航空维修智能决策支持系统的设计与分析

周露岩 赵成

随着我国现代航空业的快速发展及其对航空精益技术制造的深刻需求，维修过程智能管理决策已发展成为一种被认可的航空管理功能，如何有效减少航空维护管理成本、确保航空维修管理过程高速和效率化的运行，逐渐发展成为航空行业新的关注焦点。航空维修过程智能管理决策标准化也是推动我国现代航空业快速实现业务管理功能现代化的有效途径方式。我国航空保障维修系统是一个业务对象复杂、要素众多、环境多变的大业务系统，必须从系统的战略高度出发，对航空保障维修活动所涉及的大量人力、物力、财力及相关技术、信息、时间、空间等要素进行合理的资源运筹，即以最少的人力资源消耗，使航空装备管理获得及时有效、务实经济的航空维修功能保障，从而达到充分发挥航空装备的管理效能。

仅靠传统的决策工作组织方式和管理手段，永远无法圆满地完成各种决策管理任务。所以需要开发一个既能满足各种决策要求，既能同时支持完全结构化数据决策，又尽可能同时支持半完全结构化、非完全结构化数据决策，还要尽可能支持综合合理利用各种数据、信息、知识的IDSS，是当前维修保障决策的迫切需要。而航空维修IDSS丰富的数据资源、完备的专业分析功能、全面的优化决策技术和翔实的专家经验知识将为决策者提供强有力的支持，避免装备维修管理的盲目性，对提高航空维修系统的管理效能、使新装备尽快形成战斗力产生重要的影响。基于对我国航空业的各种维修设备智能技术决策管理系统、核心功能、总体架构技术进行分析发现，快速准确排故系统是航空维修设备智能技术决策管理系统的一项核心技术功能，其他各项功能均可视为围绕如何实现基于航空业维修设备的快速准确排故而量身提供的技术支持管理服务。

（一）快速排故功能

1. 筛查检修

即按照以前使用过的飞机各部分消息系统，进行相关飞机故障恢复原理查询筛查以及检修技术操作。系统故障恢复原理筛查、检修技术操作解决方案将同时给出飞机系统故障恢复原理描述逻辑、可能系统故障发生原因、需要的系统故障恢复条件、排故恢复注意事项、排故恢复原理检修操作解决方案设计建议等主要技术内容，并同时可以给出与该飞机系统主要故障原理手册内容相关的其他系统故障。

2. 可对故障进行分级消息检修

将根据各种故障划分等级，实现对各种故障的分级检索。其中故障的严重恶化程度由高至低分别为故障、故障警告、故障建议、故障状态等。

3. 故障快速观察硬件系统进行故障快速分析检修

一个硬件系统同时具备可以直接提供对于一个可持续观察性硬件系统故障的快速分析检索以及筛选描述功能，根据对硬件系统故障快速检修描述信息中的条目描述进行系统快速性的分析检索以及进行筛选。

（二）智能排故决策功能

1. 高级信息检索

通过快速输入相关故障手册现象、故障手册代码、故障手册描述等已经知道的信息内容，快速地进行查询并找出所有相关的故障手册信息内容，隔离所有故障件，并快速地找出相关故障发生原因、排故处理措施等。这样能够在众多的故障手册信息资源中快速地提炼出本次维修管理工作当中可能需要关注的问题。

2. 实现自动化故障隔离

系统提供强大的自动信息分析处理引擎，将所有用户当前能够及时提供的故障信息数据进行自动分类整理，结合用户历史应用操作数据记录，并根据基于fim服务手册的应用故障信息隔离处理程序自动完成信息自动检索和信息匹配，针对自动匹配检索结果的不同，自动调整跳转到准确的故障隔离处理步骤。

3. 故障融合诊断推理

系统维修能够充分利用丰富的故障诊断推理知识库及强大的故障融合诊断推理分析引擎，进行故障智能分析排故，根据故障规则、案例融合推理得出结论，结合外部数据输入统计条件及常会发生的故障进行统计，得出最终的故障结论并提出建议。

（一）数据来源设计

飞机数据需求、信息服务需求的主要内容包括：维修飞机故障数据信息、维修智能决策管理预案数据信息以及维修知识源等数据需求信息，共同作用构成了维修系统飞机维修管理智能服务决策管理系统的数据信息需求基础。

1. 飞机故障信息

飞机故障现场检修信息。可按照以下三种故障顺序进行筛选，由此可以实现快速诊断故障及时排故，主要故障方式一般包括了现场进行检修、故障员对飞机进行分级现场进行检修、观察员对飞机故障现场进行检修等。

维修决策预案信息。主要包括提供支撑相关维修项目决策相关预案信息所需的各种辅助条件信息。

决策预案信息。包括：基本信息、飞机维护信息、排故建议信息、其他建议信息。

实时飞机机载数据运行数据处理信息主要内容包括：航前实时基本机载数据运行存储数据处理报文、事件发生预警报告信息、故障发生预警报告信息、航后实时飞行机载数据处理预警信息。

（二）系统工作思路

相关专业知识整理收集学习获取。针对航空设备维修起落行业相关智能系统技术管理决策的实际工作需求，开展了对有关航空、飞控、动力、液压、环控、电气及其他航空维修，系统智能技术参数的设计分析整理收集、系统故障试验原理测试图的设计分析、系统故障测试树形的设计分析、故障测试修理操作技术流程及系统故障测试修理问题解决实施方案以及操作技术流程原理图的设计编制，并通过设计编制形成系统故障相关智能技术设计报告。

系统的总体设计及技术实现。根据企业需求负责完成企业知识数据决策子系统总体需求设计分析、总体设计框架技术设计及几个关键子系统的技术设计研制工作，同时负责先行策划开展企业知识数据管理子系统的技术研制开发工作，以便企业顺利完成知识数据的管理采集和企业知识的管理采集。这部分研制工作与企业知识数据获取管理工作同步进行。

专业数据及技术知识分析采集。针对航空维修企业智能管理决策的实际需求，开展高空航电、飞控、动力、液压、环控、电气及航空起落架控制系统等等相关专业数据和技术知识的分析采集处理工作。

加强系统验证。完善测试系统，进行全面的性能测试和系统验证管理工作。

（三）系统总体结构

1. 经验知识库

这个知识库中可以存储所有不同设计的手册资料、经验管理知识等有效资料信息，并同时提供手册设计资料资源链接。

2. 高效查询检索推理分析引擎

为故障用户自身提供高效的查询检索推理引擎及強大的查询推理分析引擎，以便于实现对快速故障决策树、修理解决方案、参数工作原理、手册的快速处理查询，对快速故障发生现象的快速处理排故准确定位，以及对快速排故故障决策的快速处理生成。

3. 系统网站服务平台

飞机用户可以使用系统的网站人机交互服务平台，将本网站系统的链接文件挂在该系统网站服务平台上，对于飞机维修公司智能飞机决策管理系统来说，可直接挂在智能飞机用户主页或制造商用户主页中，亦可直接挂在快速实时响应排故系统用户主页中。

航空飞机维修装备智能决策支持系统是一个具有比较明确市场需求的较为复杂的信息计算机处理系统。本文设计了系统的基本结构，明确了系统实现操作方式，在进行航空飞机维修决策过程中，能够有效帮助维修决策者正确选择合理的航空维修决策方式和缩短维修生命周期，制定航空维修策略，可以有效地帮助改善航空维修装备决策的工作正确性，提高维修决策工作效率，最终可以保证维修装备的安全可靠性，降低航空维修装备费用，将对促进航空飞机维修装备系统的高效稳定运行及后续提高航空飞机维修发展产生积极的推动力。

作者单位：中国飞行试验研究院