民用飛機(jī)主最低設(shè)備清單建議稿驗(yàn)證評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研究

尹楚雄，顧志武，薛小鋒

（1.上海飛機(jī)客戶服務(wù)有限公司飛行運(yùn)行支援部，上海200241）

（2.西北工業(yè)大學(xué) 航空學(xué)院，西安710072）

0 引 言

主最低設(shè)備清單（Master Minimum Equip‐ment List，簡(jiǎn)稱MMEL）是平衡飛機(jī)經(jīng)濟(jì)性和安全性的重要工具，是飛行運(yùn)行評(píng)審委員會(huì)（Flight Op‐erations Evaluation Board，簡(jiǎn)稱FOEB）的主要評(píng)審項(xiàng)目，民用飛機(jī)主制造商提交主最低設(shè)備清單建議 稿（Preliminary Master Minimum Equipment List，簡(jiǎn)稱PMMEL）并通過(guò)局方評(píng)審后，發(fā)布MMEL［1］。民用飛機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)飛機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，短期內(nèi)又不能修復(fù)時(shí)，需要通過(guò)MEL（該手冊(cè)由航空公司根據(jù)批準(zhǔn)的MMEL制定）確認(rèn)是否能夠放行，若MEL中包含飛機(jī)故障的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)放行，將極大地提高飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，提升飛機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此全面考慮PMMEL制定過(guò)程中影響要素能為民用飛機(jī)主制造商提供有益的工作參考，間接提高民用飛機(jī)產(chǎn)品的市場(chǎng)認(rèn)可度。

MMEL建議項(xiàng)目的驗(yàn)證目的是確保飛機(jī)帶不工作項(xiàng)目放行的情況下，仍然滿足規(guī)章所要求足夠的安全水平，為FOEB評(píng)審和MMEL持續(xù)改進(jìn)提供依據(jù)［2］。根據(jù)AC-91-037要求，驗(yàn)證對(duì)象包括故障影響分析、操作程序、維修程序、機(jī)組工作負(fù)荷。當(dāng)驗(yàn)證完成并經(jīng)FOEB評(píng)估通過(guò)后，建議項(xiàng)目才算作通過(guò)FOEB評(píng)審。而實(shí)際工作中，因型號(hào)研制進(jìn)度的要求，為保證新型號(hào)PMMEL編制后能夠盡快開(kāi)展驗(yàn)證工作，且專項(xiàng)PMMEL驗(yàn)證工作也會(huì)占用主制造商較多的資源和精力，而從數(shù)百個(gè)MMEL建議項(xiàng)目中篩選需要開(kāi)展特別驗(yàn)證的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)就顯得尤為重要。

民用飛機(jī)主制造商通常是基于經(jīng)驗(yàn)選取對(duì)應(yīng)的PMMEL驗(yàn)證項(xiàng)目，但缺乏能全面考慮各影響因素的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。開(kāi)展PMMEL驗(yàn)證評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研究，能有效梳理PMMEL驗(yàn)證工作中的各影響要素（如安全性、民航規(guī)章、機(jī)組工作等），科學(xué)合理地篩選出PMMEL驗(yàn)證項(xiàng)目，為PMMEL項(xiàng)目通過(guò)FOEB評(píng)審提供支持和參考。

國(guó)外，歐洲航空安全局（EASA）編發(fā)了主最低設(shè)備清單的取證規(guī)范和指導(dǎo)材料（CS-MMEL）［3］，對(duì)PMMEL工作進(jìn)行了較為全面的指導(dǎo)，但對(duì)PMMEL驗(yàn)證項(xiàng)目的選取并未給出具備可操作性的方法或原則。國(guó)內(nèi)，許科龍［4］研究了民用飛機(jī)主最低設(shè)備清單驗(yàn)證工作的管理方法；朱杰霞等［5］研究了對(duì)運(yùn)行文件和持續(xù)適航文件的驗(yàn)證實(shí)施，但均未對(duì)如何選擇確定PMMEL驗(yàn)證項(xiàng)目進(jìn)行深入研究。

層次分析法［6］作為一種將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行定性和定量分析的決策方法，比較適合于具有分層交錯(cuò)評(píng)價(jià)指標(biāo)的目標(biāo)系統(tǒng)，而且目標(biāo)值又難于定量描述的決策問(wèn)題［7］。在理論研究方面，郭金玉等［8］開(kāi)展了針對(duì)層次分析法的研究與應(yīng)用；常建娥等［9］開(kāi)展了層次分析法確定權(quán)重的研究。在實(shí)踐應(yīng)用方面，付強(qiáng)等［10］開(kāi)展變?nèi)妓侔l(fā)射藥連續(xù)化生產(chǎn)模糊綜合評(píng)價(jià)模型研究；郭立［11］開(kāi)展了人機(jī)結(jié)合層次分析—灰色模糊綜合評(píng)價(jià)方法的研究；崔建國(guó)等［12］開(kāi)展了基于灰色模糊與層次分析的多屬性飛機(jī)維修決策方法研究；劉爽等［13］開(kāi)展了基于AHP和PCA的多指標(biāo)評(píng)價(jià)建模方法及應(yīng)用研究；賈寶惠等［14］研究了基于AHP-SPA方法的民用飛機(jī)修理級(jí)別確定綜合分析模型。上述研究成果為應(yīng)用層次分析法解決PMMEL驗(yàn)證評(píng)價(jià)問(wèn)題，提供了理論可行性和可借鑒案例。

本文首先采用德?tīng)柗品ù_定PMMEL驗(yàn)證評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵指標(biāo)和各個(gè)指標(biāo)的重要性得分，然后采用層次分析法計(jì)算得到權(quán)重，最后通過(guò)實(shí)際案例說(shuō)明評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用效果。

1 PMMEL驗(yàn)證工作概述

PMMEL驗(yàn)證要滿足民航規(guī)章對(duì)于PMMEL制定的各項(xiàng)要求及原則。根據(jù)AC-91-037要求，驗(yàn)證對(duì)象包括故障影響分析、操作程序、維修程序、機(jī)組工作負(fù)荷，其中考慮到MMEL的維修程序會(huì)直接引用或者列入飛機(jī)維修手冊(cè)（AMM），且針對(duì)維修程序的驗(yàn)證僅能通過(guò)書(shū)面驗(yàn)證或地面試驗(yàn)開(kāi)展，本文將不針對(duì)維修程序的驗(yàn)證予以討論。

目前民用飛機(jī)主制造商對(duì)MMEL建議項(xiàng)目的驗(yàn)證主要采用書(shū)面驗(yàn)證、地面試驗(yàn)、飛行試驗(yàn)、模擬器試驗(yàn)的方法［5］，對(duì)各驗(yàn)證方法的說(shuō)明如下：

（1）采用說(shuō)明性文件的方法，通過(guò)編制PM‐MEL，對(duì)建議項(xiàng)目進(jìn)行分析論證，表明建議項(xiàng)目符合AC-91-037的要求。

（2）采用地面試驗(yàn)的方法，對(duì)故障后的系統(tǒng)工作狀態(tài)進(jìn)行演示，表明故障影響分析與實(shí)際情況相符。

（3）采用飛行試驗(yàn)的方法，對(duì)故障后的飛行進(jìn)行演示，表明故障影響分析與實(shí)際情況相符，和/或機(jī)組工作負(fù)荷可接受。

（4）采用模擬器試驗(yàn)的方法，對(duì)故障后的飛行進(jìn)行模擬，表明故障影響分析與實(shí)際情況相符，和/或機(jī)組工作負(fù)荷可接受。

因?qū)嶋H工作中，所有MMEL建議項(xiàng)目均需開(kāi)展書(shū)面驗(yàn)證，本文討論的PMMEL驗(yàn)證僅包括地面試驗(yàn)、飛行試驗(yàn)、模擬器試驗(yàn)。

2 關(guān)鍵指標(biāo)的提取

為提取PMMEL驗(yàn)證評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵指標(biāo)（影響要素），通過(guò)德?tīng)柗品ǎ?5］，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)列出可以用來(lái)評(píng)價(jià)驗(yàn)證方法的指標(biāo)，然后建立專家組，并設(shè)計(jì)問(wèn)卷，讓專家評(píng)判各指標(biāo)的重要程度。

第一步，建立專家組：選取環(huán)控、機(jī)電、航電、動(dòng)力裝置、結(jié)構(gòu)5個(gè)專業(yè)每個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的2名PM‐MEL工作經(jīng)驗(yàn)豐富的專家，共10人，另外再增加3名飛行經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)長(zhǎng)和2名資深乘務(wù)員，一同組成15人的專家小組。

第二步，設(shè)計(jì)問(wèn)卷：?jiǎn)柧韮?nèi)容為請(qǐng)專家評(píng)價(jià)各項(xiàng)指標(biāo)的重要性，為了能夠評(píng)判各個(gè)指標(biāo)，引入量表。特別重要計(jì)5分，重要計(jì)4分，不清楚計(jì)3分，不重要計(jì)2分，非常不重要計(jì)1分。

第三步，第一輪問(wèn)卷進(jìn)行完成后，回收問(wèn)卷，整理數(shù)據(jù)（如表1所示）。

表1 第一輪問(wèn)卷采集數(shù)據(jù)Table 1 T he data from the first round of questionnaires

為使問(wèn)卷結(jié)果更加客觀、可信，將第一輪整理的數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)送給各專家，由專家參考這部分內(nèi)容修改自己的意見(jiàn)（如表2所示），最終獲取各專家的一致性意見(jiàn)。得到的5項(xiàng)指標(biāo)及其重要性得分的算術(shù)平均值：指標(biāo)1，故障影響中對(duì)飛機(jī)安全性的影響（4.385）；指標(biāo)2，繼發(fā)故障影響中對(duì)飛機(jī)安全性的影響（3.923）；指標(biāo)3，對(duì)所屬系統(tǒng)或功能的熟悉程度（1.923）；指標(biāo)4，操作程序內(nèi)容是否來(lái)源于飛機(jī)飛行手冊(cè)（4.230）；指標(biāo)5，增加機(jī)組工作負(fù)荷程序（4.538）。

表2 第二輪問(wèn)卷采集數(shù)據(jù)Table 2 The data from the second round of questionnaires

為了驗(yàn)證問(wèn)卷數(shù)據(jù)的一致性，需運(yùn)用信度檢驗(yàn)，計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)化Cronbachα系數(shù)值為0.924，大于0.9［16］，說(shuō)明數(shù)據(jù)信度質(zhì)量高，可用于進(jìn)一步分析。而指標(biāo)“對(duì)所屬系統(tǒng)或功能的熟悉程度”的重要性得分低于3且明顯低于其他指標(biāo)，因此需在評(píng)價(jià)體系中將此指標(biāo)刪除。

3 層次分析法構(gòu)建評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系

3.1 構(gòu)建關(guān)鍵指標(biāo)判斷矩陣

層次分析法對(duì)于判斷矩陣的構(gòu)建主要運(yùn)用兩兩比較方法，具體的比例標(biāo)度及含義［17］如表3所示。

表3 比例標(biāo)度及其含義Table 3 Proportional scale and its meaning

舉例說(shuō)明，當(dāng)X∶Y=3時(shí)，可以說(shuō)X比Y稍微重要，反之Y∶X=1/7時(shí)，則X比Y強(qiáng)烈重要。

根據(jù)層次分析法比例標(biāo)度的定義并結(jié)合德?tīng)柗品ǖ玫降母髦笜?biāo)重要性打分結(jié)果，各關(guān)鍵指標(biāo)的兩兩比較判斷矩陣A（正互反矩陣），如表4所示，其中P1為故障影響中對(duì)飛機(jī)安全性的影響，P2為繼發(fā)故障影響中對(duì)飛機(jī)安全性的影響，P3為操作程序內(nèi)容是否來(lái)源于飛機(jī)飛行手冊(cè)，P4為增加機(jī)組工作負(fù)荷程度。

表4 PMMEL驗(yàn)證關(guān)鍵指標(biāo)的判斷矩陣Table 4 The judgment matrix of PMMEL validation critical indicators

3.2 權(quán)重計(jì)算

利用算數(shù)平均法計(jì)算各關(guān)鍵指標(biāo)的權(quán)重［12］步驟如下：

第一步，將判斷矩陣按列歸一化（每個(gè)元素除以其所在列的和）；

第二步，將歸一化的矩陣按行求和；

第三步，將向量中每個(gè)元素除以關(guān)鍵指標(biāo)個(gè)數(shù)，就得到了權(quán)重向量W。

3.3 一致性檢驗(yàn)

式中：W為所求的特征向量；(AW)i為向量AW的第i個(gè)元素。

不同階判斷矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)IR如表5所示。

表5 1~8階判斷矩陣的IR值［14］T able 5 IR value of 1~8 order judgment matrix［14］

3.4 建立PMMEL驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法

為方便針對(duì)每個(gè)PMMEL項(xiàng)目進(jìn)行PMMEL驗(yàn)證評(píng)價(jià)，需建立PMMEL驗(yàn)證評(píng)價(jià)體系的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法，如表6所示。

表6 PMMEL項(xiàng)目驗(yàn)證評(píng)價(jià)體系的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法Table 6 Standard calculation method for PMMEL item validation evaluation system

4 案例運(yùn)用

以國(guó)產(chǎn)某型號(hào)大型客機(jī)的28章PMMEL項(xiàng)目舉例，驗(yàn)證評(píng)價(jià)的分值為分別計(jì)算各PMMEL項(xiàng)目的驗(yàn)證評(píng)價(jià)分值，計(jì)算結(jié)果如表7所示。

從表7可以看出：PMMEL項(xiàng)目“28-22-01中央翼油箱交流泵”、“28-23-02 APU供油切斷閥”的驗(yàn)證評(píng)價(jià)分值明顯高于其他項(xiàng)目，可針對(duì)上述兩個(gè)PMMEL項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)證。

結(jié)合驗(yàn)證方法適用范圍以及PMMEL項(xiàng)目功能考慮，可得出結(jié)論：PMMEL項(xiàng)目“中央翼油箱交流泵”安排試飛試驗(yàn)，PMMEL項(xiàng)目“APU供油切斷閥”安排地面試驗(yàn)。后續(xù)其他系統(tǒng)將同樣按此方法開(kāi)展PMMEL項(xiàng)目驗(yàn)證評(píng)價(jià)，確定完整的PMMEL驗(yàn)證清單，并在型號(hào)研制階段的試飛工作中結(jié)合或單獨(dú)開(kāi)展。

5 結(jié) 論

（1）本文提出的PMMEL驗(yàn)證評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，采用定性分析與定量計(jì)算相結(jié)合的方式對(duì)影響PM‐MEL驗(yàn)證的各項(xiàng)因素進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，為解決篩選需驗(yàn)證的PMMEL項(xiàng)目提供了一種新思路，避免了先前工作只能依賴經(jīng)驗(yàn)或等待審查方在評(píng)審所有PMMEL項(xiàng)目后給出建議性質(zhì)的驗(yàn)證清單。

（2）本文所論述的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可通過(guò)故障影響中對(duì)飛機(jī)安全性的影響、繼發(fā)故障影響中對(duì)飛機(jī)安全性的影響、操作程序內(nèi)容是否來(lái)源于飛機(jī)飛行手冊(cè)、增加機(jī)組工作負(fù)荷程度這四個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，根據(jù)各PMMEL項(xiàng)目的實(shí)際情況，并在最終的評(píng)價(jià)計(jì)算前綜合考慮機(jī)組意見(jiàn)，最終根據(jù)評(píng)價(jià)值快速提取出PMMEL驗(yàn)證項(xiàng)目清單，在型號(hào)研制過(guò)程中同步開(kāi)展PMMEL建議項(xiàng)目的編制與驗(yàn)證，為民用飛機(jī)主制造商開(kāi)展PMMEL相關(guān)工作提供一定的建議和參考。