機載維護系統對故障隔離手冊的作用和影響分析

摘 要：該文首先介紹了故障隔離手冊（FIM）的基本概念和在民用飛機持續適航期間的重要作用；之后，重點探討了機載維護系統的功能對故障隔離手冊編制的作用和影響；最后，對按照S1000D編制故障隔離手冊提出了幾點建議。

關鍵詞：機載維護系統 故障隔離手冊 維修信息

中圖分類號：V267文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（b）-0086-02

1 故障隔離手冊（FIM）概述

1.1 概念介紹

FIM中的“故障”是指一個潛在的故障征兆、損傷，或飛機系統或非結構部件的不正常狀態，但不包含多重故障和缺乏跡象的故障。“故障隔離”是指在飛機系統中識別故障單元的系統程序，和確定將系統恢復到其正常狀態的必須的操作程序。這些程序在故障隔離手冊中具體體現在各個系統的故障隔離任務中。

FIM給出了識別和分析飛機故障必要的技術數據和相關資料，并提供了相應的故障隔離程序，幫助地面維護人員排除故障。

與FIM配套使用的是故障報告手冊（FRM），該手冊包含了各類故障按一定順序排列的索引，幫助飛行機組人員識別故障，并發送故障的相關信息至地面。

1.2 FRM和FIM的作用

當飛行機組人員在飛機飛行過程中發現某一故障現象時，可以使用FRM查詢故障的相關信息（故障描述或故障代碼），并通過語音通信系統或飛機/機載通信尋址和報告系統（ACARS）發送至目的地的地面維護人員。

在飛機到達目的地之前，地面維護人員根據收到的故障信息，通過正文前清單或索引查詢到相應的故障隔離任務，從而確定故障的隔離方法，并提前準備好相關的維修工具和備件。從而大大縮短飛機的停場時間，降低維修成本，并提高飛機的簽派可靠度。

1.3 編制要求

CCAR第25部附錄H25.3（b）（2）條提到了維修說明書要包含的有關故障的內容：持續適航文件“要說明可能發生的故障、如何判別這些故障以及對這些故障采取補救措施的檢查排故資料”。

AC-91-11《航空器的持續適航文件要求》中規定了作為持續適航文件之一的FIM的編寫原則和內容要求。在編寫原則上，AC-91-11規定了故障分析的來源：“航空器可能發生的故障應當源于型號審定過程中的系統安全分析，是航空器監控系統所能檢測到的故障，同時包括機組和維護人員發現的故障”；AC-91-11還規定了故障應該覆蓋的范圍。在內容要求上，AC-91-11規定了故障原因和隔離程序排列原則：“至少包括針對每條故障現象列出其可能原因和失效的部件（可能原因的排列原因一般可以按照先易后難的原則），以及基于故障可能原因進行的隔離、判斷和排故程序。注：故障的隔離和判斷的先后邏輯不能影響航空器安全或造成人員傷害，并且不致使可能的原因漏判。”在確定故障立項和編制故障隔離任務時，編制人員應該遵循AC-91-11中的相關規定。

1.4 編制規范

目前，國際上有兩種通用的技術出版物編制規范，分別是ATA2200航空維修資料標準（以下簡稱ATA2200）和S1000D技術出版物國際規范（以下簡稱S1000D）。兩種標準中都規定了FIM的編制方法和要求。ATA2200是只針對航空器產品制定的標準，而S1000D涵蓋了如航空器、汽車、輪船等工業產品的標準。

2 故障分類

2.1 ATA2200中的故障分類

ATA2200將FIM中的故障分為以下幾類：

2.1.1 EICAS信息

飛機的EICAS信息通常有四種類型（等級），告知駕駛員飛機的故障和狀態，分別為：警告、警戒、提示和狀態。

2.1.2 觀察到的故障

觀察到的故障是指EICAS顯示器上無顯示，但飛行機組、維護人員或勤務人員能夠探測到的故障（除客艙故障）。

2.1.3 客艙故障

客艙故障是指由客艙乘務員觀察到的客艙設備和系統的故障。

2.2 S1000D中的故障分類

2.2.1 已隔離的故障（isolated fault）

監控系統探測到的故障，這類故障通常可以被監控系統隔離，并且不影響飛機和系統的正常工作。

2.2.2 探測到的故障（detected fault）

監控系統探測到并隨即自動存儲的故障。

2.2.3 觀察到的故障（observed fault）

機組人員和維護人員探測到的故障。

2.2.4 相關聯的故障（correlated fault）

監控系統將探測到的一系列故障進行過濾和分組，每組故障對應唯一的故障隔離程序參考。

2.3 兩種分類方法下故障的關系

根據不同分類方法的定義，兩種分類方法中故障的基本關系如圖1所示。

3 飛機機載維護系統

民用飛機基本都配備了機載維護系統，主要用于監控飛機各系統的工作狀態，進行故障診斷、分析，并存儲各系統的故障維修信息、狀態信息和配置信息，以提供給相關人員使用。針對監測到的系統故障，機載維護系統提供了對應的維修信息，以幫助維護人員迅速確定故障原因并隔離故障。某些先進飛機，其機載維護系統配合飛機各系統的機上自檢測功能，可以進行初步的故障隔離工作。

3.1 FIM與機載維護系統的關系

圖2是S1000D中給出的一個示例圖。S1000D中定義的故障中有三類故障都是由機載維護系統探測到并存儲，而這些故障最終也要參考機載維護系統的維修信息進行隔離。

由圖2可知，飛機的中央監控系統（即機載維護系統）是編制FIM的依據和基礎；而機載維護系統和FIM的配合使用，可以幫助維護人員快速、準確地確定故障原因并隔離故障。

3.2 維修信息

飛機每次起降后，一些系統故障在符合一定的邏輯關系時，其信號會通過機載維護系統識別，并產生對應的維修信息，在需要參考時維修信息可以顯示在駕駛艙顯示器上，以幫助維護人員確定故障原因和糾正措施。

在FIM中維修信息作為單獨的故障直接指定到故障隔離任務，并由專門的清單列出。部分FRM中報告的故障都關聯著維修信息，維護人員在隔離這些故障時，通常通過其關聯的維修信息來確定故障可能的原因，并參考維修信息的故障隔離任務來隔離故障。

3.3 對機載維護系統功能的要求

由上可知，飛機機載維護系統的功能和信息是否全面，決定著對故障隔離信息分析和收集的支持程度：機載維護系統能監控到哪些故障信息，這些故障信息包含哪些內容，直接關系到FIM的故障立項；機載維護系統是否支持顯示維修文檔，維修文檔的存儲形式，關系到FIM的數字化程度；而飛機是否有初步隔離故障的功能，決定著S1000D中“已隔離的故障”是否適用于該型飛機。因此在飛機設計時應該對機載維護系統功能提出必要的要求。

通過對S1000D中“已隔離的故障”、“探測到的故障”和“相關聯的故障”的定義及故障清單信息規定的研究，建議機載維護系統具備以下功能：

記錄并顯示系統故障的基本信息：

探測到故障的LRU；

故障現象描述；

故障代碼；

關聯的維修信息。

分析故障原因并給出糾正措施：

潛在的故障LRU；

應該執行的恢復飛機/系統到正常狀態下的簡單的糾正措施。

分析探測到的故障并將其過濾和分組（故障隔離程序相同的分成一組）。

由上可知，四類故障清單應包含的內容基本上是取自于機載維護系統的信息。可見，按照S1000D來編制FIM，對機載維護系統功能的要求更高；FIM與機載維護系統的關系更加密不可分。

4 按照S1000D編制FIM的幾點建議

S1000D作為較新的技術出版物編制規范，其先進性、系統性毋庸置疑，但是如何遵循該規范編制FIM則需要根據飛機機載維護系統的具體功能而定。如果確定使用S1000D來編制FIM，編制人員應該做好以下準備工作：

確定機載維護系統的功能和數據是否可以充分支持FIM的編制工作；

確定機載維護系統中與故障和維修相關的各種信息的作用；

明確各類故障的分類和定義，及各類故障之間的區別和聯系；

確定故障代碼的定義規則并建議將體現在飛機系統設計中。

在準備工作完成后，編制人員在故障的確定階段就可以明確故障的定義，避免沒有依據地立項或進行重復的故障分析工作；而在正文編寫階段也可以明確機載維護系統各種數據和信息的作用，以便編寫故障隔離程序時參考。另外，建議對參編人員進行有針對性的指導和培訓。

參考文獻

[1]AC-91-11航空器的持續適航文件要求，2008.

[2]ATA2200航空維修資料標準，2000.

[3]S1000D V4.0技術出版物國際規范.