基于S1000D的國產民機結構修理手冊開發(fā)研究

許娟 許艷萍 楊鵬飛

摘要：根據結構修理手冊編制的頂層要求和飛機的運行支持要求，研究了結構修理手冊的初始適航審定要求和開發(fā)支持條件，包括編制與管理體系建設要求、體系建設流程、結構修理手冊的輸入數(shù)據分析，旨在為采用S1000D標準進行國產民機結構修理手冊的編制和管理提供參考。

關鍵詞：S1000D；結構修理手冊；適航要求

Keywords：S1000D；structure repair manual；airworthiness requirement

0 引言

結構修理手冊（SRM）是對航空器在服役中預期的結構修理種類和準則的描述，是維修人員修理飛機結構的主要依據，是經型號審定部門批準的持續(xù)適航文件之一，需要在型號開發(fā)過程早期開發(fā)完成。

我國國產民機的SRM多以相似機型經驗為主進行編寫，欠缺對適航條款、國際標準等要求的深入貫徹。編制中沒有完整的知識體系作為指導，缺乏系統(tǒng)性，手冊發(fā)布后使用中發(fā)現(xiàn)存在內容缺失、可操作性不強、超手冊嚴重等問題。目前，國產民機SRM手冊多由設計人員從設計的角度進行編寫，缺乏維修和保障的視角，在維修保障中降低了飛機結構固有的維修性和經濟性水平。

針對以上問題，本文基于S1000D標準，以民用飛機結構的安全性、經濟性和持續(xù)適航為目標，研究了結構修理手冊的適航要求和開發(fā)條件，包括技術出版物編制與管理體系建設要求、技術出版物體系建設流程、結構修理手冊的數(shù)據來源，旨在為采用S1000D標準進行結構修理手冊的編制準備工作提供參考。

1 SRM的初始適航審定要求

SRM是重要的持續(xù)適航文件，與飛行手冊AFM、重量平衡手冊WBM、適航性限制項目ALI、審定維修要求CMR、主最低設備清單MMEL、電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)手冊EWISM等手冊具有共同的特點，是影響飛機持續(xù)適航性和飛行安全的基本要求。中國民航局發(fā)布的咨詢通告《航空器的持續(xù)適航文件》（編號AC-91-11R1）中明確要求結構修理手冊必須按照局方要求單獨編制。

目前，我國民航現(xiàn)行有效的適航規(guī)章中與SRM相關的條款包含但不僅限于以下條款：

1）25.571 結構的損傷容限和疲勞評定；

2）25.1529 持續(xù)適航文件（H25.4適航限制部分）；

3）43部附錄A（年度檢查和100h檢查的范圍和詳細項目）；

4）43部附錄E（重要修理項目）。

總的來說，中國民航適航規(guī)章和咨詢通告體系尚未對SRM進行詳細的、明確的要求。從綜合適航規(guī)章、咨詢通告及行業(yè)慣用方法來看，SRM的初始適航審定要求如下：

1）SRM需TC審定辦公室批準，且需單獨編制。

2）SRM需按照飛機主制造商和型號審定部門認可的要求和標準進行編制。當前主流的行業(yè)標準是ATA2200（A320/B737/B747等采用）和S1000D（A380/A350/B787采用）。

3）SRM主要對預期的結構損傷采取修理預案，手冊中涉及的是典型結構件常見損傷的典型修理方案。

4）SRM手冊包含封面、正文前資料和正文。

2 SRM數(shù)據來源

SRM是重要的設計文件，是非客戶化的經TC審查通過的持續(xù)適航文件。SRM手冊中將盡可能多地提供結構修理所需的數(shù)據，以恢復結構完整性、滿足設計要求。

SRM手冊的數(shù)據來源主要包括初始適航數(shù)據和持續(xù)適航數(shù)據兩大部分。

初始適航數(shù)據指SRM手冊初次編寫形成過程中需要使用的技術數(shù)據，主要包括：

1）工程數(shù)據——圖紙、三維數(shù)模、設計計算報告等；

2）維修工程分析數(shù)據——LSA分析報告，包括計劃維修分析報告（MSG-3分析）、特殊事件分析報告等；

3）供應商數(shù)據——供應商負責的機體結構部分的技術數(shù)據；

4）試飛數(shù)據——試飛過程中的外場維修數(shù)據；

5）客戶要求——SRM是非客戶化的手冊，無客戶要求數(shù)據。

持續(xù)適航數(shù)據指SRM在正式交付后、修訂過程中需要使用的數(shù)據，主要包括：

1）工程更改數(shù)據——設計更改數(shù)據和制造更改數(shù)據，如設計分析復查、飛行試驗、制造問題、質量問題等；

2）飛機運行反饋數(shù)據——飛行員報告、使用困難和事故報告、維修信息等等；

3）民航適航部門發(fā)布的信息——事故/事件通告、擬議規(guī)章通知、適航指令等；

4）用戶反饋信息——手冊缺陷、用戶意見和建議等。

持續(xù)適航體系的輸入主要是收集各類不利于飛機持續(xù)適航的故障、失效和缺陷。建立完整有效的信息收集系統(tǒng)是持續(xù)適航體系建設的前提，包括政府、型號合格證持有人、運行人、維修單位等各方在內的信息收集系統(tǒng)是信息收集系統(tǒng)建設的基本要求。

3 SRM的開發(fā)條件

在編制SRM之前，需要梳理前置條件，包括編制規(guī)范、編制工具、數(shù)據來源、人力資源、簽審流程等。完備的編制與管理體系是確保SRM滿足適航限制的保障。

3.1 技術出版物編制與管理體系

基于設計構型，飛機技術出版物編制與管理以飛機設計數(shù)據和維修工程分析結果的源數(shù)據為基礎，編寫滿足適航規(guī)章要求的持續(xù)適航文件，并在飛機全壽命周期內提供手冊的更改、發(fā)布、交付和源數(shù)據跟蹤與管理，確保手冊的現(xiàn)行有效性。同時，技術出版物部門還承擔手冊的適航報批、手冊驗證和客戶支援等工作。技術出版物業(yè)務框圖如圖1所示。

技術出版物研制體系至少要包括總體規(guī)劃團隊、信息系統(tǒng)維護團隊、適航質量管理團隊、編寫團隊（含結構組、系統(tǒng)組、插圖組）、供應商管理團隊。技術出版物組織架構如圖2所示，其中，手冊編寫團隊中的結構組負責SRM手冊具體的編寫工作，包括以下內容。

1）SRM編寫：根據技術出版物技術方案，制定SRM結構、內容、業(yè)務規(guī)則、編寫規(guī)范，編寫數(shù)據模塊，提出插圖制作要求等。

2）源數(shù)據收集：收集來自工程設計、供應商、維修工程分析等各類數(shù)據，分析工作輸入數(shù)據。

3）開展相關SRM的數(shù)據模塊編寫、跟蹤、更改、手冊驗證及客戶支援等工作。

4）協(xié)助插圖團隊完成技術插圖的制作、維護技術插圖的有效性管理。

5）SRM修訂：對已完成SRM編寫的源數(shù)據開展全壽命過程跟蹤，落實工程更改對手冊的影響性分析，并進行全壽命的更改修訂。

6）SRM驗證：根據制定的手冊驗證方案，對SRM內容及客戶化信息開展書面驗證和實操驗證，以確保SRM準確性、有效性、一致性和完整性。

3.2 S1000D編制規(guī)范

目前，國際主流的民用飛機技術出版物編制規(guī)范是ATA2200和S1000D，飛機主制造商需要在啟動AEG工作時明確型號采用的編制規(guī)范和手冊主版本的語言。

作為技術出版物現(xiàn)行標準，ATA2200和S1000D兩個規(guī)范都具備內容完整準確、與飛機產品全壽命周期緊密關聯(lián)、技術信息結構化、數(shù)據交換要求明確具體等特點。ATA2200規(guī)范作為民用航空領域最成熟、應用廣泛的標準，其最大優(yōu)點是具備較強的實踐基礎。

S1000D標準是新一代的技術出版物國際規(guī)范，覆蓋了包括計劃、編制、管理、數(shù)據交換、數(shù)據分發(fā)、使用及更改在內的技術出版物全壽命周期的各個工作環(huán)節(jié)，適用于軍用陸、海、空裝備及民用飛機項目。S1000D因具有廣泛組織支持、擁有完善維護機制、技術基礎雄厚及具備合理發(fā)展計劃等特點，具有更好的發(fā)展前景。

S1000D以可重用、面向對象的數(shù)據模塊（DM）形式命名和標識技術出版物數(shù)據內容，實現(xiàn)技術出版物的結構化，同時通過元數(shù)據模塊和公共源數(shù)據庫（CSDB），以單一數(shù)據源對技術出版物數(shù)據進行全壽命周期跟蹤。每一個DM都指定了唯一的數(shù)據模塊代碼（DMC），其中與維修類手冊相關的內容為標準編號系統(tǒng)（SNS）和信息代碼（IC）。S1000D通過SNS編碼劃分系統(tǒng)，基本等同于ATA2200標準中的ATA編號系統(tǒng)，編排上也與ATA2200基本一致，即包含51章（標準實施和結構——通用）、52章（艙門）、53章（機身）、54章（短艙/吊架）、55章（尾翼）、56章（窗）和57章（機翼），符合民航行業(yè)慣例。

S1000D中航空器特殊信息集含有航空器結構修理的相關信息（ASR）。ASR信息包含適用于飛機結構修理的信息，SRM所有內容都包含在ASR集中。利用ASR相關信息可完成SRM編制，幫助技術人員評估和修理損傷。

S1000D對SRM51章的各種常見修理方法、52～57章結構識別、損傷評估、修理信息等數(shù)據模塊使用IC進行標識，手冊的使用者通過IC能更清晰地了解該部分內容的功能，同時也保障了該數(shù)據模塊的唯一性，便于SRM與其他手冊相互調用以及數(shù)字化發(fā)布。

S1000D繼承了ATA2200規(guī)范的行業(yè)特點，更兼具普適性，數(shù)據管理的優(yōu)勢使得其成為技術出版標準的首選。

3.3編寫工具

根據持續(xù)適航文件的采標要求，SRM編寫工具將基于S1000D標準的相關業(yè)務規(guī)則配置SRM編制與管理系統(tǒng)中，定義各手冊結構和Schema指南。

SRM編制與管理系統(tǒng)需要包含編寫工具、插圖工具、發(fā)布工具、交付工具和全壽命周期管理工具，各工具可選貨架產品如圖3所示。

3.4人力資源需求

根據業(yè)務功能與體系分析，支持 SRM編制的人力需求包括標準規(guī)范專員、主編、編寫專員、插圖專員、數(shù)據分析專員、系統(tǒng)開發(fā)維護專員、樣式開發(fā)與維護專員、制作交付專員、翻譯專員等。部分崗位的資質需求如表1所示。

4 SRM全壽命周期管理

SRM作為飛機產品運行支持體系中的核心要素，是飛機正常運營、持續(xù)適航及安全飛行的重要技術保障。在飛機的全壽命周期內，要求制造商根據產品的設計更改、制造偏離、使用維護的變化和客戶要求等持續(xù)地跟蹤維護SRM的內容，及時進行SRM的更改，確保SRM的內容在產品的全壽命周期內始終現(xiàn)行有效。

由于國內民機對SRM工作的分割，導致全壽命跟蹤管理流程不順暢，系統(tǒng)建設尚處在空白狀態(tài)。目前，SRM跟蹤管理工作主要依靠人工進行，人的自身因素使得SRM管理過程中存在很多問題，如SRM更改不及時、漏改、漏發(fā)、發(fā)錯，不僅影響了飛機的安全運營系數(shù)，還影響了飛機的后續(xù)維修維護，導致客戶對制造商服務不滿意，影響了制造商的聲譽和商業(yè)成功。因此，對飛機SRM進行全壽命跟蹤管理、保持其現(xiàn)行有效意義重大。

SRM全壽命周期跟蹤管理是指從型號研制開始，經歷試制試飛完善、取證交付運營、型號發(fā)展和交付構型變化，直到型號結束，跟蹤飛機的構型變化，對SRM進行的全過程控制管理。

SRM全壽命跟蹤管理流程研究主要包括SRM編制跟蹤管理流程、SRM更改跟蹤管理流程和SRM分發(fā)跟蹤管理流程等一系列管理流程研究。科學的分析方法、標準化的工作流程和信息化的管理手段是SRM全壽命跟蹤管理工作的發(fā)展方向。

5 總結

我國在研民機的SRM雖然通過了TC審查，但普遍存在因型號不成熟及設計問題導致的超手冊修理數(shù)量劇增、SRM手冊可用性較差的現(xiàn)象。通過建設SRM編制與管理體系，規(guī)范手冊開發(fā)的數(shù)據管理，大大改善手冊質量，提高可用性，能夠減少國產民機超手冊修理帶來的經濟損失，保障國產飛機產品良好運行品質，增強市場競爭力。

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