基于虛擬維修的民用飛機維修障礙分析

張凱凱

（上海飛機設計研究院，中國 上海 200120）

0　引言

民用飛機維修性設計的目標是保證設計、研制和生產的民用飛機能夠方便而經濟地保持在或恢復到規定的狀態，滿足規定的適航要求，降低維修任務的復雜性，減少對維修人力及其他資源的要求，降低運營成本，滿足客戶對飛機高使用率和低維修成本的期望，是一種重要的質量特性。今利用計算機虛擬維修仿真技術，結合維修障礙分析方法，使維修性問題盡早發現并解決。

1　維修故障分析

在飛機維修過程中，存在維修操作不當、工作空間狹小、工人維修姿勢不科學及作業強度大等諸多難以回避的問題，這樣就導致了較長的維修周期和較高的維修成本。現如今利用飛速發展的虛擬維修仿真技術，通過維修障礙分析方法在飛機的全壽命周期發現并協調解決維修性問題。

維修障礙（Maintenance Trouble）[1]是指維修不能夠簡便、迅速、經濟的事件或狀態。維修障礙的發生不利于預定維修事件的完成，嚴重時會導致事件的中止或失敗。而維修故障分析 （Maintenance Trouble Analysis，MTrA）是以可能發生或已經發生的維修事件為分析對象，預測和發現維修故障，對維修故障的原因、影響進行分析，并把每一個維修故障按它對維修任務的妨礙程度予以分類，提出可以采取的補救措施的過程。

所以，進行MTrA的目的是在于查明維修過程中發生的一切維修障礙，以便通過改進設計或其它補救措施來實現維修的方便、快捷，當不能通過設計來消除時，從維修工具、防護措施等方面著手，降低維修障礙的影響，切實提高飛機的維修性。其基本思路如下圖1所示[2-3]。某一故障模式對應一個或多個故障原因，一個故障原因產生一個維修事件，而每一個維修事件可能對應一個或多個維修障礙發生。

圖1　維修障礙分析過程

根據虛擬維修仿真以及人素工程等依據，維修障礙可分為可達性障礙、差錯性障礙、維修安全障礙和人素障礙，如下表1所示。

表1　維修障礙分類

2　虛擬維修仿真

虛擬維修過程主要包括：（1）虛擬建模；（2）虛擬過程仿真；（3）基于虛擬維修仿真的維修性分析評價這三個方面，其中虛擬建模主要包括人體建模、各種設備及工具等的三維數字模型的建立，一般通過CAD軟件實現。當前，DELMIA的維修仿真流程，以維修任務為仿真對象，在建立虛擬樣機、維修人員人體模型的基礎上，用戶與系統采用交互的方式，將整個維修過程形象、逼真、直觀地再現出來，同時將仿真過程中獲取到的各種數據提供給維修性分析評價人員，進行相關的維修性分析與評價，并提出設計修改建議，使整個飛機維修過程更加科學化、人性化。

以某型號飛機起落架艙為例，搭建虛擬維修環境，利用DELMIA進行虛擬維修仿真分析，結合MTrA的分析過程總結成下述分析表2。通過對障礙的深入分析最終為維修性設計的改進提供依據。

表2　維修障礙分析表

3　結論

本文針對民用飛機維修性設計的特點，在虛擬維修仿真的基礎上，引入維修障礙分析方法，對維修過程中不合理的操作及姿態進行優化，使維修工具可達可視，人體最大限度地處于舒適狀態，減少作業疲勞，減輕人為因素對航空維修事故的影響，為及時發現并協調維修性問題的解決提供一種參考依據。

【參考文獻】

［1］于永利,郝建平,杜曉明,張柳.維修性工程理論與方法[M].北京：國防工業出版社，2007.

［2］常瑞承,張小波,洪國鈞.艦船維修障礙及影響分析技術應用[J].艦船科學技術,2011.

［3］吳杰,孫剛.DELMIA系統在航空維修中的應用研究[J].航空制造技術,2011.

［4］呂川.維修性設計分析與驗證[M].北京：國防工業出版社，2012.1.