淺析基于可靠性為中心的維修分析方法

翁洋 高春霞 姚學榮 樊雅麗

摘 要：用戶對飛機的維修性提出了更高的要求，文章簡要介紹了以可靠性為中心的維修分析的基本概念及基本工作程序，重點闡述了系統/設備分析法在以可靠性為中心的維修分析中的分析方法和步驟。

關鍵詞：可靠性；維修；RCMA

1 前言

以可靠性為中心的維修分析（RCMA）的目的就是確定重要維修項目（MSI）（NMSI）、重要結構項目（SSI）（NSSI），通過系統維修方式邏輯決斷過程和結構評級，確定MSI、SSI的維修方式和維修工作要求，根據維修方式邏輯決斷及結構評級結果，編制預防性維修大綱并確定維修項目的維修周期。本文通過系統/設備分析法簡要介紹了如何確定預防性維修工作項目及預防性維修工作要求，編制預防性維修大綱并確定維修項目的維修周期。

2 飛機的故障、故障分類和故障后果及維修對策

2.1 飛機的故障、故障分類和故障后果

飛機的故障是指飛機或其子系統不能或將不能完成預定功能的事件或狀態。對于具體系統，其故障的判據還應結合各系統的功能以及性質與適用范圍加以規定。清晰的故障定義是劃分故障種類、評定故障后果和確定飛機和各系統可靠性水平的基礎。

飛機的故障分類可分為功能故障和潛在故障，也可分為單個故障和多重故障。功能故障就是指飛機或系統不能完成規定功能的事件或狀態；潛在故障是指飛機或系統將不能完成規定功能的可鑒別的狀態。單個故障是指發生的獨立故障事件；多重故障是指由連貫發生的兩個或兩個以上的獨立故障組成的故障事件。

飛機或其子系統的故障后果將對飛機有安全性影響、任務性影響和經濟性影響。根據系統/設備的功用和故障模式及其在飛機中的重要度不同對飛機的安全性、任務性、經濟性影響程度也不同。

2.2 飛機的維修對策

飛機在實際使用中，故障是不可避免的。早期故障和偶然故障更是不可能靠維修來預防的。對有安全性或任務性后果的偶然故障，如果故障率超過了可接受水平，則只能改進飛機的設計。耗損性故障也不必全部預防，只對會產生嚴重后果的故障才需要預防。因此，對于故障應按其性質和后果通過分析采用相應的維修對策，首先劃分重要和非重要系統，然后按故障后果和原因確定預防性維修工作和更改設計，最后根據故障規律及影響，選擇預防性維修工作類型。

預防性維修工作類型包括空勤組監控、基本維護（指清潔、潤滑/保養）、原位/離位檢查（指目視、試驗、校驗等）、翻修、報廢等。

3 系統/設備分析法的主要工作內容及步驟

系統/設備分析法，是指根據系統/設備的功用和故障模式，對各系統/分系統及其重要維修項目進行故障后果評定和維修方式邏輯決斷，以便規劃出必須做哪些維修和檢查工作，預估維修和檢查的周期，確定維修和檢查的部位。

系統/設備分析法的步驟：首先確定重要維修項目（MSI），然后進行故障模式影響分析（FMEA）和維修方式邏輯決斷，最后確定維修和檢查的部位，預估維修和檢查的周期。

3.1 確定重要維修項目（MSI）

從飛機的安全性、可靠性和經濟性出發，對飛機的各個部件、系統、附件、直至零組件進行分析，從中選出相對重要的項目。按照飛機重要維修項目選擇分析表所列的MSI項目，逐項進行功能故障分析，對MSI的每一故障模式，應按邏輯決斷圖所示的問題進行回答，如：功能故障的發生對履行正常職責的空勤組是明顯的嗎？明顯功能故障或由此引起的二次損傷對使用安全性有直接的有害影響嗎？一個隱蔽的功能故障和另一個與系統有關的或備用的功能的綜合對使用安全性有害影響嗎？功能故障對使用能力有直接有害影響嗎？

3.2 故障模式影響分析

分析完成后填寫飛機重要維修項目FMEA分析表。飛機重要維修項目FMEA分析表主要填寫飛機系統/分系統的功能、故障模式、故障原因及故障對飛機安全性、使用性、經濟性的影響；可靠性數據無壽件填寫平均故障間隔時間MTBF和失效前平均故障間隔時間MTTF，有壽件填寫首翻起、翻修間隔、總壽命和使用期限。在確定需要做預定維修工作以后，就要詳細分析所做哪些維修工作是否有效。按照有效性準則判斷維修方式是視情（OC）還是監控（CM），原則上視情維修的產品/系統必須符合以下三個原則：（1）抗故障能力的下降必須是可探測的；（2）必須有某個可鑒定且探測潛在故障的條件；（3）潛在故障發展到功能故障必須經歷一段時間。監控維修的產品/系統必須符合以下三個原則：（1）項目必須在某個可鑒定的使用時間顯示其功能的惡化；（2）項目的大部分必須使用到該使用時間；（3）必須能把項目恢復到規定的抗故障能力水平（僅適用與拆修）。

3.3 維修方式邏輯決斷

系統/設備分析法的邏輯決斷分兩層，第一層故障影響邏輯決斷，第二層維修工作類型邏輯決斷。

3.3.1 第一層故障影響邏輯決

首先對“功能故障的發生對正常使用操作裝備的操作人員是明顯的嗎？”進行邏輯決斷。

“是”則進入“功能故障或由該功能故障引起的二次損傷對使用安全有直接有害影響嗎？”邏輯決斷，“是”則通過進入安全性影響分析后直接進入第二層維修工作類型邏輯決斷；“否”則還需進行“功能故障對任務完成有直接有害影響嗎？”邏輯決斷，如有影響則通過任務性影響分析后進入第二層維修工作類型邏輯決斷，如無影響則通過經濟性分析后進入第二層維修工作類型邏輯決斷。

“否”則進入“隱蔽功能故障和另一個與系統有關或備用功能的故障的綜合對使用安全有直接有害影響嗎？”邏輯決斷，“是”則通過進入安全性影響分析后直接進入第二層維修工作類型Ⅳ邏輯決斷；“否”則還需進行“隱蔽功能故障和另一個與系統有關或備用功能的故障的綜合對任務完成有有害影響嗎？”邏輯決斷，如有影響則通過任務性影響分析后進入第二層維修工作類型邏輯決斷，如無影響則通過經濟性分析后進入第二層維修工作類型邏輯決斷。

3.3.2 第二層維修工作類型邏輯決斷

進行“保養是適用和有效的嗎？”、“用正常的操作人員監控來探測功能的退化是適用的和有效的嗎？”、“用原位或離位檢查來探測功能的退化是適用的和有效的嗎？”、“定時拆修是適用的和有效的嗎？”、“定時報廢是適用的和有效的嗎？”、“有無一種適用的和有效的工作類型或綜合工作”邏輯決斷，如有效則采用保養維修、操作人員監控、功能檢測維修、定時拆修、定時報廢維修等選擇最有效的工作類型或綜合工作，否則就必須更改設計。

3.4 確定維修和檢查的部位，預估維修和檢查的周期

按邏輯決斷圖的路線，對MSI進行分析，最后確定所要做的維修工作，并填寫飛機重要維修項目維修方式邏輯決斷記錄表。飛機重要維修項目維修方式邏輯決斷記錄表中要填寫維修方式、工作描述、維修級別周期、附加維修工作等工作內容。在經上述維修工作分析后，對MSI還要分析其有無其他維修工作可做。如：是否需要潤滑、保養，周期是多少等等。同時，對分析決斷為“定時”，“視情”的項目，要進一步分析是否還有特殊的維修要求，或更換易損件，周期是多少等。對無特殊要求的，均列入區域檢查。如果所有的維修工作，都不能探測或預防可靠性的下降，則對該項目要提出重新設計的建議。

維修工作周期一般應考慮機群的外場使用信息和維修經驗，借鑒生產制造過程中的試驗數據和定延壽成果和同類型飛機/設備的維修、使用規定和經驗并綜合權衡后確定。

4 結束語

隨著高新技術在飛機設計制造上的廣泛應用，技術復雜程度明顯增大，飛機預防性、修復性維修與戰場搶修等保障工作越來越受到重視，通過維修性分析，將維修工作前伸到方案設計階段，用維修性要求去影響設計，以滿足飛機交付后正常使用維護要求。維修性工作的研究及應用還需要在今后的研究中進一步研究和完善。