視情維修技術(shù)及其在飛機(jī)維修中的實(shí)踐

范晨杰

（東航技術(shù)有限公司，上海 200335）

0 引言

中國的航空技術(shù)不斷發(fā)展，飛機(jī)維修技術(shù)不斷創(chuàng)新。技術(shù)的發(fā)展歷程從傳統(tǒng)的事后維修轉(zhuǎn)向了過程性維修，維修工作定期展開。在飛機(jī)的維修中，采用視情維修技術(shù)，就是從戰(zhàn)略的角度出發(fā)展開維修工作，使得維修不再是滯后性的，而且具有前瞻性的特點(diǎn)。將視情維修技術(shù)用于飛機(jī)的維修工作中，使得維修工作滲入到飛機(jī)的運(yùn)行過程中。視情維修技術(shù)的優(yōu)勢在于，屬于預(yù)測性的維修方式，展開例行維修的時(shí)候，還可以起到維護(hù)作用，對飛機(jī)故障起到了預(yù)防的作用。采用這種維修方式，維修方面的資金投入有所降低，還降低了飛機(jī)故障發(fā)生率，使得飛機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)的效能得以充分發(fā)揮[1]。當(dāng)飛機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生故障的時(shí)候，在展開維修故障的同時(shí)，還要深入研究，提出有效的維修策略。視情維修技術(shù)的應(yīng)用，使得飛機(jī)維修工作實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化的管理，更好地發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值。

1 視情維修工作中的時(shí)間模型

視情維修工作中，根據(jù)飛機(jī)產(chǎn)生的系統(tǒng)故障問題將時(shí)間模型構(gòu)建起來，還要分析故障在發(fā)展的進(jìn)程中的各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，研究故障的持續(xù)性特征，就可以對故障的產(chǎn)生時(shí)間、發(fā)展的時(shí)間予以明確，根據(jù)時(shí)間的序列對故障進(jìn)行劃分，具有針對性地提出不同的階段故障管理目標(biāo)。將最初的故障產(chǎn)生構(gòu)建故障處理系統(tǒng)、部件故障處理系統(tǒng)，最終飛機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生重大的事故的處理系統(tǒng)也要構(gòu)建起來。

發(fā)生故障初級階段，系統(tǒng)可能依然處于正常運(yùn)行狀態(tài)。隨著故障的發(fā)展，故障隱患產(chǎn)生，改革部件發(fā)生故障隱患，而且相互之間作用，此為故障生成階段。在故障的生成過程中，會有故障線性化。如果故障沒有及時(shí)處理，就會持續(xù)下去，部件之間的系統(tǒng)性故障隱患就會生成。當(dāng)部件的故障隱患沒有及時(shí)排除，飛機(jī)依然運(yùn)行，就有可能出現(xiàn)重大的飛行事故，此為故障發(fā)展階段。在這個(gè)階段，如果不能及時(shí)采取有效的措施處理故障，而是飛機(jī)依然執(zhí)行飛行任務(wù)，整體管理系統(tǒng)就會損壞，最終造成嚴(yán)重后果[2]。對于飛機(jī)的故障采用外部診斷的方式，與內(nèi)部診斷方式相比較，有更高的準(zhǔn)確性，但是，在實(shí)際應(yīng)用中不能發(fā)揮測試的作用。

2 視情維修工作中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 視情維修工作中采用的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)

視情維修工作中發(fā)揮狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的作用，就是對系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行診斷。在使用該技術(shù)對飛機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測的過程中，需要采集信息，還要實(shí)施監(jiān)督控制。應(yīng)用狀態(tài)監(jiān)控方式，可以實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)信息，橫向?qū)Ρ认嗤到y(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)，就可以對相應(yīng)部件的運(yùn)行狀況全面了解，還要可以對其發(fā)展趨勢做出科學(xué)評估。根據(jù)評估結(jié)果構(gòu)建視情維修模型，從而獲得有價(jià)值的參數(shù)依據(jù)。

2.2 視情維修工作中采用的故障診斷技術(shù)

視情維修工作中應(yīng)用故障診斷技術(shù)對飛機(jī)的故障進(jìn)行診斷中，要對于工作環(huán)境全面了解，具有針對性地采取有效措施解決。故障診斷技術(shù)的應(yīng)用中，可以將系統(tǒng)特性的信號體現(xiàn)出來，對于信號詳細(xì)分析，還要結(jié)合飛機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的歷史信息，對比信息，就可以對系統(tǒng)運(yùn)行狀況有效識別，對飛機(jī)的健康情況準(zhǔn)確了解。基于系統(tǒng)故障的分析以及故障之間所存在的關(guān)聯(lián)性，需要對各種故障采取相應(yīng)的隔離措施，對于故障準(zhǔn)確定位，對故障做出診斷。在對飛機(jī)的故障進(jìn)行檢測中，根據(jù)檢測的位置不同，可以劃分為內(nèi)部故障的診斷和外部故障的診斷。其中內(nèi)部故障診斷可以將檢測航空電子設(shè)備所獲得的結(jié)果直接體現(xiàn)出來，設(shè)備可以自動化檢測，達(dá)到自我檢測的效果[3]。采用這種檢測方式雖然方便，但也會存在弊端，即在診斷的過程中會產(chǎn)生誤差，甚至出現(xiàn)虛假報(bào)警的問題。這就需要在技術(shù)上不斷創(chuàng)新，避免誤診斷的現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 視情維修工作中采用的故障預(yù)測技術(shù)

視情維修工作中采用的故障預(yù)測技術(shù)應(yīng)用于飛機(jī)的各項(xiàng)設(shè)備檢修中，主要發(fā)揮的是衡量點(diǎn)的作用[4]。在技術(shù)的應(yīng)用中，還結(jié)合使用預(yù)測對象的結(jié)構(gòu)特性，包括已經(jīng)全面掌握的參數(shù)、運(yùn)行的環(huán)境狀況以及歷史檢測結(jié)果中體現(xiàn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，等等。據(jù)此對飛機(jī)的設(shè)備故障問題進(jìn)行分析，還要預(yù)測未來的運(yùn)行中可能會產(chǎn)生的故障問題，且從科學(xué)的角度評估預(yù)測的結(jié)果，如此，就可以對飛機(jī)設(shè)備產(chǎn)生的故障問題予以明確，還可以對故障的性質(zhì)予以定位，做好故障的分類工作，確定故障的程度，具體的部位以及產(chǎn)生故障的原因，研究故障的發(fā)展?fàn)顩r以及發(fā)生演化呈現(xiàn)出來的化趨勢，最終得出故障可能引發(fā)的最壞后果。

視情維修工作中采用的故障預(yù)測技術(shù)能夠幫助飛機(jī)維修人員屬于故障準(zhǔn)確定位，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，對于隱患及時(shí)采取措施解決，避免隱患的擴(kuò)大化造成嚴(yán)重的后果。預(yù)測故障的時(shí)候需要按照流程實(shí)施，不同的預(yù)測階段都會產(chǎn)生不同的結(jié)果，包括明確故障的類型，對所獲得的故障監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，選擇合適的適當(dāng)?shù)臋z測技術(shù)，等等。將各個(gè)階段的預(yù)測結(jié)果貫穿起來，就可以對飛機(jī)的故障有效預(yù)測[5]。

3 飛機(jī)維修過程中視情維修技術(shù)的應(yīng)用

飛機(jī)維修過程中應(yīng)用視情維修技術(shù)，受到多種因素的局限，導(dǎo)致該技術(shù)的功能不能充分地發(fā)揮出來。在飛機(jī)維修中應(yīng)用視情維修技術(shù)，目的在于提高飛機(jī)運(yùn)行質(zhì)量，將維護(hù)工作滲入到飛機(jī)運(yùn)行的整個(gè)過程中，可以降低維修成本，無論是人力、物力和資金都會相應(yīng)地縮減。當(dāng)前，美國的軍方已經(jīng)將這種技術(shù)投入使用，獲得了良好的效果，同時(shí)還提出，采用飛機(jī)維修過程中視情維修技術(shù)還可以起到預(yù)測的作用，對飛機(jī)實(shí)施健康管理，此即為“故障預(yù)測與健康管理”（PHM），而且已經(jīng)從概念的層面對該技術(shù)進(jìn)行深入研究[6]。

故障預(yù)測與健康管理（Prognostic and Health Management，PHM）就是應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)對飛機(jī)的健康狀況實(shí)施管理。在當(dāng)前的最新研究中還采用了人工智能技術(shù)，所獲得的研究成果用于飛機(jī)的維修中，可以對飛機(jī)起到很好的管理作用。

故障預(yù)測與健康管理系統(tǒng)的具體應(yīng)用中，可以發(fā)揮檢測故障的功能和隔離故障的功能，對于飛機(jī)的故障予以診斷，有效地預(yù)測故障，對于飛機(jī)的組件健康狀況實(shí)施管理，保證組件安全運(yùn)行，其延長組件的使用壽命。故障預(yù)測與健康管理對于飛機(jī)系統(tǒng)有效維護(hù)，降低系統(tǒng)失效的可能性[7]。

故障預(yù)測與健康管理系統(tǒng)的應(yīng)用中，還要結(jié)合使用聯(lián)合分布式信息系統(tǒng)（Joint Distributed Information System，JDIS），連接到具有獨(dú)立運(yùn)行效能的支持系統(tǒng)上，要采用較差連接的方式，可以起到一定廣大跟蹤和診斷的作用。故障預(yù)測與健康管理系統(tǒng)的作用在于，能夠?qū)收咸崆邦A(yù)測，包括產(chǎn)生故障的時(shí)間以及發(fā)生故障的地點(diǎn)都能預(yù)測出來，還可以對系統(tǒng)的使用壽命予以預(yù)測，明確系統(tǒng)的剩余使用壽命，使得操作系統(tǒng)運(yùn)行中具有很高的可靠性，由此可以較少系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)應(yīng)用中的資金投入量，技術(shù)維護(hù)的準(zhǔn)確性有所提高。應(yīng)用故障預(yù)測與健康管理系統(tǒng)，還可以詳細(xì)記錄電子系統(tǒng)的健康數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)信息自動化分析，對系統(tǒng)的健康狀況實(shí)施管理，提高系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行效率。

視情維修技術(shù)中，故障預(yù)測與健康管理是非常重要的內(nèi)容。在對飛機(jī)的維修工作中采用故障預(yù)測與健康管理手段，結(jié)合飛機(jī)的具體情況以及相應(yīng)的維修保養(yǎng)策略，就可以對飛機(jī)展開視情維修。應(yīng)用故障預(yù)測與健康管理技術(shù)實(shí)施管理的時(shí)候，軍用飛機(jī)中主要是用于維修直升機(jī)。落實(shí)到具體的工作中，就要對該技術(shù)的應(yīng)用情況以及管理中飛機(jī)所呈現(xiàn)出來的狀態(tài)進(jìn)行研究［8］。故障預(yù)測與健康管理技術(shù)應(yīng)用于美軍的固定翼飛機(jī)當(dāng)中，不僅擴(kuò)大了技術(shù)應(yīng)用規(guī)格，在航空領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，而且借助使用故障預(yù)測與健康管理技術(shù)，飛機(jī)維護(hù)工作展開中使用的人員數(shù)量以及資金的投入上都會相應(yīng)地降低，維修成本大大降低了。

在科技的維修中應(yīng)用故障預(yù)測與健康管理技術(shù)，目前為止還是比較有限的，波音公司和空中客車公司所生產(chǎn)的飛機(jī)，包括B777 型、A330 型、A320 型等采用了故障預(yù)測與健康管理技術(shù)。

4 結(jié)束語

現(xiàn)在的飛機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜化，對于維修技術(shù)也有更高的要求。飛機(jī)的維護(hù)工作中會產(chǎn)生大量的費(fèi)用，基本上面研究在資金投入量等同，而且還呈現(xiàn)出越來越多的趨勢。為了降低飛機(jī)維修成本，采用視情維修技術(shù)實(shí)施戰(zhàn)略化的維修，可以將維修工作從事后維修轉(zhuǎn)向過程性維修，使得維修工作之用投入的資金降低，飛機(jī)運(yùn)行的安全系數(shù)提高，備件庫存有所降低。視情維修技術(shù)在飛機(jī)維修中所發(fā)揮的優(yōu)勢成為維護(hù)飛機(jī)運(yùn)行安全的保障。視情維修技術(shù)理論正不斷完備，在具體的應(yīng)用中，還會受到故障發(fā)展模型技術(shù)的限制，也會在一定程度上受到信息采集技術(shù)的影響。在飛機(jī)維修過程中合理應(yīng)用視情維修技術(shù)還需要根據(jù)具體情況深入研究。