面向機(jī)務(wù)維護(hù)的飛機(jī)故障代碼手冊(cè)編制技術(shù)探討

張華 郭亦清

摘要：針對(duì)飛機(jī)機(jī)務(wù)維護(hù)工作的特點(diǎn)和實(shí)際需要，分析研究了《飛機(jī)故障代碼手冊(cè)》的關(guān)鍵要素和技術(shù)要求，提出了該技術(shù)資料編制的方法、原則和技術(shù)途徑，并通過(guò)工程實(shí)例驗(yàn)證了該技術(shù)的可行性。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)用戶技術(shù)數(shù)據(jù)；機(jī)務(wù)維護(hù)；故障判別與診斷

Keywords： aircraft user technical data；aircraft maintenance；fault identification and diagnosis

0 引言

在軍用飛機(jī)服役期間，部隊(duì)機(jī)務(wù)維護(hù)人員承擔(dān)著飛機(jī)基層級(jí)的使用保障和維修保障任務(wù)，其工作質(zhì)量直接影響著飛機(jī)的使用效能和安全性[1]。由飛機(jī)設(shè)計(jì)單位提供的各類技術(shù)資料是指導(dǎo)機(jī)務(wù)工作開(kāi)展的技術(shù)依據(jù)，因此技術(shù)資料的編制質(zhì)量也間接地影響著飛機(jī)的使用安全性和戰(zhàn)備完好率。

機(jī)務(wù)工作包括對(duì)飛機(jī)的使用保障和維修保障，其中維修保障包括預(yù)防性維修（計(jì)劃維修）和修復(fù)性維修（非計(jì)劃維修）兩類工作任務(wù)[2]。經(jīng)初步分析，飛機(jī)在基層級(jí)的修復(fù)性維修任務(wù)占到六成以上，隨著飛機(jī)先進(jìn)技術(shù)的廣泛采用和復(fù)雜程度的日益提高，對(duì)裝備的維修實(shí)效、維修精度、維修安全性提出了更高的要求[3]，這一占比將會(huì)越來(lái)越大，因此，提升機(jī)務(wù)工作的質(zhì)量和效率，關(guān)鍵是要優(yōu)化修復(fù)性維修工作。但由于該工作以飛機(jī)發(fā)生故障為觸發(fā)條件，具備隨機(jī)性，機(jī)務(wù)人員面臨的挑戰(zhàn)是在現(xiàn)場(chǎng)如何準(zhǔn)確地判定故障然后將之迅速排除。

經(jīng)調(diào)查，目前國(guó)內(nèi)軍機(jī)設(shè)計(jì)部門(mén)為部隊(duì)機(jī)務(wù)提供的支持修復(fù)性維修工作的技術(shù)資料是故障代碼手冊(cè)和故障分析手冊(cè)，但普遍存在與現(xiàn)實(shí)情況脫節(jié)的問(wèn)題，使用效果欠佳。本文針對(duì)這一問(wèn)題，探討了面向機(jī)務(wù)需要的故障代碼手冊(cè)編制方法和要點(diǎn)，以期提高技術(shù)資料的質(zhì)量，更好地支持現(xiàn)場(chǎng)機(jī)務(wù)進(jìn)行快速排故工作，從而最終提高飛機(jī)的安全性和出勤率。

1 現(xiàn)狀及需求分析

1.1 飛機(jī)基層級(jí)修復(fù)性維修工作程序

使用現(xiàn)場(chǎng)對(duì)飛機(jī)的修復(fù)性維修工作（俗稱“排故”）是以故障為觸發(fā)條件、以飛機(jī)恢復(fù)正常可用狀態(tài)為目標(biāo)開(kāi)展的一系列工作。排故的一般工作流程如圖1所示。

當(dāng)飛機(jī)出現(xiàn)不正常狀態(tài)后，機(jī)務(wù)人員的工作步驟如下。

第一步：故障判別，根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行甄別，找出相應(yīng)的故障模式，初步判斷該故障所涉及的產(chǎn)品單元。

第二步：故障診斷，在第一步的基礎(chǔ)上，由表及里分析故障原因并定位引發(fā)故障的產(chǎn)品單元，一般定位到外場(chǎng)可更換單元（LRU）層級(jí)。

第三步：故障修復(fù)，對(duì)以上定位的故障產(chǎn)品單元進(jìn)行實(shí)物修復(fù)（現(xiàn)代飛機(jī)大多采用更換LRU的方式）。

第四步：驗(yàn)證檢查，在完成第三步工作后，對(duì)產(chǎn)品、系統(tǒng)和飛機(jī)進(jìn)行檢查，驗(yàn)證故障現(xiàn)象是否仍然存在，若仍然存在，則需再次進(jìn)行故障判別或診斷工作，循環(huán)迭代直至故障排除。

以上四個(gè)步驟中，步驟一、二的任務(wù)目標(biāo)是迅速找到故障原因并準(zhǔn)確隔離故障單元（對(duì)于簡(jiǎn)單的故障，這兩步工作往往合并進(jìn)行），其輸出直接影響后續(xù)工作的有效性。隨著現(xiàn)代飛機(jī)復(fù)雜度和集成度的提高，故障普遍具有綜合性質(zhì)，原因查找和定位故障點(diǎn)的難度加大，技術(shù)含量增高，整個(gè)排故工作中此部分工作占用了大量的時(shí)間和精力，是影響排故工作質(zhì)量和效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于后續(xù)的步驟三、四都有明確而成熟的操作指導(dǎo)程序，工作量和難度是確定的，因此，如要進(jìn)一步提升排故工作的效率，必須在步驟一、二上挖掘潛力。

1.2 排故工作對(duì)技術(shù)資料的需求分析

如前分析，提高飛機(jī)排故工作質(zhì)量和效率的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確而迅速地判別和定位故障，而支持該工作的技術(shù)資料是《飛機(jī)故障分析手冊(cè)》，該手冊(cè)是GJB 3968A《軍用飛機(jī)用戶技術(shù)資料通用要求》規(guī)定的飛機(jī)設(shè)計(jì)單位向用戶提供的14項(xiàng)后續(xù)技術(shù)資料之一，主要內(nèi)容是給出識(shí)別和分析飛機(jī)故障所需的技術(shù)數(shù)據(jù)、方法和程序，用于飛機(jī)故障診斷[4]。《飛機(jī)故障分析手冊(cè)》對(duì)各種預(yù)設(shè)故障提供了相應(yīng)的診斷方法和程序，是機(jī)務(wù)人員進(jìn)行故障識(shí)別、判斷和定位的重要技術(shù)支撐。然而，由于飛機(jī)的復(fù)雜特性，潛在的故障模式眾多，體現(xiàn)層次不一，相應(yīng)的特征信息繁雜多樣，還需要編制《飛機(jī)故障代碼手冊(cè)》，將潛在的故障模式按一定的規(guī)則進(jìn)行劃分、歸納、編碼、排序，形成全機(jī)故障模式數(shù)據(jù)庫(kù)，幫助機(jī)務(wù)人員查找、判別出與當(dāng)下?tīng)顟B(tài)最貼合的故障模式，然后再按《飛機(jī)故障分析手冊(cè)》進(jìn)入具體故障的診斷和隔離程序。即《飛機(jī)故障代碼手冊(cè)》是《飛機(jī)故障分析手冊(cè)》的補(bǔ)充和鋪墊，兩者應(yīng)配套結(jié)合使用。

根據(jù)走訪調(diào)查，機(jī)務(wù)部門(mén)對(duì)《飛機(jī)故障代碼手冊(cè)》的基本要求如下：

1）故障模式完整全面，盡可能覆蓋現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的所有故障情況。

2）故障模式含義明確具體，用語(yǔ)準(zhǔn)確、規(guī)范并貼合實(shí)際，便于機(jī)務(wù)人員理解。

3）故障模式判據(jù)直觀，便于現(xiàn)場(chǎng)判別。

4）故障模式之間避免內(nèi)容交疊，條理清晰，便于查詢。

2 《飛機(jī)故障代碼手冊(cè)》編寫(xiě)原則與實(shí)踐

2.1 基本內(nèi)容和編寫(xiě)

目前國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有指導(dǎo)和約束《飛機(jī)故障代碼手冊(cè)》編制的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但基于以上對(duì)該手冊(cè)性質(zhì)、作用的定位，技術(shù)資料應(yīng)面向現(xiàn)場(chǎng)機(jī)務(wù)的排故工作需要，其內(nèi)容至少應(yīng)包括以下欄目：

1）故障代碼——按照一定的規(guī)則對(duì)每個(gè)故障模式給出唯一的編碼，該代碼一方面用于信息化管理，另一方面與《飛機(jī)故障分析手冊(cè)》建立索引聯(lián)系。

2）故障單元名稱——點(diǎn)明發(fā)生故障的實(shí)體單元。

3）故障模式——具體的故障表現(xiàn)/現(xiàn)象。

4）含義解釋——明確故障模式的內(nèi)涵與外延。

5）故障發(fā)現(xiàn)方式——給出在飛機(jī)使用維護(hù)中發(fā)現(xiàn)該故障的途徑、方式。

以上欄目中，4）和5）條提供了故障模式的更多特征信息，目的是幫助機(jī)務(wù)人員進(jìn)一步理解故障模式，并快速做出故障判別。

因此，根據(jù)以上需求并結(jié)合工程上的可行性，歸納總結(jié)出《飛機(jī)故障代碼手冊(cè)》的編寫(xiě)原則如下：

1）羅列的故障模式項(xiàng)目應(yīng)盡量全面，包含所有可能發(fā)生的故障（理論上可能的和實(shí)際已發(fā)生的均應(yīng)涵蓋，但僅在研制過(guò)程中發(fā)生已被徹底根除的不包含在內(nèi)）。

2）應(yīng)從使用維護(hù)人員的角度而非設(shè)計(jì)人員的角度描述、定義故障模式。

3）故障模式用語(yǔ)應(yīng)專業(yè)、規(guī)范、準(zhǔn)確，避免歧義。

4）故障模式應(yīng)針對(duì)故障表現(xiàn)而非故障原因進(jìn)行描述和劃分，項(xiàng)目之間應(yīng)盡可能避免橫向交疊關(guān)系。

5）對(duì)在不同層次單元上以不同現(xiàn)象表現(xiàn)出來(lái)的同一故障，應(yīng)分別列舉，但建議最低限定在LRU層級(jí)的故障表現(xiàn)。

6）對(duì)故障模式應(yīng)給出明確判據(jù)及發(fā)現(xiàn)途徑，以降低機(jī)務(wù)人員進(jìn)行故障判定的難度。

2.2工程實(shí)踐

遵照以上原則，編制了某型無(wú)人機(jī)故障代碼手冊(cè)，其中的核心內(nèi)容是以一張表格形式匯集的該型無(wú)人機(jī)四百余項(xiàng)故障模式及其附屬信息，其形式及示例如表1所示。

表1的關(guān)鍵難點(diǎn)在于“故障模式”一列的填寫(xiě)，除了滿足用語(yǔ)專業(yè)、規(guī)范、準(zhǔn)確等基本要求外，還要盡可能羅列完整全面，但又要避免橫向的交叉重復(fù)，分界明晰、深淺適度，并且貼合工程，便于機(jī)務(wù)人員理解和判別。為此，采取了以下措施：

1）對(duì)無(wú)人機(jī)研制過(guò)程中完成的FMEA（故障模式及影響分析）工作輸出進(jìn)行歸納梳理，找出理論上存在的所有故障模式（包括功能的和硬件的，涵蓋飛機(jī)級(jí)、系統(tǒng)級(jí)和設(shè)備/附件級(jí)），形成《潛在故障模式清單》。

2）收集在各種試驗(yàn)、試飛過(guò)程中實(shí)際發(fā)生的故障，與《潛在故障模式清單》進(jìn)行對(duì)比，找出實(shí)質(zhì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如果不能形成對(duì)應(yīng)關(guān)系，則說(shuō)明前期的FMEA有所遺漏/錯(cuò)誤，應(yīng)對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)充、修訂，并將該故障模式補(bǔ)充到《初步故障模式清單》中。

3）按照飛機(jī)使用維護(hù)人員在正常執(zhí)行規(guī)定任務(wù)過(guò)程中是否可直觀感知的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)《初步故障模式清單》中的故障模式逐一判斷，歸納或剔除不能直觀感知的故障模式，形成《現(xiàn)場(chǎng)潛在故障模式清單》。

4）對(duì)《現(xiàn)場(chǎng)潛在故障模式清單》中的故障模式，找出對(duì)應(yīng)的發(fā)現(xiàn)途徑或方法（包括人的各種感官感覺(jué)和相應(yīng)的信號(hào)顯示），從功能、現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)途徑等方面進(jìn)行再次分析，按照避免橫向交叉重復(fù)的原則進(jìn)行故障模式的歸納或拆分（以LRU為最低物理層級(jí)），然后以使用維護(hù)人員的角度來(lái)描述、定義該故障模式，最終形成《飛機(jī)故障代碼手冊(cè)》中的相應(yīng)內(nèi)容。

以上1）、2）的目標(biāo)是梳理出一個(gè)大而全的故障模式清單，保證基礎(chǔ)材料的完整，而3）、4）兩條則是將故障模式的視角從理論設(shè)計(jì)向工程使用轉(zhuǎn)變，使之與工程實(shí)際緊密貼合，保證適用性。

《飛機(jī)故障代碼手冊(cè)》中的故障模式是從使用維護(hù)人員的角度，針對(duì)執(zhí)行正常操作以及維護(hù)人員能看到、感覺(jué)到的非正常情況或有相應(yīng)信號(hào)輸出表示的故障現(xiàn)象進(jìn)行描述定義的，相對(duì)于飛機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中的FMEA輸出的故障模式，其具有以下特點(diǎn)：

1）所列的故障模式并不統(tǒng)一限定在某一層級(jí)產(chǎn)品，可以是無(wú)人機(jī)、分/子系統(tǒng)、設(shè)備、LRU的任一層級(jí)，因此可以出現(xiàn)包含關(guān)系（一般是上一層級(jí)的功能故障包含下一層級(jí)的某些硬件故障）。

2）與基層級(jí)維護(hù)需要相適應(yīng)，故障模式的描述最低限定在LRU層級(jí)的表現(xiàn)，對(duì)SRU及以下層級(jí)，即使有相應(yīng)的信號(hào)輸出也不列入。

3）未列出因軟件問(wèn)題引起的不正常情況，包括誤指令、計(jì)算錯(cuò)誤、邏輯設(shè)置錯(cuò)誤等。這些問(wèn)題應(yīng)在飛機(jī)的研制階段就予以根除，使用維護(hù)人員只能感知最終的故障表現(xiàn)，而這些故障表現(xiàn)已納入其他故障模式中。

4）未納入不能被使用維護(hù)人員明確感知的性能降低、電磁干擾及虛警等故障。

因此，《飛機(jī)故障代碼手冊(cè)》是FMEA工作輸出的應(yīng)用和演變，理論上是FMEA輸出的故障模式子集，但更貼近現(xiàn)實(shí)中機(jī)務(wù)維護(hù)人員進(jìn)行故障判別、分析與維修工作的需要。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，《飛機(jī)故障代碼手冊(cè)》是飛機(jī)設(shè)計(jì)部門(mén)向用戶提供的重要技術(shù)資料之一，用于支持現(xiàn)場(chǎng)機(jī)務(wù)人員實(shí)施基層級(jí)維修工作，應(yīng)面向飛機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)機(jī)務(wù)維護(hù)工作需求和特點(diǎn)進(jìn)行編制。編制中應(yīng)充分應(yīng)用飛機(jī)設(shè)計(jì)中完成的FMEA結(jié)果進(jìn)行故障模式梳理，而不是另起爐灶重新預(yù)設(shè)飛機(jī)的潛在故障。但也決不能直接引用FMEA的結(jié)果，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)排故的工作場(chǎng)景、特點(diǎn)和需求進(jìn)行工程轉(zhuǎn)化、定義和歸納，并提供明確具體的附屬特征信息，形成完整、規(guī)范且貼合現(xiàn)實(shí)情況的飛機(jī)故障字典，才能提高該手冊(cè)的適用性，更好地支持現(xiàn)場(chǎng)機(jī)務(wù)進(jìn)行快速排故工作，從而最終提高飛機(jī)的安全性和出勤率。

另外，《飛機(jī)故障代碼手冊(cè)》的編制不會(huì)一步到位，其完整正確性和可操作性需要在實(shí)際使用中進(jìn)行檢驗(yàn)驗(yàn)證，在后續(xù)工作中飛機(jī)設(shè)計(jì)單位應(yīng)跟蹤其應(yīng)用情況，對(duì)實(shí)踐中暴露出的問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充、修訂和完善，使該手冊(cè)日臻完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 王端民主編.航空維修質(zhì)量與安全管理[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2008.

[2] 吳正勇主編.飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)第21冊(cè)：產(chǎn)品綜合保障[M].北京：航空工業(yè)出版社，2000.

[3] 夏為浩，張金奎. 航空裝備視情維修應(yīng)用研究[J].北京：航空維修與工程，2020，346（4）：33-36.

[4] GJB 3968A-2012 軍用飛機(jī)用戶技術(shù)資料通用要求[S].

作者簡(jiǎn)介

張華，高級(jí)工程師，從事飛機(jī)通用質(zhì)量特性設(shè)計(jì)與管理。

郭亦清，助理工程師，從事飛機(jī)適航管理。