史禮學(xué)

（中航西安飛機工業(yè)集團股份有限公司，陜西西安 710089）

0 引言

航空飛行器是航空運輸高效運行的重要因素，一旦飛行器產(chǎn)生故障會影響航空運輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。我國現(xiàn)階段采用的維修技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中仍然存在一定的局限性，有必要展開更深層次的探究。

1 航空飛行器維修技術(shù)分析

1.1 定時維修

在當(dāng)前航空飛行器維修領(lǐng)域，定時維修是比較常見的維修方式。維修人員需要綜合考慮飛機的使用年限、飛行時間等相關(guān)因素確定具體的維修時間，定期組織維修工作，全方位落實潛在故障隱患的排查工作，從源頭上科學(xué)預(yù)防安全事故的發(fā)生。但飛機在飛行階段有著相對復(fù)雜的特點，飛行過程始終面臨多種不穩(wěn)定因素，導(dǎo)致航空飛行器故障的產(chǎn)生有一定的隨機性。定時維修工作存在嚴(yán)重的滯后性，無法高效預(yù)防潛在的事故隱患。同時，定時維修工作往往進(jìn)行局部的拆解工作，長此以往勢必影響飛機結(jié)構(gòu)的精密度。尤其是針對發(fā)動機，該類設(shè)備有相對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，若是長久使用定時維修的方式，對其正常的使用年限會造成負(fù)面影響。

1.2 視情維修

結(jié)合已有的飛行事故案例，不僅包含受到不穩(wěn)定因素影響的意外故障，還存在著諸多從一個安全隱患逐漸擴大進(jìn)而爆發(fā)的故障。視情維修會在故障產(chǎn)生之前采取一系列的事前控制措施，從根本上降低故障出現(xiàn)的可能性，減少維修成本，為飛機的安全飛行提供充足保障。維修人員應(yīng)用各種特殊監(jiān)測儀器，針對線路、設(shè)備和零件呈現(xiàn)出的異常工況，及時發(fā)出預(yù)警信息。技術(shù)人員在預(yù)警信息的基礎(chǔ)上，針對信號來源和故障具體內(nèi)容等展開深層次的分析工作，精確定位其中的問題。為技術(shù)人員更加高質(zhì)量地開展針對性的故障維修工作創(chuàng)造良好的條件，以免故障大范圍擴大，對其他正常運行的部位造成負(fù)面影響[1]。

近年來，研究人員在視情維修方案的基礎(chǔ)上進(jìn)一步更新、升級，充分結(jié)合可靠性理論優(yōu)化，制定了全新的航空飛行器維修方案，相對于固有的視情維修具有更高的成熟性和穩(wěn)定性，得到了大范圍的推廣和應(yīng)用。

AI 診斷技術(shù)、無線傳輸技術(shù)等新型技術(shù)的提出和完善，從技術(shù)層面為航空飛行器電氣系統(tǒng)的故障診斷和巡檢提供了保障。飛機電氣系統(tǒng)在不斷發(fā)展的過程中，對高精度微處理器和微型傳感器的應(yīng)用，進(jìn)一步加速了其朝著智能化、自動化診斷方向發(fā)展的進(jìn)程。機載控制中心可以在任何狀態(tài)下實時動態(tài)地了解各項設(shè)備的使用情況，明確飛行參數(shù)，并參考標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行分析，若發(fā)現(xiàn)二者不匹配便第一時間發(fā)出警報，向相關(guān)人員告知異常工況。

1.3 基于飛機健康管理系統(tǒng)的維修

基于飛機健康管理系統(tǒng)的維修技術(shù)是當(dāng)前航空飛行器維修領(lǐng)域關(guān)注度比較高的技術(shù)之一，對于現(xiàn)階段的飛機系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用，飛機故障預(yù)測和健康管理技術(shù)是其中比較關(guān)鍵的內(nèi)容。飛機健康管理系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對于該技術(shù)設(shè)計情況的全面預(yù)測、綜合測試和診斷（圖1）。

圖1 飛機健康管理系統(tǒng)組成

飛機健康管理系統(tǒng)使用當(dāng)前最先進(jìn)的傳感器技術(shù)，應(yīng)用相關(guān)算法和智能模型，針對飛機當(dāng)前的工作狀態(tài)展開實時的監(jiān)控、預(yù)測、診斷和管理。結(jié)合實踐中的應(yīng)用成效進(jìn)行分析，不僅能夠動態(tài)化地落實對飛機發(fā)動機和相關(guān)設(shè)備的監(jiān)測工作，還可以從視情維修理論出發(fā)，在具體的監(jiān)測結(jié)果和故障判斷的基礎(chǔ)上，自動生成與實際情況相適應(yīng)的維修方案，合理使用發(fā)動機調(diào)動系統(tǒng)針對性地開展故障維修工作，確保飛機整體處在平穩(wěn)運行的狀態(tài)。

我國大力發(fā)展無線通信技術(shù)，正迎來5G 時代，未來的航空飛行器呈現(xiàn)出遠(yuǎn)程在線監(jiān)測發(fā)展的趨勢。諸多的航空公司、科研院所開始聯(lián)合高校開展對航空飛行器遠(yuǎn)程故障診斷的探索，以南京航空航天大學(xué)為例，其在研究過程中提出一種遠(yuǎn)程診斷發(fā)動機故障的技術(shù)，并在相關(guān)理論的基礎(chǔ)上構(gòu)建起了相對健全完善的體系結(jié)構(gòu)，同時基于診斷設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計提出了協(xié)同診斷和專家系統(tǒng)遠(yuǎn)程故障診斷的新型技術(shù)方案。該方案在應(yīng)用過程中能夠充分展現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)和COM（Component Object Model，組件對象模型）技術(shù)的優(yōu)勢和價值，讓知識存儲在Web 服務(wù)器中，并展開集中統(tǒng)一的管理工作。

2 航空飛行器維修技術(shù)未來發(fā)展方向

2.1 基于維修導(dǎo)向的設(shè)計

未來航空飛行器維修技術(shù)的更新和升級勢必會朝著基于維修導(dǎo)向設(shè)計（Design For Maintenance，DMF）的方向發(fā)展，在產(chǎn)品設(shè)計之初便始終從用戶的基本需求出發(fā)，通過對產(chǎn)品壽命周期中所呈現(xiàn)出的特征展開全方位的評價和權(quán)衡，促進(jìn)產(chǎn)品本身測試性、保障性和可靠性的提升，在很大程度上保障產(chǎn)品本身的可維修性，一旦產(chǎn)生故障就可以最大限度降低設(shè)備、費用、人力和時間等維修成本的投入。在飛機整個使用期限范圍內(nèi)都應(yīng)充分落實維護(hù)和修理工作，從問題的根源著手解決涉及到的問題，而不能沿用過去在完成飛機研制后再對其進(jìn)行改善的維修觀念[2]。

在航空發(fā)動機維修工作中展現(xiàn)出了基于維修導(dǎo)向的設(shè)計理念，早在開展設(shè)計工作時，相關(guān)工作人員需要針對其總體方案展開詳細(xì)全面的論證工作，明確其維修的普遍性特點。但當(dāng)發(fā)動機設(shè)計完成并定型，在飛機上進(jìn)行裝備后便會導(dǎo)致固有屬性被逐漸凍結(jié)，難以在后續(xù)使用中對其進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。近年來，我國已經(jīng)開始嘗試性地采用基于維修導(dǎo)向的設(shè)計方案，在新型號航空發(fā)動機研發(fā)之初便會安排專門的工程師，針對整機和相關(guān)零件展開相應(yīng)的設(shè)計工作，形成全面完善的設(shè)計方案，強化落實FMECA（Failure Mode，Effects and Criticality Analysis，故障模式、影響分析和危害性分析）和維修性驗證，在此基礎(chǔ)上制定維修性計劃。為了充分展現(xiàn)出維修控制指標(biāo)，保障航空發(fā)動機設(shè)計中體現(xiàn)可維修性，工程師應(yīng)當(dāng)結(jié)合以往的經(jīng)驗，科學(xué)預(yù)測未來可能產(chǎn)生的故障。

2.2 強化過程管理和經(jīng)濟性控制

過程管理和經(jīng)濟性控制是當(dāng)前針對航空飛行器展開維修的重要手段，也是未來著重發(fā)展的方向之一。其中，針對維修過程所開展的管理工作主要是合理控制維修費用的支出。飛機和發(fā)動機維修工作主要涉及維修技術(shù)、生產(chǎn)和質(zhì)量管理等內(nèi)容，以下兩方面會影響飛機和發(fā)動機維修保障所需的費用：①在航空飛行器維修階段花費在檢測、航材和維修等方面的費用，屬于直接維修費用；②與維修工作密切相關(guān)的人力資源、管理和庫存周轉(zhuǎn)等費用，該類費用屬于間接費用。為了能夠進(jìn)一步實現(xiàn)航空飛行器維修效率和經(jīng)濟性的提升，勢必要在原有的基礎(chǔ)上綜合控制直接和間接費用[3]。

結(jié)合當(dāng)前我國民航業(yè)發(fā)展的實際情況，對航空飛行器所使用的維修技術(shù)與西方發(fā)達(dá)國家相比依然存在一定差距，需要在維修方面額外支出大量費用，未能高質(zhì)量控制直接維修費用。在民航業(yè)重組剛剛告一段落的現(xiàn)階段，內(nèi)部管理仍面臨諸多挑戰(zhàn)，企業(yè)整體的運行效率遲遲無法穩(wěn)步提升，而在間接維修費用控制方面則始終存在不足，整體存在著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

航空器維修的維修費用控制工作，不應(yīng)局限在微觀層面，如果僅是把控最優(yōu)更換和維修間隔，在短期時間內(nèi)雖然降低維修費用，但無法提升長期維修的經(jīng)濟性。所以，在設(shè)計工作初期就應(yīng)注重分析維修工作，以獲得最低的全生命周期成本。在開展維修管理工作的過程中，應(yīng)適當(dāng)強化對維修質(zhì)量的優(yōu)化把控。以往的工作忽視了對維修質(zhì)量的有效衡量和優(yōu)化改善，大多將精力放在結(jié)構(gòu)性的維修層面，沒有充分保障維修工作的全面性和實效性。

維修質(zhì)量的控制措施：①最大限度降低人為操作失誤引發(fā)的維修故障，在當(dāng)前的航空飛行器維修領(lǐng)域，人為操作失誤是客觀存在的，相關(guān)工作人員應(yīng)積極對高風(fēng)險區(qū)域進(jìn)行分析、總結(jié)，避免人為錯誤，并盡可能增強維修過程中的容錯性；②制定維修方案，保障固定檢查點的全面性，在相應(yīng)位置上張貼醒目的標(biāo)簽；③實時、動態(tài)地記錄維修過程以方便工程師查詢，繼而向維修人員提供正確、專業(yè)的指示。

針對維修過程實施管理需要合理把控效率，質(zhì)量、速度和成本之間有密不可分的聯(lián)系，而在現(xiàn)代社會迅速發(fā)展的過程中，速度有了更關(guān)鍵的作用。以往的航空公司側(cè)重從維修價格的角度選擇維修公司，現(xiàn)今則將重點轉(zhuǎn)移到了維修周轉(zhuǎn)時間層面。由此可見，未來航空飛行器維修技術(shù)的發(fā)展應(yīng)更加注重提升效率[4]。

3 結(jié)論

積極探究航空飛行器的維修技術(shù)，能夠充分發(fā)揮出現(xiàn)代科技的實質(zhì)性作用，進(jìn)一步支撐航空飛行器的高質(zhì)量運行，對于飛機安全性和穩(wěn)定性的提高有著積極的促進(jìn)作用。早在設(shè)計階段便應(yīng)考慮維修的相關(guān)問題，并持續(xù)加大對維修過程的控制力度，采取科學(xué)的措施提升其整體的經(jīng)濟性。