徐建新，張阿里布米，卿光輝

（中國民航大學(xué)航空工程學(xué)院，天津 300300）

基于S1000D的飛機(jī)分區(qū)與接近口編碼研究

徐建新，張阿里布米，卿光輝

（中國民航大學(xué)航空工程學(xué)院，天津 300300）

S1000D是使用相互關(guān)聯(lián)的模塊化數(shù)據(jù)組織技術(shù)制作交互式電子技術(shù)手冊的標(biāo)準(zhǔn)，其目的是解決數(shù)據(jù)重用和數(shù)據(jù)共享問題。本文在研究S1000D規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合MSG-3維修大綱，研究基于S1000D規(guī)范的民用飛機(jī)分區(qū)以及接近口的編碼識別，便于統(tǒng)一、整理以及集成化使用民機(jī)的相關(guān)維修信息，為民機(jī)的數(shù)字化設(shè)計、制造以及維修提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)源。

ASD S1000D；分區(qū)；接近口；編碼

飛機(jī)維修技術(shù)資料正在向全面數(shù)字化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的飛機(jī)電子維護(hù)手冊包括工程圖紙、技術(shù)說明書、試驗記錄，存在著占有空間大、修訂和更新的成本高、周期長、數(shù)據(jù)格式不兼容等缺點，導(dǎo)致制造商及其客戶的費(fèi)用不斷增加，而數(shù)字化維修技術(shù)具有良好的人機(jī)交互性、集成不同來源的數(shù)據(jù)、良好的開放性與互用性、與各類信息系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合等優(yōu)點，可以保證快速存取維修資料、降低維修成本、保證維修方案的正確性[1]。目前基于S1000D標(biāo)準(zhǔn)的IETM（interactive electronic technical manual，交互式電子技術(shù)手冊）數(shù)字化維修系統(tǒng)擁有廣泛的應(yīng)用前景[2]。IETM是一種參考S1000D規(guī)范的數(shù)字化來進(jìn)行編制格式，其使用表格、圖形、文字以及視頻等多媒體方式，采用人機(jī)互操作的形式提供飛機(jī)主系統(tǒng)、分系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理，飛機(jī)的使用操作手冊、人員培訓(xùn)手冊以及結(jié)構(gòu)維護(hù)手冊等內(nèi)容的交互式出版物。因為其解決了傳統(tǒng)的紙質(zhì)保障手段（如存儲、管理以及使用等方面）的缺陷，大大提高了飛機(jī)維修、技術(shù)資料管理以及訓(xùn)練等方面的效率，顯著地提高了在輔助維修、培訓(xùn)以及資料管理的效益，得到了民航領(lǐng)域的高度關(guān)注。

MSG-3是制定民用運(yùn)輸類飛機(jī)維修大綱的指導(dǎo)性文件，其引入了區(qū)域檢查概念，被視為維修方式上的一個突破。區(qū)域檢查的具體要求是區(qū)域檢查的范圍由規(guī)定的接近口和指定的區(qū)域確定，按已指出的接近方式進(jìn)行接近（或打開規(guī)定的接近口進(jìn)行接近），并對指定的區(qū)域進(jìn)行檢查[3]。本文通過研究S1000D規(guī)范，結(jié)合MSG-3維修大綱，對民用飛機(jī)的區(qū)域與接近口的編碼標(biāo)識進(jìn)行了研究分析。

1 S1000D規(guī)范簡介

S1000D是歐洲航天和國防工業(yè)協(xié)會（Aerospace and Defence Industries Association of Europe，ASD）、美國航空工業(yè)協(xié)會（Aerospace Industries Association ofAmerica，AIA）和美國航空運(yùn)輸協(xié)會（Air Transport Association of America，ATA）于20世紀(jì)末共同制定與維護(hù)的數(shù)字化電子技術(shù)資料的國際規(guī)范，其定義了電子技術(shù)資料的格式要求、生成、管理以及發(fā)布等類型的內(nèi)容[4]。S1000D是一個面向未來的標(biāo)準(zhǔn)，其具有廣泛組織支持、擁有完善維護(hù)機(jī)制、技術(shù)基礎(chǔ)雄厚及具備合理發(fā)展計劃等特點，具有良好的發(fā)展前景。S1000D的兩大核心內(nèi)容是數(shù)據(jù)模塊（data module,DM）和通用源數(shù)據(jù)庫（common source data base,CSDB）[5]。

1.1 數(shù)據(jù)模塊

數(shù)據(jù)模塊是S1000D的一個核心概念，每個DM使用數(shù)據(jù)模塊代碼（data module code，DMC）來區(qū)分。每一個DM是一個描述元素的最小單元，物理上具有原子性，不可分割。數(shù)據(jù)模塊由兩部分組成，其一為標(biāo)識狀態(tài)段部分，其二為內(nèi)容段部分。

數(shù)據(jù)模塊的第一部分為標(biāo)識狀態(tài)段，包含了飛機(jī)的數(shù)據(jù)元信息，即數(shù)據(jù)模塊的標(biāo)識信息和狀態(tài)信息。標(biāo)識狀態(tài)段的數(shù)據(jù)用于適用性管理、文檔類型管理、查詢和檢索管理等。

數(shù)據(jù)模塊的第二部分為內(nèi)容段（content section），該部分為文檔主體，包含了顯示給用戶的數(shù)據(jù)信息。內(nèi)容段按照描述的信息內(nèi)容分為程序類信息、描述類信息、故障報告及隔離信息、圖解零件信息、人員或操作類信息、維修信息、管線數(shù)據(jù)類信息等類型，S1000D分別為每個類型定義了DTD和Schema。數(shù)據(jù)模塊不同，其對應(yīng)的內(nèi)容段也不同。

數(shù)據(jù)模塊的類型與結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)模塊結(jié)構(gòu)Fig.1 Data module structure

1.2 通用源數(shù)據(jù)庫

通用源數(shù)據(jù)庫是一個通用的、廣義數(shù)據(jù)信息的數(shù)字化集合。CSDB管理包括文本、多媒體內(nèi)容、插圖、注釋、數(shù)據(jù)模塊等對象，它們是可以被識別和交換的信息單元，每個信息都有其相應(yīng)的數(shù)字化格式，可通過其類型、編號及其相關(guān)數(shù)據(jù)信息以目錄或搜索的方式從CSDB檢索信息對象[6]。

2 分區(qū)與接近口編碼識別

對飛機(jī)區(qū)域的規(guī)范劃分，有助于維修技師對飛機(jī)部件/區(qū)域故障的快速定位，從而便于簡化工作指令且快速制定維修計劃[7]。S1000D選取統(tǒng)一的方式對民用客機(jī)進(jìn)行區(qū)域劃分。

2.1 基于S1000D標(biāo)準(zhǔn)的民用客機(jī)分區(qū)編碼識別

通過將飛機(jī)劃分為一個個區(qū)域，可以迅速準(zhǔn)確定位飛機(jī)的產(chǎn)品設(shè)備、部件（接近門、控制板、艙門等）[8]。通過數(shù)據(jù)模塊對飛機(jī)區(qū)域的編碼與識別，將產(chǎn)品劃分為區(qū)域以及子區(qū)域，簡化維修人員快速準(zhǔn)確制定維修計劃和維修操作[9]。分區(qū)以及接近口信息數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行編碼時，在設(shè)計階段應(yīng)遵循S1000D規(guī)范的原則與要求：

1）一個分區(qū)的編碼是由標(biāo)準(zhǔn)編號的3個數(shù)的組合組成的。第一個數(shù)字代表飛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)所位于的區(qū)域。第二個數(shù)字代表區(qū)域以及該區(qū)域位于飛機(jī)中心線的哪一側(cè)，通常奇數(shù)數(shù)字代表位于中心線左側(cè)，偶數(shù)數(shù)字代表右側(cè)。位于中心線的區(qū)域可以分配奇數(shù)或者偶數(shù)。第三個數(shù)字常用來指示子區(qū)域。

2）機(jī)身區(qū)域的劃分須遵循縱向從前到后分配的原則。飛機(jī)的垂直劃分以飛機(jī)的主客艙地板為劃分點將機(jī)身分為上下兩部分。主要結(jié)構(gòu)部件如入口艙門、貨艙門、起落架、起落架艙門、操縱面等，必須有其獨(dú)立的區(qū)域編號。

3）飛機(jī)每個區(qū)域的界限與實際設(shè)備的物理界限相一致，如翼梁、翼肋、機(jī)身框架、加強(qiáng)框或縱梁、蒙皮或者操縱面的區(qū)域界限。內(nèi)部邊界基于結(jié)構(gòu)組件。區(qū)域邊界的編號須反映對應(yīng)結(jié)構(gòu)的關(guān)系，而諸如客艙門、貨艙門等特定用途的艙門本身即為一個區(qū)域。

4）所有的部件之間需保持兼容性，對于飛機(jī)主要部件結(jié)構(gòu)大的變化必須分配新的區(qū)域編號。插圖和圖表必須清楚的標(biāo)明區(qū)域邊界，位置編號，物理描述。

5）劃分機(jī)身部分的區(qū)域時，需注意不能將主要的隔艙分成不同的區(qū)域，這些主要組件須獨(dú)立分區(qū)。

6）機(jī)翼部分的分區(qū)必須遵循從翼根到翼尖、從前到后的原則來分配。這種分配原則同樣適用于水平或者垂直安定面以及所有的輔助安定裝置。

7）在飛機(jī)維護(hù)中，機(jī)翼前沿、尾翼、輪艙、油箱、機(jī)組艙/駕駛艙、衛(wèi)生間、廚房以及其他的密集區(qū)域必須適當(dāng)分區(qū)來定義工作區(qū)域。

8）位于空氣動力學(xué)組件與機(jī)身之間并由整流片封閉的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是機(jī)身區(qū)域。

民用客機(jī)的主要區(qū)域分區(qū)編碼如表1所示；對主區(qū)域（如編碼為200與300）的分區(qū)使用第二個數(shù)字編碼來區(qū)分，如區(qū)域編碼為300（尾翼）的分區(qū)如表2所示；子區(qū)域劃分為子-子區(qū)域，用第三個數(shù)字編碼表示，如關(guān)于民用客機(jī)右側(cè)垂直安定面和方向舵的分區(qū)如表3所示。

表1 民用客機(jī)主區(qū)域編碼Tab.1 Major zone codes of civil airplane

表2 飛機(jī)尾翼子區(qū)域編碼Tab.2 Major sub zone codes of empennage

表3 右側(cè)垂直安定面和方向舵子-子區(qū)域編碼Tab.3 Sub-sub zone codes of right vertical stabilizer and rudder

2.2 基于S1000D標(biāo)準(zhǔn)的接近口編碼識別

典型的接近口包括：艙門，儀表盤，艙口，整流片，整流罩，貨艙側(cè)板。一個標(biāo)識符在數(shù)據(jù)模塊里用來識別相對應(yīng)的接近口。如果飛機(jī)某個接近口沒有標(biāo)識符，則在數(shù)據(jù)模塊里須劃分一個編碼來標(biāo)識。接近口編碼原則如下：

1）接近口編碼必須與產(chǎn)品的分區(qū)系統(tǒng)相聯(lián)系；

2）字母I和O不得用于字母后綴或前面的字母編碼序列；

3）卸壓艙門以及油箱出口一般不分配特定的接近口標(biāo)識符；

4）機(jī)身中心線的接近口用左側(cè)指示器來編碼；

5）垂直安定面或方向舵的接近口編號應(yīng)按從下到上的順序編碼；

6）在涉及多個區(qū)域的接近口編碼中，按照涉及到的最小的區(qū)域代碼來編碼；

7）如果一個小的接近口位于一個大的接近口內(nèi)，須先分配大的接近口編碼；

8）在區(qū)域邊界上的接近口（如隔框）的編碼必須是按照門或者面板的拆卸一側(cè)來決定其所在的區(qū)域編碼。

如圖2所示，接近口標(biāo)識符編碼首先是接近口所位于區(qū)域的3個數(shù)字編碼，其次是2個字母后綴，另外必要時需要有第3個字母后綴。

圖2 接近口編碼-位于上部機(jī)身，區(qū)域215地板的左側(cè)面板AFig.2 Access code-panel A on left side of zone 215 in floor in upper fuselage

其中，第一個后綴字母是主要的標(biāo)識符，按照邏輯順序分配原則，如由內(nèi)到外，由前到后，每個區(qū)域由字母“A”開始。第二個字母代表元件位置碼，用來區(qū)分該區(qū)域相關(guān)元件的具體位置。如T代表上面；B代表底部；L代表左側(cè)；R代表右側(cè)；Z代表內(nèi)部。第三個后綴字母用來進(jìn)一步標(biāo)識地板，壁板或者頂板。如F和G代表地板，W和X代表壁板，C和D代表頂板（當(dāng)F、W、C組合已經(jīng)使用，可以分別用G、X、D來代替）。基于飛機(jī)中心線兩側(cè)且相對于飛機(jī)中心線對稱的兩個接近口編碼時，需分配相同的字母指示器，區(qū)域編號可以不同，如521CB代表左機(jī)翼，621CB則代表右機(jī)翼。

實例 位于區(qū)域215的左側(cè)地板的編碼如圖2所示；2個字母后綴的接近口編碼的實例如表4所示；圖3和圖4分別顯示了飛機(jī)整流罩以及機(jī)翼的接近口編碼。

表4 2個字母后綴接近口編碼的實例Tab.4 Title examples of access codes

圖3 左側(cè)整流罩接近口編碼示意圖Fig.3 Access codes on left side of belly fairing

3 結(jié)語

區(qū)域檢查是MSG-3邏輯分析的重要部分，將飛機(jī)區(qū)域按照S1000D標(biāo)準(zhǔn)劃分區(qū)域是實現(xiàn)基于IETM的數(shù)字化維修技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文系統(tǒng)深入地對S1000D的分區(qū)與接近口編碼結(jié)構(gòu)和原則進(jìn)行了分析，對實現(xiàn)民用飛機(jī)的數(shù)字化維修具有一定的理論和應(yīng)用價值。

圖4 左側(cè)機(jī)翼下表面后緣接近口編碼示意圖Fig.4 Lower trailing edge access codes of left wing

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（責(zé)任編輯：楊媛媛）

Coding of aircraft zoning and access ports based on S1000D

XU Jian-xin，ZHANG Alibumi，QING Guang-hui
（College of Aeronautical Engineering，CAUC，Tianjin 300300，China）

S1000D is the specification for fabricating IETM by utilizing technology of correlated modularized data organization to achieve the re-use and sharing of data.Based on S1000D and MSG-3，the identification and coding of aircraft zoning and access ports based on S1000D are proposed，which can be used to integrate and manage the synthesized technological information of aircraft maintenance and provide consistent common data source for aviation digital design，manufacture and maintenance.

ASD S1000D；zoning；access port；coding

V267

：A

：1674-5590（2014）04-0019-04

2013-09-13；

：2013-10-12

：航空科學(xué)基金項目（20120267002）

徐建新（1967—），男，江蘇蘇州人，教授，博士，研究方向為飛機(jī)結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)加工.