便攜式輔助維修設(shè)備在民航中的應(yīng)用分析

畢現(xiàn)清

（中國南方航空股份有限公司北京分公司，北京 102602）

便捷式維修輔助設(shè)備PMA（Portable Maintenance Assistant）主要用于對大型裝備進行原位檢測和故障診斷，廣泛用于船舶、航空、航天等國防軍工領(lǐng)域以及民用裝備，PMA集電氣信號檢測、交互故障診斷、設(shè)備電子履歷和保障數(shù)據(jù)采集功能于一身，能及時快速準(zhǔn)確地檢測裝備存在的故障隱患，解決了測試與診斷設(shè)備在使用現(xiàn)場或狹小空間內(nèi)難以攜帶的問題，縮短維修檢測時間，提高維修檢測效率。

1 便攜式輔助維修設(shè)備在民航中的應(yīng)用現(xiàn)狀及需求

便捷式維修輔助設(shè)備（PMA）就是在現(xiàn)場維修點使用的可移動的計算設(shè)備，它通常包括一臺小型計算機和顯示器，它可以為現(xiàn)場維修人員進行原位維修提供詳細(xì)的維修信息，包括各種技術(shù)指令、電子技術(shù)手冊以及該設(shè)備以往的維修歷史信息等。

1.1 PMA平臺在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀

20世紀(jì)90年代中期，美國空軍開始考慮在航線使用PMA，實現(xiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)的數(shù)字化，到目前為止，美國國防部已開發(fā)的PMA項目共33個，表1是具體應(yīng)用情況。隨著研究的不斷深入，已經(jīng)逐漸在空軍的許多機型中應(yīng)用了PMA，但為了飛行數(shù)據(jù)的保密性，并未實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸技術(shù)。

表1 美國開發(fā)的PMA項目應(yīng)用情況

然而我國對PMA的研究與運用發(fā)展仍然萌芽階段，對于PMA技術(shù)的應(yīng)用還只是停留在單純的監(jiān)控技術(shù)，再加上缺乏相應(yīng)的培訓(xùn)，使得國內(nèi)現(xiàn)有大多數(shù)PMA設(shè)備沒有起到真正的作用。

1.2 PMA系統(tǒng)的應(yīng)用需求

隨著民航運輸業(yè)的迅速發(fā)展，乘坐民航客機的需求也越來越大，使得民航維修工作的負(fù)擔(dān)越來越重，工作復(fù)雜，人員不足，維修人員常常處于高負(fù)荷狀態(tài)，人為差錯時有發(fā)生，對民航客機的安全性造成很大的隱患。為確保航空器維修的高效率、高質(zhì)量，必然需要將具有數(shù)字化的便捷式輔助維修設(shè)備應(yīng)用到民航維修事業(yè)中。

2 PMA系統(tǒng)的相關(guān)介紹

便攜式維修輔助設(shè)備PMA系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)包括設(shè)備硬件系統(tǒng)和設(shè)備軟件系統(tǒng)。

2.1 PMA硬件組成

PMA設(shè)備的硬件部分主要包括頭戴裝置和手持裝置，主要由頭戴電燈、攝像頭、麥克、耳機、觸摸屏等。

2.2 PMA軟件系統(tǒng)

PMA系統(tǒng)管理應(yīng)用軟件主要包括用戶界面系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動系統(tǒng)、交互式電子技術(shù)手冊（IETM）查詢、工具查詢申領(lǐng)、遠程技術(shù)支持、故障診斷，以及常見技術(shù)故障診斷系統(tǒng)等。

3 將PMA技術(shù)應(yīng)用到民航維修體系中的必要性

PMA最通用的功能包括技術(shù)數(shù)據(jù)顯示、故障隔離和修理指導(dǎo)、零部件查詢和訂購、維修文件編制和分析、健康狀態(tài)的監(jiān)控以及工作數(shù)據(jù)的上載和下載等。

3.1 有利于進行技術(shù)資料的查詢監(jiān)控和故障預(yù)測

目前廣泛應(yīng)用于民航的客機有波音機型和空客機型，不論哪種機型的維修工作都需要先進行相關(guān)技術(shù)資料的查詢，拿波音來說，進行不同的維修工作需要查詢不同的波音手冊，見表2所示，因為技術(shù)資料都是有時限的，并且對于不同的飛機，手冊的適用性也會有所不同，所以在進行具體維修工作時都必須要根據(jù)不同的飛機查詢最新的技術(shù)資料，需要花費很多時間。PMA交互式查詢系統(tǒng)的問世，使得維修人員在維修現(xiàn)場就可以查詢相關(guān)電子文檔，大大縮短了維修時間。

表2 不同維修工作相對應(yīng)的技術(shù)手冊

同時，PMA在維修現(xiàn)場為維修人員提供實時顯示和輔助分析故障預(yù)測數(shù)據(jù)，從而增強狀態(tài)監(jiān)控功能。

3.2 有利于對維修過程進行監(jiān)控和記錄

目前民航維修都是利用紙質(zhì)版的工卡控制單對維修工作進行控制和記錄，比較麻煩，而PMA允許維修人員直接從工作地點提供修理報告、查詢工作清單，并將檢查或修理的結(jié)果在維修現(xiàn)場就可以直接以文字或圖片，甚至是視頻的方式實時輸入到PMA設(shè)備中，加速了數(shù)據(jù)系統(tǒng)錄入過程，以便維修技術(shù)中心的工作人員了解維修情況，并對航空器的狀態(tài)進行監(jiān)控。

3.3 有利于故障的診斷

由表2可知，對于民用航空器復(fù)雜系統(tǒng)進行深入的故障診斷需要查詢相應(yīng)的FIM手冊，然而，根據(jù)FIM手冊判斷出具體故障的過程十分繁瑣，特別是對于缺乏經(jīng)驗的維修人員而言，PMA中的技術(shù)故障隔離一種高級診斷功能，并且將一些頻繁出現(xiàn)的故障癥狀和相應(yīng)的應(yīng)對過程都存儲到了維修信息中心的技術(shù)故障數(shù)據(jù)庫中，這樣一來可以顯著增強維修人員對故障進行定位和糾正的能力，通過獲取獲取歷史數(shù)據(jù)、分析故障信號、提取故障特征，從而快速推理判斷出問題所在。

3.4 有利于技術(shù)人員對現(xiàn)場維修人員提供技術(shù)指導(dǎo)

民航維修是一項十分復(fù)雜嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?，再加上剛上崗的新員工較多，經(jīng)驗不足，在維修過程中經(jīng)常會遇到一些沒有碰到過的疑難雜癥，PMA中的遠程技術(shù)支持專家系統(tǒng)可以通過無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將現(xiàn)場的具體情況利用圖像、視頻的形式直觀地傳送給技術(shù)服務(wù)部門的工程師，為現(xiàn)場機務(wù)人員與位于遠方的中央數(shù)據(jù)庫和技術(shù)工程師的交互提供了一條便捷的通道，從而可以完成對現(xiàn)場的維修工作提供技術(shù)保障、進行相應(yīng)指導(dǎo)。

3.5 有利于提高維修工作效率

PMA有益于提高維修的工作效率。第一，維修人員確定某個部件需要更換時，在現(xiàn)場便可直接查詢到可用的更換件，并直接從工作地點發(fā)出訂單，預(yù)定航材，從而加速修理過程。第二，維修人員在外場有臨時需求的工具、設(shè)備時，也可直接在現(xiàn)場將需求發(fā)送給工具管理部門，再通知后勤管理部門將器材運送到維修現(xiàn)場，節(jié)約了很多時間。

4 PMA在民航維修環(huán)境中應(yīng)用的技術(shù)關(guān)鍵

PMA由于其優(yōu)越的特性可以應(yīng)用到航空維修領(lǐng)域，但也面臨噪聲環(huán)境下語音識別、電池續(xù)航時間、視覺識別技術(shù)等方面的技術(shù)難題。

4.1 在惡劣環(huán)境下的可靠性

民航維修工作所處的環(huán)境比較特殊，常常需要接觸很多有毒、有腐蝕的化工品，比如燃油、液壓油、滑油等等，一旦這些油脂濺到PMA的設(shè)備上又很有可能對設(shè)備造成一定的影響，所以PMA的硬件設(shè)計必須要遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)，比如防濕熱、防鹽霧、防霉菌等，以確保不易受到污染。

4.2 人機交互的便捷性

民航維修工作通常都是在環(huán)境比較復(fù)雜的機坪上進行的，強烈的太陽、大風(fēng)大雪、甚至有可能是在一片漆黑的半夜都有可能會影響到PMA的正常使用。首先需要考慮的是光照下的可讀性，許多便捷式計算機顯示器在日光直接照射下確實很難看清楚，所以有必要采取相應(yīng)措施，比如外界光強自適應(yīng)式液晶顯示屏，從而可以保證在野外陽光直射下依然可以清晰地獲取到屏幕上的信息。其次是語音識別能力，在維修過程中難免會有很大的噪聲，特別是在地面試車工作中，噪聲的影響十分嚴(yán)重，所以必須要克服高強度背景噪聲的干擾，才能有助于實現(xiàn)PMA的語音指令操作。最后是人機功效學(xué)特性，由于需要維修人員的長時間穿戴，所以PMA不僅需要小巧輕便，同時還需要有良好的散熱性。

4.3 設(shè)備的電池壽命

目前許多PMA的電池僅有3～4h的使用壽命，又不可能與飛機系統(tǒng)的電源相連，一旦維修工作時長超過了這個時限，就不得不中斷工作回去進行充電，給維修工作帶來了不便。

4.4 設(shè)備的電子接口

PMA具有很多外部電子接口，如攝像頭、鍵盤、充電口等等，電子產(chǎn)品常常會有接口接觸不良的問題，PMA同樣也會出現(xiàn)類似故障，這將會影響到PMA的正常使用。

5 結(jié)語

綜上所述，為了可以順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，在民用航空器的維護過程中利用PMA技術(shù)，能夠及時快速地進行相應(yīng)技術(shù)資料的查詢，有益于故障的排除和診斷，從而提高維修效率，保證維修質(zhì)量，推動民航維修的快速發(fā)展，實現(xiàn)民航客機的安全運行。