简述MOQA的应用和发展

■ 程伟/东方航空技术有限公司

本文主要介绍了MOQA 在维修领域的应用与存在的问题，提出了几种解决问题的方法和途径，讨论了MOQA 领域的发展进程和未来展望。

MOQA，即维修品质监控（Maintenance Operation Quality Assurance），它和飞行品质监控（FOQA）一样，都是对飞机QAR 数据进行研究分析。相较于FOQA，国内关于维修领域MOQA 的研究是近些年逐渐发展起来的。FOQA 主要是针对飞行员的飞行操作进行跟踪分析，以提升飞行员的飞行品质，主要是对人的行为的研究；而MOQA 的研究对象是飞机本身，是对飞机各个系统如起落架、液压、发动机等的研究。根据空客最新设计理念，为了更多地支撑飞机故障分析数据监控，飞机系统自身主要用于维修领域记录的QAR 参数约占所有记录参数的80%以上，由此可见，维修领域MOQA 研究的范围更广，更深入。QAR 数据的一个很大的优点是数据量大，记录完整，便于大量数据分析和研究以及进行复杂算法演算。但是, 由于维修领域MOQA 起步较晚，相较于FOQA 而言，依然存在标准不统一，参数不全等各类问题。本文主要从MOQA 的生产应用，存在的问题，以及发展过程和展望几方面展开讨论。

1 MOQA 在维修领域的应用

在飞机维修领域，MOQA 应用主要集中在故障分析译码、数据监控和大数据分析几个方面。

1.1 故障译码

针对飞机故障的译码分析是MOQA最基础的应用，由于飞机警告系统无法全部呈现故障发生时刻的具体情况，而为了更精准地重现故障现象和定位故障原因，就需要通过译码软件梳理系统所涉参数，结合理论和运行经验，发现故障的具体原因和过程，为排故方案的制定和故障分析提供数据支撑。例如，在排除发动机EGT 超温的故障时，需要针对EGT 参数的变化和不同EGT 参数值的对比来确认超温现象的真假，从而为后续的排故工作提供方向性的指导。

1.2 数据监控

对于维修类事件监控，传统方法主要使用ACMS 报文通过ACARS 网络实时发送到监控平台，优点是实时性高，但是ACARS 报文类数据的一个重要缺陷是，数据采样点少，数据流量费用昂贵, 对于比较复杂的数据计算和统计无法实现，且只能显示故障时刻前后小段时间内的信息，因此ACARS 报文主要适用于故障类监控平台使用，而目前主流的无线QAR 数据落地后利用手机蜂窝网络约30 分钟即可将数据传输至航空公司地面站，对于实时性要求不太严格且算法相对复杂的维修监控类项目利用译码软件如AGS 和AIRFASE 等软件后台实现快速灵活部署，数据使用费用低，可达到的监控效果更为高效。因此，航空公司可以根据不同时限需求以及监控的复杂程度，选择使用ACMS 或QAR 的数据形式进行维修监控项目的制定，建议对于发动机滑油、EGT 等少部分关键数据可以使用比较简单实时性高的ACMS 报文，而其他维修类项目如空调引气等趋势性监控，则完全可以依赖QAR 数据进行更复杂的监控逻辑制定。

1.3 大数据分析的使用

相比ACMS 以点为主的数据形式，QAR 数据的优点是数据记录完整，数据质量更高，这也是大数据分析的基础，海量数据存储和分析技术的发展也为MOQA 的发展奠定了技术条件，为了监控项目制定更精确和科学的监控逻辑，需要积累海量数据进行初期数据整理筛查，并通过结合维修记录等运行类数据来检验和确定监控逻辑的科学和有效性。航空公司在具备海量数据存储和分析能力的基础上可以使用统计学和机器学习等新的分析手段优化监控逻辑，这方面的应用也推进了MOQA 领域特别是侧重趋势监控的预测性维修的发展。

2 存在的问题和解决方案

在MOQA 的发展和使用过程中会遇到各种问题，如原始记录数据不全，启动和关车阶段无法译码分析等等情况，导致故障译码和维修类监控实施困难。一般从以下几个方面解决。

2.1 译码参数库扩容和客户化工作

传统FOQA 领域关注飞行安全类事件，所需参数较少，因此QAR 记录计算机的128/256/512 字帧容量基本已能满足。随着机务维修MOQA 对飞机各系统的译码要求增多，QAR 记录计算机存储容量限制的问题逐渐凸显，因此需要将QAR记录计算机的容量进行扩充，以满足不断扩展的数据监控需求。目前，东航已率先将波音737NG 机型在将原来的256 和512 字帧逐步扩至1024 字帧的工作，空客A320 机队也全部覆盖到1024 字帧，已基本满足MOQA 领域监控需求。今后，随着MOQA 监控需求的发展，更大容量如2048 字帧的记录器也逐渐被使用。

QAR 记录计算机扩帧主要是扩展空间以容纳更多系统参数，因此完成QAR 记录器扩帧后首先需要查询所需系统参数，在这个过程中工程师需要熟悉AMM、AIPL、ELSD、ICD 等涉及的厂家技术手册并梳理已有的记录参数，核对现有译码数据库，按维修系统或章节进行划分。如ATA21 章，主要可以分为空调、电子舱通风、客舱增压、货舱通风和加温系统，按照以上系统找到对应的参数进行划分，利用查询到的所有系统参数，对已有记录的参数进行针对性地增删，如A320 机型ATA21 章空调系统涉及的重要参数指标，水分离器出口温度缺失，则可进行增补，而空调进气口RAM AIR OUT LET 角度由于目前大部分机型已取消了该功能，可以在原译码库中进行删除，此过程我们称之为译码库的客户化。在译码库的客户化过程中，需要航空公司维修工程师熟悉系统工作原理，结合机队运行特点和维修经验，这个过程对于MOQA 研究来说是一个非常关键的基础性工作。

2.2 飞机线路改装以满足维修MOQA 监控需求

飞机出厂设计时按照适航法规要求，译码记录规范必须满足FOQA 的监控标准，但是很多机型出厂设计时并没有完全考虑维修领域MOQA 的需求，因此这就造成了除了很多维修需要的系统数据没有记录到QAR 记录器之外，还会出现尽管飞机安装了各式各样的传感器，但是并不是所有的传感器数据都以ARINC429 形式采集且能够送往相应的数据采集计算机FDIMU 或DFDAU这种情况。例如，波音737 机型的空调系统因为没有将传感器数据传输给采集计算机DFDAU，无法实现数据记录，只能通过地面人工记录或使用测温记手动采集，这种方式工作效率低且准确率不高。为了提高准确性和实现数据监控，只能通过维修线路改装将传感器与数据采集计算机相连，然后再记录到QAR 记录计算机，此项工作过程需要航空公司工程技术部门研究手册与并与厂家制定线路改装方案，根据相应系统工作特点，在QAR 记录计算机获取传感器数据后还要进行如模数转换、数据拟合等方法过程，将传感器原始数据转换成可以辨识的数字形式，从而实现后续MOQA 监控和分析。

2.3 依据维修领域特点修改QAR 数据记录时刻

传统FOQA 主要满足飞行领域监控需求，对于发动机启动前和关车后的数据一般不做记录，但是就维修领域而言，飞机系统只要通电就会工作，就有出现故障的可能，但是定义记录时刻的逻辑不能简单地以通电就开始记录，这样会出现大量地面无效数据，导致在数据分析时辨识困难，且无谓增加数据流量费用。按照飞机维修领域的工作特点，发动机启动阶段是故障率相对较高的时间段，启动活门、高压燃油关断活门、低压燃油关断活门，以及发动机启动手柄模式电门等的状态可以反映该阶段发动机和燃油系统很多部件的性能指标，而发动机关车后大约5 分钟，发动机滑油量和液压油量、压力等其他勤务数据相对其他阶段也更稳定准确，非常具有监控价值。因此，以发动机开始启动指令到关车5 分钟来定义QAR 的起止记录时刻，基本可以做到在不增加无效数据的同时，又能满足维修领域监控的大部分需求。

3 变革与发展

3.1 新的译码形式的应用

传统机型MOQA 译码方式主要是对于QAR 数据的应用。在译码过程中，需要梳理各种机型各系统数据并且有针对性地进行系统划分，从而为故障分析和数据监控建立模板，但是由于工程师对系统和记录参数的认知不同，译码数据模板常会出现遗漏缺失的情况。目前空客新机型如空客A350/A380 的SAR已逐渐取代QAR 实现飞机系统状态和故障的译码，如图1 所示。SAR 简称SMART ACCESS RECORDER，将主要的章节参数按系统划分成不同的通道，当特定系统事件发生时，只需要下载相应的SAR 通道数据进行分析即可，SAR通道数据与传统的QAR译码模板类似，将涉及系统参数整合在一个通道内，节省了参数筛选甄别的时间，且相较传统QAR 数据，SAR 针对单系统可记录的参数和记录频率更高，标准更规范，提高了译码分析的效率和准确性。

图1 A350 SAR 通道列表

为了推进MOQA 的发展，译码软件纷纷推出了更方便工程师查询和使用的软件，如AGS 译码软件ALPHA 网页版，逐渐减少用户权限和使用限制，让越来越多的维修工程师将来能更便捷、全面地接触和了解维修译码，一定程度上也推进了MOQA 的发展。

3.2 新的数据传输形式的发展

传统领域的民航飞机数据记录格式主 要 是 以ARINC573 和ARINC717 的规范为准，近年来带宽更大，效率更高，更安全的ARINC767 格式逐渐在波音787、空客350 等先进机型上实现使用。另外，随着卫星宽带技术和高速传输技术的发展，如5G ATG 网络运用后，飞机存储记录的数据（如QAR 数据）可以通过高速卫星或地面ATG 网络在飞行过程直接中发送至地面端，兼具传统ACARS 的数据实时传输且数据容量大的优点，而地面接收端处理数据的方法也随之发生新的变化，如空客推广的FOMAX，便是这方面的应用和尝试。因此新技术的应用也为维修领域MOQA的研究带来了新的机遇和挑战。

4 总结

MOQA 的发展源于飞机维修领域译码分析和数据监控需求的不断扩展，大量的排故工作需要严谨的故障分析和排故方案，MOQA 研究提供了数据支撑，对于故障排除来说更快捷准确，航空公司工程师的技能和对飞机系统知识的理解也在数据分析的基础上得到提升。当然MOQA 的发展和工程师的技能和经验提升也是相辅相成的，随着经验的积累和对理论知识的提炼，又逐渐衍生出针对特定故障的监控需求。近年来百万级大数据分析技术的发展和普及，也为维修领域MOQA 的发展开拓了思路, 特别是在基于MOQA大数据研究的预测性维修得到了迅速的发展。 航空公司以实际运行中发现的问题为导向，利用MOQA 的研究成果快速应用和指导生产，为航空公司的安全平稳运行夯实了基础。将来，新的技术手段和工程技术人员的成长也必将带来MOQA 领域的不断革新和变化发展。