基于S3000L標(biāo)準(zhǔn)的民用直升機(jī)修理級別分析技術(shù)研究

孫峰 朱俊生

摘要：修理級別分析不僅是民用直升機(jī)運(yùn)行支持體系的重要組成部分，同時(shí)也是對直升機(jī)各個(gè)研制階段和整個(gè)壽命周期過程各因素的思考。修理級別分析是直升機(jī)設(shè)計(jì)特性和后勤保障并行研制的核心環(huán)節(jié)，更是對保持和恢復(fù)直升機(jī)完好性能而開展的一系列維修工作的統(tǒng)籌規(guī)劃。現(xiàn)對直升機(jī)修理級別分析工作流程和要求進(jìn)行詳細(xì)分析和闡述，以期為今后民用直升機(jī)修理級別分析提供參考。

關(guān)鍵詞：民用直升機(jī);修理級別分析;候選項(xiàng)目;可修復(fù)性

0 ? ?引言

修理級別分析（LORA）是在與客戶達(dá)成統(tǒng)一保障體系的基礎(chǔ)上，幫助制定合理化維修解決方案的一種分析。分析的結(jié)果將影響維修任務(wù)和相應(yīng)的任務(wù)需求，例如支援設(shè)備、人員、備件等。因此，本文以民用直升機(jī)安全性、經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)，從與修理級別分析相關(guān)的數(shù)據(jù)收集、敏感性分析、不確定性分析等因素出發(fā)，建立適用于我國民用直升機(jī)的修理級別分析框架體系，以更好地支持修理級別分析工作的開展，確保分析的規(guī)范性、數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性與準(zhǔn)確性。

1 ? ?修理級別分析流程

修理級別分析是進(jìn)行運(yùn)行支持/后勤保障規(guī)劃的特定程序，用來確定候選項(xiàng)的最佳修理級別。

修理級別分析分為兩個(gè)階段，分析流程如圖1所示。

（1）決定分析項(xiàng)是否將被修理或報(bào)廢（由客戶支持修理/報(bào)廢決定）。這種修理/報(bào)廢決定可能包含非經(jīng)濟(jì)和經(jīng)濟(jì)因素。

（2）為必要的維修任務(wù)確定最佳的修理等級，也被稱為“經(jīng)濟(jì)修理級別分析”（ELORA）。

2 ? ?確定LORA候選項(xiàng)目

對于潛在的修理級別分析（LORA）候選項(xiàng)目可以基于LSA候選項(xiàng)目清單（CIL）確定，LORA候選項(xiàng)目的確定與整個(gè)項(xiàng)目的LSA候選項(xiàng)確定是一致的。

建立分析項(xiàng)目的層級結(jié)構(gòu)，確定LORA候選項(xiàng)目的一般原則如下：

（1）航線可更換單元（LRU）是LORA的候選項(xiàng)目;

（2）某系統(tǒng)或其子系統(tǒng)不是LORA候選項(xiàng)目，組成系統(tǒng)或子系統(tǒng)的多個(gè)LRU是LORA的候選項(xiàng)目。

注：不可修復(fù)或消耗性部件不是LORA候選項(xiàng)目，如螺母、螺釘和其他緊固件等。

3 ? ?可修復(fù)性分析

首先要對各LORA候選項(xiàng)目進(jìn)行可修復(fù)性分析。可修復(fù)性分析結(jié)果通常是直接得出的，主要考慮技術(shù)和成本兩個(gè)因素。候選項(xiàng)目至少存在下列一種情況時(shí)認(rèn)為是不可修復(fù)的：

（1）技術(shù)上不可修，候選項(xiàng)目在設(shè)計(jì)上是不允許修理的;

（2）維修明顯是不經(jīng)濟(jì)的，候選項(xiàng)目的維修成本（包括檢查、裝運(yùn)和管理等費(fèi)用）可能會明顯高于購買成本。

如果一個(gè)候選項(xiàng)目是可修復(fù)的，將使用簡單LORA進(jìn)行進(jìn)一步分析。如果一個(gè)候選項(xiàng)目是不可修復(fù)的，則形成報(bào)廢決策，并制定合理維修級別。

4 ? ?簡單LORA

簡單LORA通常是定性分析，即可依據(jù)有限的數(shù)據(jù)就能得出最優(yōu)的決策，主要利用最佳工程判斷或初步的成本數(shù)據(jù)比較等方法來形成最優(yōu)決策。

4.1 ? ?數(shù)據(jù)收集

簡單LORA需要收集的數(shù)據(jù)通常在設(shè)計(jì)初期階段即可獲得，包括但不限于以下內(nèi)容：

（1）機(jī)隊(duì)規(guī)模。

（2）使用率（Fh/年）。

（3）服役壽命。

（4）候選項(xiàng)目MTBF。

（5）初步的成本數(shù)據(jù)：

1）候選項(xiàng)目成本;

2）維修成本：零件/材料成本、操作成本等;

3）投資成本：用戶技術(shù)資料、培訓(xùn)、其他必要的投資等。

4.2 ? ?修理/報(bào)廢決策

對于一個(gè)候選項(xiàng)目，通過收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的修理成本和報(bào)廢成本的比較，形成報(bào)廢或修理的決策，計(jì)算公式如下：

報(bào)廢成本=故障次數(shù)×候選項(xiàng)成本

修理成本=投資成本+故障次數(shù)×修理成本（每次）

通過以上計(jì)算公式，可得出3種結(jié)論：

（1）修理成本明顯大于報(bào)廢成本，則決策應(yīng)該是：報(bào)廢。

（2）報(bào)廢成本明顯大于修理成本，則決策應(yīng)該是：修理。

（3）修理成本與報(bào)廢成本接近，則需進(jìn)一步確認(rèn)：

1）當(dāng)修理成本及報(bào)廢總成本都很大時(shí)，需進(jìn)一步進(jìn)行ELORA;

2）當(dāng)修理成本及報(bào)廢總成本都很小時(shí)，則可采納供應(yīng)商的建議或選擇費(fèi)用較小的決策。

通過修理/報(bào)廢決策過程將獲取一個(gè)潛在可修理的CIL，通過對CIL中每一潛在可修理項(xiàng)目的各種可行修理方案按照修理成本計(jì)算公式進(jìn)行比較分析，可獲得以下兩種結(jié)論：

（1）一種修理方案的成本明顯小于其他修理方案的成本，則選擇此修理方案。

（2）如果各修理方案的成本比較接近，則需進(jìn)一步確認(rèn)：

1）如果各修理方案的成本都很大，則需進(jìn)一步做ELORA;

2）如果各修理方案的成本都很小，則采納供應(yīng)商建議或選擇費(fèi)用較小的維修方案。

通過比較各修理方案的成本大小來確定最優(yōu)的修理級別。

4.3 ? ?敏感性分析

通常需對簡單LORA輸入?yún)?shù)進(jìn)行敏感性分析，通過輸入?yún)?shù)的敏感性來驗(yàn)證最優(yōu)修理決策的穩(wěn)定性。對于簡單LORA的敏感性分析通常是定性分析，主要驗(yàn)證機(jī)隊(duì)規(guī)模、利用率或項(xiàng)目可靠性的敏感性程度。

5 ? ?ELORA

5.1 ? ?數(shù)據(jù)收集

ELORA是一種定量分析方法，因此需要大量的數(shù)據(jù)輸入。ELORA流程所需數(shù)據(jù)包括但不限于以下內(nèi)容：

（1）機(jī)隊(duì)規(guī)模;

（2）使用率（Fh/年）;

（3）服役壽命;

（4）可靠性數(shù)據(jù);

（5）保障資源需求（來源于MTA）;

（6）成本數(shù)據(jù)（詳細(xì)）：候選項(xiàng)目成本、維修成本、人工工時(shí)、零件/材料成本、裝運(yùn)成本、操作成本等;

（7）投資成本（詳細(xì)）：STE研發(fā)或購買、維修設(shè)施、用戶技術(shù)資料、培訓(xùn)/訓(xùn)練設(shè)備、其他必要的投資等。

5.2 ? ?建立費(fèi)用模型

ELORA費(fèi)用模型與簡單LORA費(fèi)用模型總體上是相同的，只是ELORA包括更多的詳細(xì)成本參數(shù)，費(fèi)用計(jì)算模型如下：

（1）報(bào)廢方案：

報(bào)廢總成本=故障數(shù)量×成本/故障

成本/故障=候選項(xiàng)目成本+額外成本

通常情況下，候選項(xiàng)目成本是主要考慮因素，但在某些情況下，額外成本也需要考慮并加入計(jì)算模型，如裝運(yùn)成本、操作成本、報(bào)廢處置成本和備件的存儲成本等。

（2）修理方案：

修理總成本=投資成本+故障數(shù)量×修理成本/故障

5.3 ? ?報(bào)廢/修理決策

ELORA通過比較各修方案的成本大小來選擇最優(yōu)的修理級別。通常情況下，成本最小的那個(gè)方案為最優(yōu)修理方案，通常建議對重要的定量輸入數(shù)據(jù)（如機(jī)隊(duì)規(guī)模、利用率、可靠性、主要成本因素等）進(jìn)行敏感性和不確定性分析來最終驗(yàn)證最優(yōu)修理方案的穩(wěn)定性。

6 ? ?分析輸出

LORA結(jié)果要記錄在LORA報(bào)告中，輸出的報(bào)告必須滿足LORA過程及其結(jié)果的可追溯性，以便后期階段對LORA的檢查、迭代更新等。LORA報(bào)告應(yīng)至少包括但不限于以下內(nèi)容：

（1）項(xiàng)目確定;

（2）建立的維修方案（修理級別）;

（3）采用的分析方法;

（4）輸入數(shù)據(jù);

（5）對計(jì)算模型和輸入數(shù)據(jù)假設(shè)的描述;

（6）敏感性/不確定性分析;

（7）結(jié)論。

7 ? ?結(jié)語

本文從民用直升機(jī)的角度出發(fā)，結(jié)合行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一套完整的、具有強(qiáng)操作性且經(jīng)濟(jì)有效的修理級別分析方法流程及評價(jià)模型，可為民用直升機(jī)維修級別分析人員確定最優(yōu)修理決策提供理論和方法支持。

[參考文獻(xiàn)]

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[3] Department of Defense of USA.Level of repair analysis：MIL-STD-1390D[S]，1993.

收稿日期：2020-02-10

作者簡介：孫峰（1983—），男，山東濟(jì)南人，高級工程師，研究方向：維修工程。