淺談民機(jī)系統(tǒng)維修方案的制訂

秦唐徐哲 劉建勛

廣東省深圳市機(jī)場(chǎng)股份有限公司

淺談民機(jī)系統(tǒng)維修方案的制訂

廣東省深圳市機(jī)場(chǎng)股份有限公司

民機(jī)系統(tǒng)維修中需要有機(jī)組合所有維修任務(wù)與維修間隔而制定出民機(jī)系統(tǒng)的維修方案。本文主要探討了定檢維修中維修方案的制訂，民機(jī)在確定了定檢間隔后就限制了各個(gè)部件的維修間隔，這樣就使一部分部件只有縮短維修的間隔要，還可能重新設(shè)計(jì)部件。為此，本文提出了成組優(yōu)化的方法。

民機(jī)系統(tǒng)維修；維修方案；定檢維修；成組優(yōu)化

當(dāng)前在在飛機(jī)的維修規(guī)劃中，主要有四種基本的思想，分別是以可靠性為中心的維修思想（RCM ，Reliability Centered Maintenance）、MSG-3（Maintenance Steering Group-3）的維修思想、全員生產(chǎn)維修思想以及以商業(yè)為中心的維修思想。而現(xiàn)在航空工業(yè)界普遍采用的是RCM與MSG-3。RCM作為世界大多數(shù)國(guó)家采用，可以優(yōu)化維修制度，能夠確定飛機(jī)系統(tǒng)預(yù)防性的維修任務(wù)，更是西方發(fā)達(dá)國(guó)家采用的可以進(jìn)行維修規(guī)劃決策的一種基本方法。而MSG-3則是國(guó)際上民用航空工業(yè)界采用的，具有更高的安全標(biāo)準(zhǔn)、良好的經(jīng)濟(jì)效益以及很高的可靠性；它能夠和RCM相結(jié)合起來(lái)使用。MSG-3由于具有很強(qiáng)的實(shí)用性和科學(xué)性，在國(guó)際民用航空制造業(yè)和航空公司中得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，由此也帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。然而民機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行維修規(guī)劃的目的主要是給民機(jī)各部件制定出科學(xué)合理的維修任務(wù)與維修間隔，其最后還是要通過(guò)民機(jī)系統(tǒng)維修方案的制訂來(lái)達(dá)到?？墒?RCM和MSG-3只提供了民機(jī)維修規(guī)劃的大方向，也就是維修的指導(dǎo)思想或者框架流程；在進(jìn)行系統(tǒng)維修規(guī)劃具體的操作的時(shí)候，還是需要通過(guò)維修經(jīng)驗(yàn)或者是維修優(yōu)化的模型來(lái)對(duì)民機(jī)的各部件進(jìn)行維修任務(wù)與維修間隔的確定。之后，再把所有維修任務(wù)與維修間隔進(jìn)行有機(jī)的組合，從而形成民機(jī)系統(tǒng)的維修方案。

這主要是因?yàn)槊駲C(jī)系統(tǒng)相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，由成千上萬(wàn)個(gè)大小部件所組成。而各個(gè)部件所具有的特性是不同的，對(duì)它們的進(jìn)行維修就要根據(jù)這些部件的特性來(lái)確定對(duì)應(yīng)的最優(yōu)化維修模型，由此各個(gè)部件在維修間隔上不都是一樣的，顯然有的會(huì)相差很大[1]。而最要緊的是航空公司無(wú)法根據(jù)上述的維修間隔來(lái)對(duì)民機(jī)進(jìn)行維修，否則只有停機(jī)來(lái)實(shí)施維修的工作。這顯然需要制定民機(jī)系統(tǒng)維修方案及其方法，以便于各航空公司能夠有效地制定和執(zhí)行維修方案。維修方案作為各航空公司綜合制定的一系列相對(duì)獨(dú)立而且又互相聯(lián)系的維修或檢驗(yàn)，這可以滿足所有的維修要求。因此制定科學(xué)合理的民機(jī)系統(tǒng)維修方案，就是把各個(gè)分開(kāi)的維修任務(wù)集中起來(lái)維修，這還可以很好地節(jié)省固定維修的費(fèi)用。在制定民機(jī)系統(tǒng)的維修方案時(shí)主要是兩類任務(wù)，即定檢維修與航線維修；因?yàn)楹骄€維修每天都在執(zhí)行著，這就不要再集中起來(lái)，而且其所占的維修成本相對(duì)是比較少的[2]，所以在民機(jī)系統(tǒng)維修方案的制訂落實(shí)中，主要是針對(duì)定檢維修任務(wù)的。本文主要探討定檢維修中維修方案的制訂。

1、民機(jī)系統(tǒng)維修的特點(diǎn)

多類型的維修任務(wù)。根據(jù)MSG-3的維修思想，當(dāng)前民機(jī)系統(tǒng)在進(jìn)行具體的維修任務(wù)時(shí)，主要有使用檢查、潤(rùn)滑或勤務(wù)、恢復(fù)、功能檢測(cè)、報(bào)廢等等。

維修任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間性。民機(jī)由于和普通的生產(chǎn)設(shè)備不同，民機(jī)每天的運(yùn)營(yíng)時(shí)間通常都在十個(gè)小時(shí)上下，在執(zhí)行兩次飛行任務(wù)的中間可以短暫停一次。這樣基本上是白天時(shí)間執(zhí)行航班的任務(wù)，而晚上大多數(shù)情況下都是返回基地的。所以有些定檢的執(zhí)行只有在晚上進(jìn)行而不需要為此專門(mén)停機(jī)來(lái)定檢維修。

可靠度受到約束。按照MSG-3的維修思想，民機(jī)各部件出現(xiàn)故障的后果，可以分成三大類，分別是安全性影響、使用性影響和經(jīng)濟(jì)性影響。針對(duì)出現(xiàn)安全性影響的部件而言，它的維修間隔是在特定范圍之內(nèi)的，這樣就可以確保故障的風(fēng)險(xiǎn)能夠控制在可接受的程度上。所以，需要綜合衡量那些出現(xiàn)安全性影響的部件所產(chǎn)生的約束條件。

利用率受到限制。利用率作為一個(gè)重要指標(biāo)，可以很好地對(duì)飛機(jī)利用程度進(jìn)行衡量。飛機(jī)利用率的提高也就是能夠?qū)潭ㄙY產(chǎn)進(jìn)行充分的利用，這可以降低航空公司的運(yùn)營(yíng)成本和提高它們的經(jīng)濟(jì)效益，顯然都是有重要意義的。所以，在定檢維修過(guò)程中的成組優(yōu)化就要把民機(jī)利用率考慮到。

2、已有民機(jī)維修方案的制訂

現(xiàn)在，制定民機(jī)維修方案以及確定民機(jī)的定檢間隔，對(duì)于飛機(jī)的制造商與航空公司來(lái)說(shuō)，不是根據(jù)各個(gè)部件的實(shí)際維修任務(wù)間隔，而是在制定和設(shè)計(jì)民機(jī)維修概念的初期，首先按照民機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)與市場(chǎng)定位及其相似機(jī)型的情況，來(lái)制定民機(jī)定檢的間隔，并以這個(gè)定檢間隔來(lái)衡量各個(gè)部件的目標(biāo)值，這是設(shè)計(jì)階段的維修間隔。民機(jī)進(jìn)行定檢間隔有兩種方法，分別是傳統(tǒng)的定檢間隔和最新的定檢間隔。

傳統(tǒng)的定檢間隔通常是根據(jù)民機(jī)飛行的時(shí)間劃分成A、C、D三個(gè)等級(jí)。通常情況下，1C相當(dāng)于8A；D相當(dāng)于8C，也就是64A。從理論上來(lái)說(shuō)，民機(jī)在經(jīng)過(guò)D檢之后原有的可靠性完全可以恢復(fù)，飛機(jī)的飛行也將歸零，即從“0”開(kāi)始重新計(jì)算。而最新的定檢間隔是根據(jù)飛行時(shí)間劃分成1A、2A、3A、……、64A，有時(shí)可以是128A；這樣，最新的定檢間隔就能夠把很多在傳統(tǒng)C檢中的維修任務(wù)就在A檢中就可以完成了，由此民機(jī)停機(jī)時(shí)間可以減少。

在應(yīng)用上述兩種方法的過(guò)程存在著一個(gè)共同的特點(diǎn)，即需要首先把飛機(jī)的定檢間隔確定，然后各部件維修間隔要盡可能靠攏定檢間隔。這樣成組的好處是相對(duì)簡(jiǎn)單，可是沒(méi)有把這兩類間隔綜合考慮為一個(gè)整體的形式，而存在一些不足之處，其主要是：

民機(jī)的定檢間隔不是最適合的，因?yàn)樗前凑战?jīng)驗(yàn)或者相似機(jī)型來(lái)確定的。和民機(jī)實(shí)際的情況相比，民機(jī)的設(shè)計(jì)目標(biāo)與市場(chǎng)定位一般都存在差距的。而相似機(jī)型的確定大多也是根據(jù)民機(jī)的乘客數(shù)、機(jī)長(zhǎng)、翼展、機(jī)高、最大起飛總重、商載、最大巡航速、發(fā)動(dòng)機(jī)推力、航程等等[3]。顯然這些方面相似的程度無(wú)法作為民機(jī)定檢間隔的相似性，這是由于民機(jī)定檢間隔主要體現(xiàn)的是民機(jī)可靠性維修的水平。顯然，相似機(jī)型的數(shù)據(jù)只能夠作為參考的數(shù)據(jù)；

民機(jī)在確定了定檢間隔之后，這在很大的程度上就限制了各個(gè)部件的維修間隔，由此引起相當(dāng)部分的部件只有縮短維修的間隔，無(wú)疑這等于減少了部件的使用壽命，也等于民機(jī)的維修費(fèi)用會(huì)增加不少。同時(shí)，另外一些部件由于民機(jī)定檢間隔過(guò)長(zhǎng)而可能達(dá)不到使用的要求，這就需要重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，維修項(xiàng)目中一定要進(jìn)行C檢或者D檢的部件，由于C檢或者D檢過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間間隔，而導(dǎo)致這一維修項(xiàng)目無(wú)法達(dá)到維修間隔所要求的，這就要重新設(shè)計(jì)這些部件。

3、民機(jī)系統(tǒng)維修方案的優(yōu)化

在民機(jī)系統(tǒng)維修過(guò)程中，有些部件是貴重的，為了防止這些部件出現(xiàn)故障，需要定期進(jìn)行修復(fù)，而不是對(duì)這些部件進(jìn)行替換，當(dāng)然這些貴重部件必須是可修復(fù)的。假如通過(guò)修復(fù)可以使這些貴重部件恢復(fù)原有的性能，那么把恢復(fù)與報(bào)廢就可以歸為同一類維修任務(wù)，也就是定時(shí)更換。所以，在民機(jī)系統(tǒng)維修的定檢過(guò)程中，一般把優(yōu)化成組的維修分成為三類，即定時(shí)更換、功能檢測(cè)、使用檢查。

然而由于民機(jī)復(fù)雜的部件系統(tǒng)，其維修的任務(wù)就會(huì)很大，而已有的成組方法無(wú)法都應(yīng)用到民機(jī)維修任務(wù)的組合當(dāng)中。所以，調(diào)整各部件的維修間隔只能夠在特定的范圍內(nèi)進(jìn)行限制，如果不這樣其維修的工作量會(huì)很大，而且難以進(jìn)行結(jié)果的優(yōu)化[4]。這就需要采用新的成組優(yōu)化方法，主要是：

根據(jù)單部件維修優(yōu)化的模型，來(lái)制定最優(yōu)化的各部件維修間隔；把民機(jī)系統(tǒng)基本定檢間隔與各部件的維修間隔作為優(yōu)化的變量，把利用率與可靠度作為約束的條件，從而建立起一個(gè)優(yōu)化成組模型并以民機(jī)系統(tǒng)維修費(fèi)用作為目標(biāo)函數(shù)，其中調(diào)整各部件維修間隔只能夠在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行限制；然后按照建立的優(yōu)化成組模型，求出符合約束條件而且是優(yōu)化的定檢間隔以及各部件的維修間隔。

[1] 顧磊，錢(qián)正芳，范英，繆旭弘. 艦船裝備視情維修間隔模型研究[J]. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2003, V31(6): 38-43.

[2] 周靈基. 飛機(jī)維修方案對(duì)航空公司成本的影響[J]. 中國(guó)民用航空, 2007, 1: 47-50.

[3] 劉明; 左洪福; 耿端陽(yáng), 等. 基于RBR與

CBR的維修大綱專家系統(tǒng)[J]. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào), 2006, 32(5): 521-525.

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.12.112

秦赟 唐徐哲 深圳市機(jī)場(chǎng)股份有限公司機(jī)務(wù)工程部；

劉建勛 深圳市機(jī)場(chǎng)股份有限公司值班經(jīng)理室。