飛機(jī)故障隔離手冊(cè)編寫方法解析

栗文舉

摘? 要：飛機(jī)故障隔離手冊(cè)是民用飛機(jī)運(yùn)營(yíng)過程中重要的排故依據(jù)之一，能夠協(xié)助飛機(jī)維修人員快速的定位和糾正飛機(jī)故障，使飛機(jī)達(dá)到適航狀態(tài)。本文從飛機(jī)制造商的角度出發(fā)，基于利益攸關(guān)方需求分析和已有的民機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)體系，對(duì)如何編寫完整準(zhǔn)確的飛機(jī)故障隔離手冊(cè)進(jìn)行了解析，給出了一套完整的編寫方法和流程。通過對(duì)各個(gè)編寫環(huán)節(jié)進(jìn)行介紹分析，便于讀者充分理解手冊(cè)編寫方法和過程，對(duì)研究編寫和使用飛機(jī)故障隔離手冊(cè)具有參考作用。

關(guān)鍵詞：故障隔離? 故障信息? 故障樹? 排故程序? 利益攸關(guān)方

中圖分類號(hào)：V267? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）09（c）-0015-05

Abstract： Aircraft fault isolation manual is one of the important troubleshooting bases in the process of civil aircraft operation， which can assist aircraft maintenance personnel to locate and correct aircraft faults quickly and make the aircraft airworthiness. From the point of view of aircraft manufacturers， based on the analysis of stakeholder requirements and existing civil aircraft design system， this paper analyzes how to compile a complete and accurate aircraft fault isolation manual， and gives a set of complete writing methods and processes. Through the analysis of each writing link，it is convenient for readers to fully understand the method and process of manual writing， and has a reference function for the compilation and use of aircraft fault isolation manual.

Key Words： Fault isolation; Fault information; Fault tree; Troubleshooting program; Stakeholders

故障是民用飛機(jī)在運(yùn)行過程中無法避免的非正常狀態(tài)，快速準(zhǔn)確的定位和糾正飛機(jī)故障，是飛機(jī)運(yùn)營(yíng)人降低飛機(jī)停場(chǎng)時(shí)間，提高飛機(jī)利用率的關(guān)鍵所在。如何快速準(zhǔn)確的定位和糾正飛機(jī)故障，就得提到在飛機(jī)維護(hù)維修工作中經(jīng)常使用的一本手冊(cè)——飛機(jī)故障隔離手冊(cè)，故障隔離手冊(cè)列舉出了對(duì)應(yīng)機(jī)型飛機(jī)在運(yùn)行過程中常見的各類故障信息，并提供了每條故障信息具體的故障糾正方法，能夠協(xié)助飛機(jī)維修人員快速的定位和糾正飛機(jī)故障，使飛機(jī)達(dá)到適航狀態(tài)。研究如何編寫完整準(zhǔn)確的飛機(jī)故障隔離手冊(cè)對(duì)提高飛機(jī)制造商民機(jī)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1? 利益攸關(guān)方需求分析

1.1 適航要求

中國(guó)民用航空局頒布的CCAR25 部“運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)”1529 條款、附錄H 及AC-91-11《航空器的持續(xù)適航文件要求》對(duì)飛機(jī)故障隔離手冊(cè)的編寫原則和內(nèi)容做出了要求。

（1）編寫原則：航空器可能發(fā)生的故障應(yīng)當(dāng)源于型號(hào)審定過程中的系統(tǒng)安全分析，是航空器監(jiān)控系統(tǒng)所能探測(cè)到的故障，同時(shí)包括機(jī)組和維修人員發(fā)現(xiàn)的故障，這些故障包括但不局限于以下方面：

①駕駛艙內(nèi)所有警告、警戒和告誡信息以及部分的狀態(tài)信息;

②駕駛艙內(nèi)所有的簡(jiǎn)圖頁告警信息和故障旗信息;

③駕駛艙內(nèi)所有的音響和燈光信息;

④機(jī)載維護(hù)系統(tǒng)中所有的故障信息;

⑤航空器產(chǎn)品部件上指示的故障信息，如加放油控制面板上顯示的信息;

⑥飛行員飛行中記錄的故障信息;

⑦其它機(jī)組人員飛行中發(fā)現(xiàn)的故障;

⑧維修人員例行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)的故障。

注：一般應(yīng)當(dāng)涵蓋型號(hào)審定過程中系統(tǒng)安全分析得出發(fā)生可能性大于10-5的故障情況。

（2）內(nèi)容要求：至少包括針對(duì)每條故障信息列出其故障可能原因以及基于故障可能原因進(jìn)行的排故程序（故障可能原因的隔離順序一般可從接近、拆卸/安裝、故障發(fā)生概率和排故成本的角度，按照先易后難的原則確定排故順序）。

注：故障的隔離的先后邏輯順序不能影響航空器安全或造成人員傷害，并且不致使可能的故障原因漏判。

1.2 客戶需求

通過調(diào)查收集飛機(jī)運(yùn)營(yíng)人和維修單位對(duì)飛機(jī)故障隔離手冊(cè)的使用需求，主要集中在以下方面。

（1）手冊(cè)故障信息類型完整，包含飛機(jī)運(yùn)行中常見的各類故障信息;

（2）排故程序故障原因完整，包含通過分析可判定的各類故障原因;

（3）排故程序測(cè)試方法準(zhǔn)確，能夠快速有效判定故障是否真實(shí)存在或故障是否已被糾正;

（4）排故程序排故順序合理，應(yīng)充分考慮成本、工時(shí)、所需條件等因素。

綜合編寫飛機(jī)故障隔離手冊(cè)的適航要求和客戶需求，總結(jié)出手冊(cè)編寫時(shí)的4個(gè)重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為：手冊(cè)故障信息類型的完整性、排故程序故障原因的完整性、排故程序測(cè)試方法的準(zhǔn)確性以及排故程序排故順序的合理性。接下來，圍繞上述評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)對(duì)手冊(cè)編寫方法和流程進(jìn)行解析。

2? 手冊(cè)編寫方法和流程解析

基于利益攸關(guān)方需求分析得出的4個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，編寫飛機(jī)故障隔離手冊(cè)時(shí)：首先需要確定手冊(cè)包含的故障信息范圍，包括故障信息類型和故障信息清單等;其次需要分析每條故障信息可能的故障原因，包括設(shè)備原因、線路原因和其他原因等;再次確定故障信息適用的測(cè)試方法;然后綜合維修成本、維修工時(shí)、難易程度等因素確定排故順序并繪制排故流程圖，此時(shí)排故程序的整體框架已形成;最后結(jié)合排故流程中涉及的手冊(cè)參引信息、斷路器信息等內(nèi)容，按照制定的規(guī)范樣例編寫具體的排故程序。至此，飛機(jī)故障隔離手冊(cè)編寫的整體方法和流程已明確，如圖1所示，接下來對(duì)每個(gè)編寫環(huán)節(jié)進(jìn)行介紹說明。

2.1 故障信息范圍確定

通常來講飛機(jī)故障可分為兩類：探測(cè)到的故障和觀察到的故障。

（1）探測(cè)到的故障指能被飛機(jī)各系統(tǒng)控制單元所探測(cè)并報(bào)告或存儲(chǔ)的故障信息。具體包括：

①EICAS（Engine Indication and Crew Alerting System）信息相關(guān)故障，包含EICAS 中的警告、警戒、提示和狀態(tài)級(jí)別的信息;

②OMS（On-board Maintenance System）故障信息;

③非信息類駕駛艙效應(yīng)，如簡(jiǎn)圖頁、故障旗、故障語音、故障指示燈;

④其他由控制單元產(chǎn)生的故障信息，如控制單元的顯示面板、指示燈。

（2）觀察到的故障指通過飛行機(jī)組或地面維修人員的經(jīng)驗(yàn)或感知而識(shí)別的故障，它不通過飛機(jī)機(jī)組告警系統(tǒng)向飛行機(jī)組報(bào)告。具體包括：

①機(jī)組或乘務(wù)組人員在日常職責(zé)中所識(shí)別到的明顯系統(tǒng)功能退化或異?，F(xiàn)象，如發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難、起落架收起慢、滑油消耗量高、振動(dòng)、異響、異味等;

②機(jī)組人員在飛機(jī)飛行過程中觀察到的故障;

③維修人員在飛機(jī)維護(hù)維修工作中發(fā)現(xiàn)的故障。

飛機(jī)故障隔離手冊(cè)中通常將飛機(jī)故障信息分為3類：EICAS信息、OMS信息和觀察到的故障（包含非信息類駕駛艙效應(yīng)、其它控制單元產(chǎn)生的故障信息），不同的飛機(jī)制造商故障信息分類名稱略有不同。這類分法比較常見，主要是從故障信息的應(yīng)用場(chǎng)景和定義分析過程不同來劃分的，EICAS信息和OMS信息由飛機(jī)制造商根據(jù)飛機(jī)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行故障定義，觀察到的故障通常通過設(shè)備故障模式分析以及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)積累來定義。因此，確定飛機(jī)故障隔離手冊(cè)故障信息類型后，需要根據(jù)飛機(jī)EICAS信息和OMS信息相關(guān)設(shè)計(jì)定義文件確定具體的EICAS信息清單和OMS信息清單，根據(jù)飛機(jī)各系統(tǒng)選用設(shè)備的故障模式分析文件和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定具體的觀察到的故障清單。在確定手冊(cè)故障信息類型和具體故障信息清單后，對(duì)每條故障信息可能的故障原因進(jìn)行分析。

2.2 故障原因分析

在進(jìn)行故障原因分析時(shí)，應(yīng)基于以下前提條件開展分析：

（1）故障發(fā)生前系統(tǒng)設(shè)備安裝到位且功能正常;

（2）系統(tǒng)相關(guān)斷路器是閉合狀態(tài);

（3）系統(tǒng)相關(guān)的電氣匯流條均有電;

（4）系統(tǒng)上游的液壓源、氣源工作正常。

這些前提條件可以規(guī)避在原因分析過程時(shí)由于飛機(jī)系統(tǒng)交聯(lián)工作的復(fù)雜性而導(dǎo)致故障原因分析過于發(fā)散，使得最終編寫的排故程序過于復(fù)雜而不利于飛機(jī)維修人員快速參考使用。

EICAS信息和OMS信息由飛機(jī)制造商根據(jù)飛機(jī)設(shè)計(jì)要求定義，因此，通常情況下每條EICAS信息和OMS信息都有明確的故障定義描述或故障邏輯描述（如圖2所示），通過分析故障定義描述或邏輯描述分析，可初步確定故障信息涉及的設(shè)備原因，在此基礎(chǔ)上結(jié)合系統(tǒng)原理圖/系統(tǒng)線路圖（如圖3所示）進(jìn)一步分析，可初步確定故障信息相關(guān)的線路原因和其他原因。

觀察到的故障信息主要根據(jù)飛機(jī)各系統(tǒng)選用設(shè)備的故障模式分析文件分析得出，因此對(duì)應(yīng)的設(shè)備就是該故障信息的主要設(shè)備原因，同時(shí)也要結(jié)合系統(tǒng)原理圖/系統(tǒng)線路圖進(jìn)一步分析相關(guān)的線路原因和其它原因。

由于故障原因分析涉及的輸入依據(jù)較多，且不同的故障原因之間可能存在一定的邏輯關(guān)系，因此，通常通過故障樹分析方法列舉出分析過程識(shí)別出的所有故障原因（如圖4所示），故障樹分析清晰的展示了故障信息涉及的故障原因以及故障原因之間的邏輯關(guān)系，是后續(xù)繪制排故流程圖的重要基礎(chǔ)。

2.3 測(cè)試方法確定

確定故障信息適用的測(cè)試方法，能夠準(zhǔn)確的判斷故障信息是否真實(shí)存在以及故障原因被糾正后故障是否徹底清除，在進(jìn)行故障隔離前首先應(yīng)該確定故障信息適用的測(cè)試方法來確定故障信息的真實(shí)性，這樣可以有效的提高排故效率。故障信息適用的測(cè)試方法通常取決于飛機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)定義的系統(tǒng)檢測(cè)方法或功能測(cè)試方法，飛機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)常見的檢測(cè)方法有以下幾類：

（1）PBIT（上電自檢）即系統(tǒng)上電時(shí)進(jìn)行自檢;

（2）CBIT（持續(xù)自檢）即系統(tǒng)工作時(shí)持續(xù)進(jìn)行自檢;

（3）IBIT（起動(dòng)自檢）即通過人為操作的方式進(jìn)行自檢。

根據(jù)系統(tǒng)檢測(cè)方法定義通常故障信息對(duì)應(yīng)的測(cè)試方法如下：

（1）對(duì)于適用PBIT（上電自檢）測(cè)試的故障，通常通過重置系統(tǒng)或設(shè)備相應(yīng)的斷路器，使系統(tǒng)或設(shè)備重新上電進(jìn)行自檢以判斷故障是否真實(shí)存在或是否被糾正清除;

（2）對(duì)于適用于CBIT（持續(xù)自檢）測(cè)試的故障，通常默認(rèn)在系統(tǒng)或設(shè)備工作時(shí)該故障存在即為真實(shí)故障，在故障原因被糾正后故障消失即為被糾正清除;

（3）對(duì)于適用于IBIT（起動(dòng)自檢）測(cè)試的故障，通常通過人為操作的方式進(jìn)行檢測(cè)或測(cè)試以判斷故障是否真實(shí)存在或是否被糾正清除，例如：SYS TEST。

注：某些故障信息觸發(fā)條件與飛機(jī)或系統(tǒng)工作狀態(tài)有關(guān)，在進(jìn)行這類故障信息診斷或測(cè)試時(shí)需先滿足其觸發(fā)條件，例如：輪載信號(hào)在空中。

2.4 排故流程圖繪制

在完成故障原因分析和故障測(cè)試方法確定后，便可綜合故障原因糾正所需的維修成本、維修工時(shí)、難易程度等客觀因素繪制詳細(xì)的排故流程圖（如圖5所示），繪制排故流程圖的好處在于可以清晰的表達(dá)清楚不同故障原因之間的排故步驟跳轉(zhuǎn)邏輯，確保排故步驟形成完整閉環(huán)。

2.5 排故程序編寫

在完成詳細(xì)的排故流程圖繪制后，便可基于飛機(jī)故障隔離手冊(cè)的編寫規(guī)范要求和樣例要求編寫具體的排故程序，此過程需要在排故流程圖的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充詳細(xì)的拆裝、測(cè)試任務(wù)名稱和編號(hào)信息，補(bǔ)充排故過程涉及的所有斷路器名稱和位置信息，補(bǔ)充詳細(xì)的線路檢查信息，最終形成完整的排故程序如圖6所示。

3? 結(jié)語

本文所介紹的飛機(jī)故障隔離手冊(cè)編寫方法和流程與民機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法是密切相關(guān)的，隨著航空新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，客戶對(duì)民機(jī)產(chǎn)品和手冊(cè)產(chǎn)品的需求在不斷發(fā)生變化，民機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與手冊(cè)產(chǎn)品編寫已不再是簡(jiǎn)單的輸入輸出關(guān)系，而是更為密切的相互作用相互影響，一方面編寫手冊(cè)產(chǎn)品需要在民機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)飛機(jī)故障信息、測(cè)試方法等有清晰的定義，另一方面需要將先進(jìn)手冊(cè)產(chǎn)品的應(yīng)用需求及時(shí)反饋民機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)端，確保飛機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念和使用方式與手冊(cè)產(chǎn)品的使用高效結(jié)合，滿足客戶不斷變化的需求，提高產(chǎn)品的整體競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

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