素采取时间/成本效益分析，对于业务流程共通性要素采取合理性、准确性和规范性的分析和评价方法。

对于已经确定的每个典型产品或对应业务流程共通性关键要素，分析可实现的技术途径或方法，并根据该实现途径对主制造商、航空公司和维修公司带来的经济效益进行综合评估，确定一个可以令多方满意的实现方案。在此基础上，从组织机构、工作流程（如编写、验证、发布、交付和更改）和运行机制、标准规范四个层次，根据已建立的可靠性、维修性、安全性和经济性现有文件体系，初步构建国产民机运营支持共通性体系构架，采取专家评价与运行支持符合性验证相结合的综合评估方法，确保国产民机运营支持体系构架的完备性。

在此基础上，通过调研分析空客、波音、庞巴迪和巴西航空各自建立的民机系列化产品运营支持共通性体系构架，结合国产民机系列化产品的运营支持特点，按照适航管理部门颁布的航空器制造厂家运行支持体系建设规范（MD-FS-AEG006），根据基于“初步设计-详细设计-符合性验证”的典型运营支持工作流程图，围绕主制造商、航空公司和维修公司对运营支持共通性需求要素，构建民机运营支持体系构架，确保覆盖服务产品图谱、业务工作流程、标准规范、运行机制和组织架构等组成部分，形成面向客户服务的运营支持共通性标准体系。

初步构建民机运营支持共通性体系构架如图6所示，采取类似V字形的闭式网络构架，每层按照不同设计目标进行设计反馈。以型号共通性设计要素与通用标准规范作为输入，对客户要求与目标进行逐级分解，涵盖各航空公司、供应商及维修机构等。子系统级需求对照我国国产民机（如新舟系列化产品、ARJ及C919系列化产品）系列化产品级共通性要素设计实现，并向上迭代及指标量化，得到覆盖各利益方的业务流程级共通性要素，同时从时间/成本收益角度满足系统级需求，以典型业务流程为基础输出国产民机系列化产品运营支持共通性设计工作标准规范，进行符合性验证并最终实现民机运营支持共通性体系构架的构建与闭环迭代。

3.2 民机运营支持共通性体系的完备性评估

民机运营支持共通性体系既是民机设计和制造共通性的延伸，又是民機运营和维护阶段的基础和依据。因此，需要对民机运营支持共通性体系构架的完备性进行评估，从内容、流程、逻辑和形式上确保共通性体系构架的完整性、合理性和准确性。

对于产品级及业务流程级共通性要素，研究基于成本效益分析的共通性关键要素选择与评估，设计关键要素的评价指标及交叉影响矩阵；制定共通性体系构架完备性的评估准则/依据，要确保共通性体系构架各个要素能覆盖主制造商、航空公司和维修公司的共通性需求；最后确定运营支持共通性体系构架完备性评估的具体指标和目标，并确定相应的评估方法。

基于上述分析，首先根据运营支持共通性体系构架覆盖的领域范围，按照局方要求，根据适航规章（如MD-FSAEG006）对民机运营支持共通性体系构架的整体适航符合性进行验证评估，并与民机产品共通性设计体系保持一致。

4 结束语

在共通性对民机全寿命周期的影响中，运营支持阶段影响最为重大。构建完备的民机运营支持共通性体系极大地影响了利益攸关方（制造商、运营商、维修商等）的运营能力和市场竞争力。本文通过场景技术及系统工程相结合，分析了运营支持过程中四类典型产品和业务流程的共通性要素。在此基础上，设计了民机运营支持共通性体系构架，并通过模糊综合评价法提出完备性评估方案，为后续实现民机运营支持共通性体系的工程应用提供重要依据和参考，也为民机运营支持体系构架的构建提供了技术支撑。

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作者简介

张雨强，硕士研究生，主要研究方向：民机运营支持。

王奕首，教授，博士生导师，主要研究方向：民机结构健康监测。

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