基于效能發揮的航空裝備維修保障信息化建設

李婷 李德鵬 楊少軍 沈亮 詹玉鳳

摘要：近年來，隨著新一代軍用航空裝備系統復雜性、綜合化、智能化程度的不斷提高，物聯網、大數據、云計算、人工智能、數字孿生等前沿技術在維修保障領域內普遍而深入的應用推動著維修保障手段、方法、體制與體系的變革。為了有效發揮維修保障效能，必須有模式先進、技術前沿的信息化平臺作為有效手段。本文通過研究國內外、軍民用航空裝備維修保障信息化發展歷程及現狀，分析了我國航空裝備維修保障信息化建設存在的不足，并據此提出了維修保障信息化發展的方向和建設思路，對航空裝備全壽命周期維修保障信息化建設有著重要的現實意義。

關鍵詞：維修保障；效能；信息化建設

Keywords：maintenance support； performance； Informatization construction

航空裝備是影響現代戰爭勝負的決定性因素，而航空裝備維修保障是戰斗力的“倍增器”，是保持和恢復戰斗力的重要組成部分。為了使航空裝備戰斗力充分發揮其效能，必須有快速有效、持續有力的維修保障作為堅強后盾。而為了有效發揮維修保障效能，必須有模式先進、技術前沿的信息化平臺作為有效手段。隨著新一代航空裝備系統復雜性、綜合化、智能化程度的不斷提高，物聯網、大數據、云計算、人工智能、數字孿生等前沿技術在維修保障領域內普遍而深入的應用推動著維修保障手段、方法、體制與體系的變革。因此，為了有效形成貫穿航空裝備全壽命周期的維修保障能力，維修保障信息化建設顯得尤為重要。

1 維修保障信息化發展現狀

隨著數字、網絡和智能技術為代表的新一輪技術革命的快速突破，世界先進航空裝備制造商維修保障模式也在持續轉變，通過數字化、網絡化、智能化手段，主要從加速信息傳遞、拓展數據應用、廣泛資源共享三個方面推動維修保障效能整體提升。

1.1 國外發展現狀

波音全球服務集團通過分布全球的14個飛機改裝維修中心、15個培訓中心和40個備件供應中心（Aviall公司）向政府和民用領域提供工程/改裝和維修、數字化航空和分析、供應鏈、培訓與專業服務四大類客戶服務，這些服務通過線上和線下兩種方式實現。其中線上服務，如在線培訓、在線資料查閱等以MyBoeingFleet系統平臺為載體實現。此外，MyBoeingFleet系統平臺與波音飛機的健康管理系統聯通，實現飛機運行數據實時收集、信息實時分析、資源實時調動，結合大數據建模分析，提供專業的數據分析服務，促使飛機維修保障方式從“基于診斷的計劃性保障”向“基于數理統計的預測性保障”轉變[1]。

空客公司于2017年組建了全新的MRO（第三方維修商）聯盟，推出全新的航空數據開放平臺—“智慧天空”（SKYWISE），該平臺通過各類數據應用分析，實現預防性故障監控和故障分析，同時實現多種應用功能，幫助航空公司通過各個維度、類別數據的分析，實現運行成本的降低[2]。

洛馬公司通過由自主保障信息系統（ALIS）與機載系統組成的F-35飛機健康管理系統實現對美國本土和部署國部署的所有F-35飛機的狀態跟蹤、數據收集和傳遞，并通過ALIS系統為全球F-35機隊提供包括維修管理、飛機健康、供應鏈管理、機下任務保障（OMS）任務規劃，以及飛行員和維修人員訓練的追蹤和管理在內的全面維修保障[3]。2020年1月，美國國防部宣布將用新的“運行數據集成網絡”（ODIN）系統取代F-35自主保障信息系統（ALIS），將在綜合洛馬公司內部研發實踐、美國空軍“瘋帽子”項目（實現敏捷開發）和“下一代自主保障信息系統”（系統托管上云以及敏捷開發）的研究經驗和研發成果基礎上，構建一個便于快速部署的云原生系統，解決預先維修和供應鏈問題，實現后勤保障程序自動化，為降低壽命周期持續保障費用和改進戰備完好性提供決策支持 [4]。

通過對波音、空客、洛馬等公司維修保障業務布局、運行管理模式、信息化手段、產品結構與內容等方面對比分析可知，先進航空裝備制造商的維修保障體系主要應從滿足機群運行需要的全域布局、全生命周期的數據管理與應用、信息實時交互與聯通、精準敏捷的航材資源共享、智能友好的服務載體等方面著手。

1.2 國內發展現狀

近年來，工業部門聚焦用戶“快、準、精、優”維修保障需求，針對航空裝備維修保障要素特點，為及時掌握裝備使用狀態，集中管控維修保障信息、數據、任務，統一管控和調度裝備全壽命周期維修保障過程中的資源，以維修保障一體化體系和流程為驅動，陸續開展了航空裝備維修保障信息化建設，建立了維修保障信息化平臺及配套終端設施設備。

通過維修保障信息化平臺效能的發揮，一定程度上統一了維修保障標準，實現了相關信息平臺的貫通并高效執行，分維度、全過程管控維修保障信息、數據、任務，動態感知航空裝備運行狀態，統一調度多方資源，形成了全壽命周期一站式快速響應、處理和管控中樞，有效提升了維修保障效能。

2 維修保障信息化建設探索與實踐

2.1 建設思路

十三五期間，工業部門以“信息打通、數據聯通、過程監控”為主線大力推進維修保障網絡化、信息化、智能化建設，實現了基礎數據監控、維修保障信息收集、實時過程監控、部分在線服務等功能。同時應用數字孿生、沉浸式體驗等技術開展了一系列終端設施設備的研制和應用，實現了維修保障需求精準識別、保障快速響應、過程實時監控、數據有效歸集，維修保障效率和用戶感知良好度顯著提升。

2.2 建設要素

近年來，結合維修保障要素需求，主要開展的信息化建設見表1。

3 維修保障信息化發展方向

對標歐美等西方發達國家，我國在航空裝備維修保障方面還存在著一定差距：一是由于數據流未貫通，工業部門內部之間、與用戶之間的數據流尚未全面貫通，完整、配套的維修保障標準體系還在建設與完善當中；二是未實現基于業務流程驅動的維修保障數據集成，不能充分發揮數字化條件下維修保障數據支撐決策和故障處理的作用，未實現飛機產品全壽命周期的技術狀態有效管控；三是基于全生命周期保障管理的理念還未充分貫徹在飛機產品研制、運營過程中，飛機產品通用質量設計和保障系統設計有待加強，工程仿真、健康管理、數字樣機與控制技術、大數據、云計算、5G、區塊鏈以及基于視覺信息的智能裝備等新設備、新技術、新方法在維修保障領域還缺乏應用。

3. 1 維修保障全周期數據管理及應用

打通包括產品設計、生產制造、性能測試、驗收交付、使用、維修全流程的數據鏈路及流轉，形成機制，建立基于裝備效能發揮的運行數據集成網絡可實現數據快速集成、處理及廣泛共享。建立維修保障數據標準，并根據維修保障業務需求進行模型化，進行可靠性、維修性、測試性、保障性等方面的挖掘、分析與歸集，形成適用于不同業務場景的數據集，有助于大幅縮短維修保障所需各類軟件研發周期、改善軟件運行的可靠性。同時，探索云技術應用，在節約硬件成本的同時，構建新的綜合數據環境，增強跨主體之間的數據共享[4]。

3.2 快速響應的綜合維修保障

構建全周期全要素快速響應綜合維修保障信息化能力。以維修保障信息化平臺為載體，以滿足裝備分布的服務前端為邊界，以基于數據和模型的健康管理、智能診斷、遠程支援、在線培訓、在線資料瀏覽、在線設備升級等手段快速收集、分析、處理問題并提供敏捷服務。同時，通過知識迭代、數據回轉，促進裝備設計改進升級和服務任務管理的持續優化。

3. 3 精準敏捷的航材支援

搭建基于用戶授權的航材共享平臺，將工業部門裝備制造單位、成品供應商和用戶間的航材資源統籌結合，構建精準敏捷的航材共享機制，應用“物聯網+應用平臺”技術體系，通過跟蹤航材在工業部門節點上的駐留（積壓）和短缺（延誤）情況，及時進行風險評估和調整，實現精準敏捷的航材支援體系。

3. 4 創新驅動的維修保障新能力

利用數字孿生、虛擬現實等技術增強培訓設備能力，提高培訓實施效果，讓用戶直觀、真實掌握裝備的使用和維修能力；利用云架構思路和智能編創技術提高用戶資料編制能力，讓用戶能夠更有邏輯和推理過程的使用技術資料，發揮技術資料的支撐能力；提升新工藝、新技術、新方法在維修工藝管理方面的運用，開展維修執行精細化管理，提高維修效率和數字化維修能力。

4 結束語

隨著新型航空裝備快速投入使用，現有的維修保障體系和模式已不適應提升裝備完好率的現實需求，新型裝備全壽命周期全要素維修保障體系的構建已成為當務之急。基于我國航空裝備維修保障現狀，我們必須清晰認識到，維修保障信息化平臺的建設還需要進行大量的探索、實踐和完善，其建設過程必然是一個螺旋式上升、波浪式前進的過程。必須基于國內體制和現狀，利用前沿技術和手段，充分發揮維修保障整體效能，全面滿足新時代國防和軍隊現代化航空裝備平時、戰時訓練和大規模作戰需要。

參考文獻

[1] 成磊.把握未來的增長機遇——波音全球服務集團開始運營[J].航空維修與工程，2017（7），17-19.

[2] Graham Warwick.2018全球MRO市場十大新發展方向[J].航空維修與工程，2018（2），16.

[3] 秦旬、李三軍.F-35戰斗機的狀態預測與健康管理系統[J].航空維修與工程，2017（4），33-37.

[4] 王萍.美軍重新設計F-35自主保障信息系統[J].國際航空，2020（7），24-26.

作者簡介

李婷，高級工程師，研究方向：飛機維修保障發展規劃、飛機維修保障體系建設、飛機維修維修保障信息化建設等。

李德鵬，高級工程師，研究方向：飛機維修保障發展規劃、飛機維修保障體系建設、飛機維修維修保障信息化建設等。

楊少軍，工程師，研究方向：飛機維修保障發展規劃、飛機維修保障體系建設等。

沈亮，工程師，研究方向：外場維修保障、快速響應中心建設、飛機維修維修保障信息化建設等。

詹玉鳳，工程師，研究方向：外場維修保障、快速響應中心建設、飛機維修維修保障信息化建設等。