民機運營支持共通性體系構架研究

張雨強 王奕首 李雪萍 卿新林

摘要：民機運營支持共通性是民機產品系列化的重要特征之一，能夠幫助主制造商、運營商及航空MRO等相關利益方有效控制成本、優化多樣性運營支持模式、降低運營風險等。為了進一步提高民機運營效率，滿足航空運營人對國產民機運營支持共通性日益增長的現實需求，本文針對現階段我國民機運營支持特點，借鑒國際先進的民機運營支持共通性理念和技術方法，從產品級和業務流程級兩個層次構建國產民機運營支持共通性體系，通過層次分析及模糊綜合評價法提出完備性評估方案，以期為國產民機運營支持共通性體系實現標準規范和工程應用提供參考。

關鍵詞：民機；運營支持；共通性；場景分析；模糊綜合評價法

Keywords： civil aircraft；operation support；commonality；scene analysis；fuzzy comprehensive evaluation method

0 引言

隨著國際民機產業的迅速發展，各種不同型號的民機不斷涌入市場以滿足不同客戶的需求。為實現“客戶利益最大化”，民機共通性在民機設計、制造及運營支持等民機產業鏈的各個環節都受到普遍關注[1]。作為民機產業鏈關鍵環節的運營支持是民機MRO市場的重要組成部分，它將民機制造商、運營商和維修公司緊密凝聚在一起，是民機制造業與民航運輸業之間的重要紐帶和橋梁[2]。民機運營支持共通性是民機共通性在運營支持體系中的具體體現，對各主制造商、運營商尤其是民機MRO的發展具有十分重要的意義，已為波音公司、空客公司等世界主要航空公司系列化民機產品的高效經濟運營發揮了重要作用[3，4]。

民機運營支持共通性是運營商及主制造商為確保民機全壽命周期內的安全、可靠、經濟運行以及持續改進等需求，在民機運營的計劃、組織、實施、控制等環節共同構建的體系化支持保障服務。主制造商提供的運營支持產品一般包括培訓、技術出版物、航材及維修類產品以及相應的業務流程等[5]。民機運營支持共通性研究涵蓋各運營支持典型產品在技術標準、設計規范[6，7]、實施流程等方面的共通性要素。

國際民機產品共通性技術歷經幾十年的發展，已成為主制造商提供的主要增值服務項目之一，是提升現代民機競爭力和可靠性的重要手段。波音和空客分別以波音737-100和空客A320為設計基線，研制了具有高度共通性的系列化機型，建立了高效的現代民機運營支持體系，為客戶和自身帶來巨大效益[8，9]。巴西航空公司研制的E系列客機也采取了共通性技術，以ERJ-170作為飛機族的基準，其所有組件均共用在ERJ-175和ERJ-190上[10]。龐巴迪公司在CRJ系列飛機中也采用了共通性設計和運營方式，CRJ900與CRJ200、CRJ700具有完全相同的機組認證[11]。世界上四大主要民機制造商均利用共通性設計實現了面向不同市場需求的系列化飛機，運營支持共通性達到了較高的技術成熟度。

我國大型民機的研制起步較晚，C919仍處在適航取證階段[12，13]，CR929處在研制的關鍵時期，民機運營支持共通性的研究尚處于碎片化、分散化狀態。與歐美先進國家相比，我國的民機運營支持共通性研究無論在理論框架[14]、體系規劃[15]還是實際應用[16]等方面都存在較大差距。

本文首先梳理國際先進的民機運營支持共通性理念和技術方法[17]，在此基礎上，結合我國民機的研發與市場運營特點[18]，從產品級和業務流程級兩個層次上構建民機運營支持共通性體系框架，并提出其完備性評估方案[19，20]，為國產民機系列化產品的標準規范運營提供技術支持。研究成果將有助于國內民機主制造商在運營支持領域降本增效以及民機運營商與MRO公司資源的優化配置。

1 民機運營支持典型產品共通性研究

根據民機系列化產品運營支持服務體系特點，現代民機運營支持典型產品可分為培訓、技術出版物、維修和航材四類。

培訓類運營支持產品主要為民機客戶的專業人員提供必要的培訓以及相應的技術支持和咨詢服務，包括飛行訓練、維修訓練、乘務訓練、簽派訓練等；技術出版物類運營支持產品涵蓋飛機運行和維護所需的各種技術和工程文件，包括飛行運行類手冊、維修要求類手冊等出版物的頂層規劃、編制與管理以及編寫、發布、出版、交付等工作；航材類運營支持產品主要為客戶提供航材供應、航材售后服務、庫存和物流服務等；維修類運營支持產品為航空運營人或所有人提供必需的維修支持，包括定期檢修和部件維修、航材和地面設備供應、工程技術支援等，同時應符合民航局相應的合格審定要求。

本節根據波音與空客公司民機系列化運營支持典型產品的共通性特征，結合現有國產系列化民機（如新舟系列）運營支持產品的特點以及ARJ21、C919和CR929飛機未來系列化產品的發展規劃，研究國產系列化民機運營支持產品共通性要素的確定原則，制定民機運營支持共通性要素的提取流程，然后建立民機運營支持共通性要素骨架圖，并進行層級分解和細化，形成具有顯式評價或可反饋至民機系列化產品設計前端的共通性要素基本單元或技術指標。

1.1 民機運營支持典型產品共通性關鍵要素確定原則

根據現代民機運營支持產品共通性的特點，建立如圖1所示的運營支持典型產品共通性要素分解圖，從人、機、料、法、環五個宏觀層次上分析現代民機運營支持產品的共通性要素。在此基礎上，通過層級分解確定可定性與定量分析的共通性關鍵要素。例如，人可分為教員、維修人員、乘務員等；機代表設備；料代表培訓/訓練內容；法可分為規章和大綱；環代表實施流程。

為了形成具有一般性和通用性的民機運營支持體系構架，確定以下民機運營支持典型產品共通性要素確定原則，即可分解性原則和可評價性原則。

1）原則1：可分解性原則。宏觀層次上共通性要素應具備可分解性，即共通性要素通過層級分解，最終分解到產品級的定性與定量描述要素。例如，人可進一步分解為培訓教員和受訓人員（飛行員、乘務員、機務維修人員、簽派人員），料可進一步分解為初始訓練、轉機型訓練、差異訓練、重獲資格訓練等。

2）原則2：可評價性原則。微觀層次上共通性要素應具有可定性與定量評價的屬性，屬性值可用于評價共通性要素的重要程度，進而選擇或確定關鍵要素。共通性要素一般涉及不同利益攸關者的經濟性、適航符合性等，因此對于大多數培訓類產品，可以根據提高培訓內容共通性進而減少的學時來進行評價。

按照上述兩個原則，以培訓產品為例，可以確定如圖2所示的民機運營支持共通性要素提取流程。選取飛行、維修、乘務及簽派四個不同培訓場景，列舉共通性要素并進行交叉影響分析，從而確定共通性關鍵要素，如適航規章、培訓類別等。不同培訓類產品所依據的局方規定和適航規章具備一定的共通性，《航空器制造廠家運營支持體系建設規范》（MD-FS-AEG006）是為所有培訓類產品制定的一個基本適航規章，是各類培訓大綱的制定依據。不同培訓產品在培訓類別上具有共通性，包括以下五類訓練：初始訓練、轉機型訓練、差異訓練、定期訓練和重獲資格訓練。其中，共通性關鍵要素基本單元的評價技術指標包括經濟性指標（時間和費用）和規章符合性指標等。

1.2 民機運營支持典型產品共通性要素研究

根據國產飛機（ARJ21-700和C919）對標的國外系列化民機（如龐巴迪C系列和A320系列或波音737系列）運營支持產品的特征，設計如圖3所示的四類典型產品共通性要素骨架圖。其中，培訓共通性可從機組人員、維修人員、培訓設備、培訓課程等方面展開分析；技術出版物共通性可從編制、驗證、發布等環節進一步細化分析；航材共通性可從測試設備、零部件互換、地面支援設備等展開分析；維修共通性可從維修支持軟件、維修支持組織架構、工程和技術支持等方面分析。

提取各類產品并對比分析ARJ21或C919與對標機型的子產品清單，按照不同特征（如清單名稱、批準/認可方）進行分類和歸并，若屬于國產民機和對標機型所共有，則定義為共通性要素。在此基礎上，對國產民機共通性要素提取特征（如是否客戶化、更改周期）形成具有可評估的共通性特征。例如，ARJ21-700與A320系列同名的技術出版物手冊清單共有23種（其中已客戶化的有10種），與波音737-200/400/500系列同名的手冊清單共有14種（其中已客戶化的有7種），與波音737- 600/700/800/900系列同名的手冊清單共有17種（其中已客戶化的有9種）。

2 民機運營支持典型業務流程共通性研究

根據系列化民機運營支持服務體系特點，現代民機運營支持典型業務流程可分為客戶培訓實施業務流程、技術出版物修訂流程、維修支持業務流程和航材支援業務流程四類。

客戶培訓實施業務流程是培訓開展的具體過程，包括計劃的制訂及實施、過程/結業考核、質量監控、評估和質量反饋等；技術出版物編制流程包括民機技術出版物的頂層規劃、編制計劃制定與管理、編寫及發布等工作；維修支持業務流程包含多種維修場景，如部件維修、排故、AOG支援、A檢場景、C檢場景等；航材支援業務流程包括庫存管理流程、航材維修管理流程、AOG航材服務流程、RSPL（主最低設備清單）的確定方法流程等。

以滿足中國民航規章（CCAR）、美國聯邦航空管理局（FAA）或歐洲航空安全局（EASA）適航規章要求為基準出發點，借鑒新舟系列化產品的運營支持業務流程，并以ARJ21和C919已實施的運營支持業務流程為基礎，提取運營支持業務流程的共通性要素（如標準規范、文件體系、業務接口、實施流程）。

2.1 民機運營支持典型業務流程共通性研究基本原則

根據現代民機運營支持業務流程共通性的特點并結合實地調研，從人、機、料、法、環五個宏觀層次上得出現代民機運營支持典型業務流程共通性研究需滿足以下基本要求。

1）基本原則1：標準規范同一性，即不同機型或不同型號飛機的某一運營支持產品的業務流程設計要遵循一個或若干民航運行規章；

2）基本原則2：服務理念一致性，即業務流程的設計和制定的出發點是為運營商和MRO提供最基本的技術支持和咨詢服務，安全高效地進行民機運營；

3）基本原則3：業務接口標準性，即運營支持產品的業務接口要遵循或按照民航規范規章要求的標準進行設計，便于運營商或MRO進行操作或培訓；

4）基本原則4：實施過程共通性，即運營支持產品的實施過程共通性要最大化，便于運營商或MRO以最經濟最高效的方式進行民機運營支持。

2.2 民機運營支持典型業務流程共通性要素研究

收集和分析國外民機系列化產品、新舟系列化產品、ARJ21-700和C919/ CR929運營支持的客戶服務清單，針對客戶培訓、技術出版物編制、維修支持和航材支援四個典型業務流程設計所需的相關技術進行共通性分析（包括專業描述/適用范圍、型號共通性應用現狀），對國產機型MA60、ARJ21、C919三種機型的共通性情況提出分析建議/結論，具體內容如表1所示。

如航材倉儲物流技術，依據AC-121-58、ATA SPEC300等標準規范建設，根據客戶需求及客戶化的航材支援方案提供航材支援服務。對國內不同型號民機的航材倉儲物流技術進行共通性分析，得出其在航材物流工作方法、流程、規范等方面具有共通性。

根據上述分析，建立如圖4所示的業務流程共通性設計流程。以型號共通性設計要素與通用標準規范為輸入（若存在已有系列化產品運營支持共通性設計規范或標準，也作為輸入），對典型業務流程共通性需求進行自上而下的分解，提取運營支持業務流程的共通性要素（如標準規范、文件體系、業務接口、實施流程），直至可以實現相應典型產品的開發，并采取合適的技術進行驗證，證明滿足共通性要求，再向上回溯，最終形成運營支持典型業務流程共通性設計規范或標準。

3 民機運營支持共通性體系構架構建及完備性評估

3.1 民機運營支持共通性體系構架構建

民機運營支持體系構架的構建是一個復雜的系統工程，涉及主制造商、運營商、維修商、供應商等多個利益方。目前我國在民機系列化產品的運營支持共通性體系構架建立方面仍然處于摸索階段，對于運營支持產品的共通性需求還存在模糊性和不確定性，再加上主制造商、航空公司和維修公司基于各自立場和經濟考量，對國產民機運營支持產品共通性需求各有側重。因此，民機運營支持體系構架的建立需要從各利益方的成本收益角度出發，解決共通性需求和相應共通性要素提取問題，以及體系構架的完備性評價問題。

基于上述分析，可以構建如圖5所示的W形“兩軸四維度”研究思路，圍繞培訓、技術出版物、維修和航材四類典型產品，按照“規章先行、面向客戶”的原則，對比分析我國在新舟系列化產品、ARJ21-700和C919中已建立的運營支持服務產品，從產品級和業務流程級兩個維度提取共通性要素，并采用場景分析技術將共通性需求要素進一步細化分解，確定共通性關鍵要素。其中，對于產品級共通性要素采取時間/成本效益分析，對于業務流程共通性要素采取合理性、準確性和規范性的分析和評價方法。

對于已經確定的每個典型產品或對應業務流程共通性關鍵要素，分析可實現的技術途徑或方法，并根據該實現途徑對主制造商、航空公司和維修公司帶來的經濟效益進行綜合評估，確定一個可以令多方滿意的實現方案。在此基礎上，從組織機構、工作流程（如編寫、驗證、發布、交付和更改）和運行機制、標準規范四個層次，根據已建立的可靠性、維修性、安全性和經濟性現有文件體系，初步構建國產民機運營支持共通性體系構架，采取專家評價與運行支持符合性驗證相結合的綜合評估方法，確保國產民機運營支持體系構架的完備性。

在此基礎上，通過調研分析空客、波音、龐巴迪和巴西航空各自建立的民機系列化產品運營支持共通性體系構架，結合國產民機系列化產品的運營支持特點，按照適航管理部門頒布的航空器制造廠家運行支持體系建設規范（MD-FS-AEG006），根據基于“初步設計-詳細設計-符合性驗證”的典型運營支持工作流程圖，圍繞主制造商、航空公司和維修公司對運營支持共通性需求要素，構建民機運營支持體系構架，確保覆蓋服務產品圖譜、業務工作流程、標準規范、運行機制和組織架構等組成部分，形成面向客戶服務的運營支持共通性標準體系。

初步構建民機運營支持共通性體系構架如圖6所示，采取類似V字形的閉式網絡構架，每層按照不同設計目標進行設計反饋。以型號共通性設計要素與通用標準規范作為輸入，對客戶要求與目標進行逐級分解，涵蓋各航空公司、供應商及維修機構等。子系統級需求對照我國國產民機（如新舟系列化產品、ARJ及C919系列化產品）系列化產品級共通性要素設計實現，并向上迭代及指標量化，得到覆蓋各利益方的業務流程級共通性要素，同時從時間/成本收益角度滿足系統級需求，以典型業務流程為基礎輸出國產民機系列化產品運營支持共通性設計工作標準規范，進行符合性驗證并最終實現民機運營支持共通性體系構架的構建與閉環迭代。

3.2 民機運營支持共通性體系的完備性評估

民機運營支持共通性體系既是民機設計和制造共通性的延伸，又是民機運營和維護階段的基礎和依據。因此，需要對民機運營支持共通性體系構架的完備性進行評估，從內容、流程、邏輯和形式上確保共通性體系構架的完整性、合理性和準確性。

對于產品級及業務流程級共通性要素，研究基于成本效益分析的共通性關鍵要素選擇與評估，設計關鍵要素的評價指標及交叉影響矩陣；制定共通性體系構架完備性的評估準則/依據，要確保共通性體系構架各個要素能覆蓋主制造商、航空公司和維修公司的共通性需求；最后確定運營支持共通性體系構架完備性評估的具體指標和目標，并確定相應的評估方法。

基于上述分析，首先根據運營支持共通性體系構架覆蓋的領域范圍，按照局方要求，根據適航規章（如MD-FSAEG006）對民機運營支持共通性體系構架的整體適航符合性進行驗證評估，并與民機產品共通性設計體系保持一致。

4 結束語

在共通性對民機全壽命周期的影響中，運營支持階段影響最為重大。構建完備的民機運營支持共通性體系極大地影響了利益攸關方（制造商、運營商、維修商等）的運營能力和市場競爭力。本文通過場景技術及系統工程相結合，分析了運營支持過程中四類典型產品和業務流程的共通性要素。在此基礎上，設計了民機運營支持共通性體系構架，并通過模糊綜合評價法提出完備性評估方案，為后續實現民機運營支持共通性體系的工程應用提供重要依據和參考，也為民機運營支持體系構架的構建提供了技術支撐。

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作者簡介

張雨強，碩士研究生，主要研究方向：民機運營支持。

王奕首，教授，博士生導師，主要研究方向：民機結構健康監測。

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