徐平濤

（中航飛機(jī)股份有限公司，陜西 西安710089）

1 引言

飛機(jī)機(jī)載設(shè)備的重要度是指機(jī)載設(shè)備故障對(duì)飛機(jī)安全、任務(wù)完成的影響程度。機(jī)載設(shè)備的重要度類別對(duì)設(shè)計(jì)、制造、使用、管理、儲(chǔ)存和維修方式的確定均具有重要價(jià)值，它是進(jìn)行設(shè)計(jì)權(quán)衡決策、確定可靠性試驗(yàn)項(xiàng)目、生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制、外場維修和制訂包裝運(yùn)輸、庫存保管的技術(shù)要求等的重要依據(jù)，也是確定機(jī)載設(shè)備壽命方法的重要依據(jù)。在GJB 450A 及GJB 900A 中均提出需進(jìn)行相關(guān)分析工作，確定可靠性關(guān)鍵產(chǎn)品或安全性關(guān)鍵項(xiàng)目的要求，并且明確了識(shí)別關(guān)鍵項(xiàng)目和產(chǎn)品的基本原則。本文通過梳理機(jī)載設(shè)備重要度分類的原則，主要就機(jī)載設(shè)備重要度分類的具體流程和方法進(jìn)行了研究。

2 重要度分類方法研究

2.1 重要度分類定義

參照GJB 190—1986 及《可靠性、維修性設(shè)計(jì)》（飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)第20 章），根據(jù)機(jī)載設(shè)備特性的重要程度及產(chǎn)品故障對(duì)飛行安全、任務(wù)完成的影響程度，將機(jī)載設(shè)備分為A、B、C 三類，即關(guān)鍵機(jī)載設(shè)備、重要機(jī)載設(shè)備以及一般機(jī)載設(shè)備。

A 類機(jī)載設(shè)備（關(guān)鍵機(jī)載設(shè)備）：具有關(guān)鍵特性的機(jī)載設(shè)備，如果發(fā)生故障，則直接影響飛行安全。

B 類機(jī)載設(shè)備（重要機(jī)載設(shè)備）：具有重要特性的機(jī)載設(shè)備，如果發(fā)生故障，不直接影響飛行安全，卻直接影響任務(wù)的完成。

C 類機(jī)載設(shè)備（一般機(jī)載設(shè)備）：僅有一般特性的機(jī)載設(shè)備，如果發(fā)生故障，不直接影響飛行安全和任務(wù)的完成，只增加維修工作量。

2.2 分類的原則

按照《飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中給出的方法，機(jī)載設(shè)備重要度分類應(yīng)綜合機(jī)載設(shè)備的故障影響和其可靠性水平的高低進(jìn)行決斷，在設(shè)備FMEA（故障模式及影響分析）的基礎(chǔ)上，得出其功能故障的影響，根據(jù)功能故障對(duì)飛機(jī)的影響，結(jié)合產(chǎn)品的可靠性水平、故障隱蔽性、故障處置的經(jīng)濟(jì)性等因素綜合確定產(chǎn)品的類別，這里所說的故障是指機(jī)載設(shè)備由自身原因造成的相關(guān)故障；而故障直接影響是指機(jī)載設(shè)備故障本身引起喪失功能或繼發(fā)性損傷而直接產(chǎn)生的影響，并非指與其他功能故障綜合的影響。但設(shè)備可靠性水平的高低無法簡單以一個(gè)量化指標(biāo)進(jìn)行劃分，以目前的工業(yè)技術(shù)水平，一個(gè)可靠性指標(biāo)較高的復(fù)雜設(shè)備的平均故障間隔時(shí)間為幾千小時(shí)，如果未采取冗余設(shè)計(jì)方法并配備故障檢測手段，對(duì)于故障后影響飛行安全的設(shè)備來說故障率依然很高，這就給實(shí)際設(shè)計(jì)工作中確定判決條件造成了困難。

為解決此問題，可將可靠性水平高低的判決條件分解為“是否采用冗余設(shè)計(jì)”和“故障是否非隱蔽故障”兩個(gè)判決條件，其中設(shè)備采用冗余設(shè)計(jì)可保證設(shè)計(jì)故障后暫時(shí)不影響飛行安全或任務(wù)完成，故障為非隱蔽故障可提示飛行人員根據(jù)情況及時(shí)采取措施、維修人員及時(shí)排除故障，從而最終確保飛行安全或任務(wù)完成。

由此可得出機(jī)載設(shè)備重要度分類應(yīng)遵循以下原則。

當(dāng)機(jī)載設(shè)備的功能故障直接影響飛行安全或任務(wù)完成時(shí)，其類別的確定首先應(yīng)根據(jù)余度設(shè)計(jì)情況和是否隱蔽功能進(jìn)行決斷，并在此基礎(chǔ)上參照工藝性、維修性和使用情況進(jìn)行權(quán)衡。機(jī)載設(shè)備類別決斷圖如圖1 所示。

當(dāng)機(jī)載設(shè)備的功能故障不直接影響飛行安全和任務(wù)完成時(shí)，則參照工藝性、維修性和使用情況進(jìn)行權(quán)衡；對(duì)飛機(jī)上多處使用的機(jī)載設(shè)備進(jìn)行判斷，可能得出不同的重要度類別，選擇其中最高的類別作為該機(jī)載設(shè)備的重要度類別，并需注明該機(jī)載設(shè)備所屬系統(tǒng)和安裝部位。

2.3 分類步驟和方法

機(jī)載設(shè)備重要度分類按下列步驟進(jìn)行：進(jìn)行FMEA，確定設(shè)備各種故障模式的失效影響；按圖1 進(jìn)行邏輯決斷，初步?jīng)Q斷出機(jī)載設(shè)備的重要度類別；綜合考慮產(chǎn)品的工藝性、維修性和使用情況進(jìn)行補(bǔ)充分析；根據(jù)分類決斷表確定機(jī)載設(shè)備類別。

圖1 機(jī)載設(shè)備類別決斷圖

在以上分析的基礎(chǔ)上，最終確定機(jī)載設(shè)備的重要度，另外，還需綜合考慮設(shè)備制造成品、維修性和使用頻率等因素，因此無論系統(tǒng)是否有余度設(shè)計(jì)，如果機(jī)載設(shè)備符合下列一種情況或多種情況，則在機(jī)載設(shè)備類別決斷圖邏輯決斷結(jié)果的基礎(chǔ)上應(yīng)適當(dāng)提高類別：工藝性——工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴；維修性——維修工時(shí)多，且費(fèi)用高；使用情況——機(jī)載設(shè)備或類似機(jī)載設(shè)備在壽命期內(nèi)多次發(fā)生過功能故障，且機(jī)載設(shè)備裝機(jī)后又經(jīng)常處于使用狀態(tài)。

2.4 分類方法要點(diǎn)

應(yīng)重點(diǎn)考察機(jī)載設(shè)備可能產(chǎn)生最嚴(yán)重故障后果的故障模式，以此為出發(fā)點(diǎn)向下進(jìn)行邏輯決斷。

在分析“是否影響飛行安全”時(shí)，可先不考慮機(jī)載設(shè)備是否屬于余度系統(tǒng)，而簡單地認(rèn)為機(jī)載設(shè)備是無余度的。這樣處理可避免對(duì)屬于余度系統(tǒng)的機(jī)載設(shè)備輕易地做出降低類別的結(jié)論。

所謂隱蔽故障，是指機(jī)載設(shè)備故障對(duì)于履行正常職責(zé)的空勤組來說是不容易察覺的，存在下列情況之一時(shí)，即認(rèn)為有隱蔽功能：機(jī)載設(shè)備在正常使用情況下處于工作狀態(tài)，但是當(dāng)其發(fā)生故障停止工作時(shí)，對(duì)空勤組無指示（沒有跡象顯示）；機(jī)載設(shè)備在正常情況下不工作，而在需要使用時(shí)，空勤組無法了解它是否良好。

3 重要度分類應(yīng)用研究

機(jī)載設(shè)備的重要度類別對(duì)設(shè)備全壽命周期內(nèi)的設(shè)計(jì)、制造、使用維護(hù)等各方面工作的確定均具有重要的指導(dǎo)意義。由于重要產(chǎn)品一旦發(fā)生故障，則會(huì)嚴(yán)重影響其安全性、可用性、任務(wù)成功或產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，在設(shè)備壽命周期各階段應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注和控制，以期作為進(jìn)行設(shè)計(jì)權(quán)衡決策、確定各類研制和鑒定試驗(yàn)項(xiàng)目、制訂生產(chǎn)質(zhì)量控制措施和確定外場維護(hù)周期等的重要依據(jù)。

3.1 設(shè)計(jì)階段

重要度分類可支持進(jìn)行設(shè)計(jì)決策權(quán)衡，比如在進(jìn)行關(guān)鍵、重要設(shè)備的設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)考慮更大的設(shè)計(jì)裕度和更高的加工質(zhì)量要求，開展更加深入的仿真分析工作，進(jìn)行供應(yīng)商選擇時(shí)選擇技術(shù)水平更高的承制單位等，而對(duì)于重要度為一般的設(shè)備，則可以適當(dāng)放寬設(shè)計(jì)要求。

進(jìn)行可靠性分配時(shí)，由于重要度高的設(shè)備的故障會(huì)影響人身安全或任務(wù)的完成，因此，對(duì)于重要度高的產(chǎn)品，應(yīng)分配較高的可靠性指標(biāo)。

在確定試驗(yàn)驗(yàn)證項(xiàng)目時(shí)，考慮驗(yàn)證項(xiàng)目費(fèi)效比的情況下，試驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)劃對(duì)于關(guān)鍵、重要設(shè)備應(yīng)該有所偏重。對(duì)于關(guān)鍵、重要設(shè)備應(yīng)規(guī)劃更加完整的試驗(yàn)項(xiàng)目和更加嚴(yán)格的試驗(yàn)要求，比如關(guān)鍵、重要設(shè)備應(yīng)該開展可靠性鑒定試驗(yàn)和軟件鑒定測評(píng)，而對(duì)于重要度為一般的設(shè)備，可僅開展可靠性分析評(píng)估和軟件內(nèi)部測試。

3.2 生產(chǎn)階段

設(shè)備的功能性指標(biāo)、可靠性水平與生產(chǎn)質(zhì)量也有密切的聯(lián)系，為確保關(guān)鍵重要設(shè)備滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)有針對(duì)性地制訂更加科學(xué)、嚴(yán)密的工藝制造方法和更加嚴(yán)格的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 使用維護(hù)階段

在確定預(yù)防性維護(hù)工作時(shí)，應(yīng)針對(duì)重要度高的設(shè)備制訂更加深入和頻率更高的維護(hù)檢查工作。

在開展壽命管理工作時(shí)，對(duì)于重要的損耗類機(jī)載設(shè)備，應(yīng)納入有壽機(jī)件范圍中進(jìn)行管理，對(duì)于重要度為一般的設(shè)備，由于其故障后不會(huì)影響飛行安全和任務(wù)完成，僅是增加額外的維修工作量，可以通過監(jiān)控維修的方式，不作為有壽件管理，在設(shè)備故障后再進(jìn)行維修、更換或報(bào)廢。

4 結(jié)束語

本文基于相關(guān)國軍標(biāo)的要求，結(jié)合工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)詳細(xì)論述了軍用飛機(jī)機(jī)載設(shè)備重要度分類原則和方法，具有很高的可操作性，能夠指導(dǎo)專業(yè)設(shè)計(jì)人員直接依此對(duì)機(jī)載設(shè)備進(jìn)行重要度分類。但機(jī)載設(shè)備的重要度分類不是固定的，還應(yīng)考慮隨著產(chǎn)品工藝水平和維修水平的提高做出相應(yīng)調(diào)整。一般來說，工程研制階段由于工藝尚不成熟，使用維修人員對(duì)產(chǎn)品的使用和維修不夠熟練，此時(shí)，可根據(jù)文中方法進(jìn)行決斷。在生產(chǎn)和使用階段由于工藝水平成熟，使用維修水平提高時(shí)，某些產(chǎn)品的重要度類別可以適當(dāng)降低。