王洪濤，王緯國(guó)，顧正偉

（中國(guó)人民解放軍第五七二〇工廠 安徽省航空設(shè)備測(cè)控與逆向工程實(shí)驗(yàn)室，安徽 蕪湖 241007）

國(guó)外能夠獨(dú)立研制先進(jìn)航空裝備的國(guó)家高度重視PHM技術(shù)的研究，PHM技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)外現(xiàn)役和新研飛機(jī)使用可靠性、安全性、維修性的重要依賴技術(shù)手段。

我國(guó)基地級(jí)工廠實(shí)行定時(shí)維修，定時(shí)維修的優(yōu)點(diǎn)是可降低功能性故障發(fā)生率，減少停機(jī)時(shí)間，但是一般通過最差工作區(qū)間確定維修時(shí)機(jī)，裝備往往在拆換之前還有相當(dāng)?shù)膲勖菀讓?dǎo)致維修過剩和維修不足，在維修過程中，會(huì)引入附加損傷，當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)是利用PHM技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝備壽命的最大化。

1 PHM對(duì)的基地級(jí)工廠生產(chǎn)的影響

飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)后根據(jù)作業(yè)的不同劃分為大修、檢修和改裝等作業(yè)，其中大修是基地級(jí)工廠的主要工作。基地級(jí)工廠生產(chǎn)流程為進(jìn)場(chǎng)飛機(jī)按LRU（外場(chǎng)最小可更換單元）進(jìn)行分解，分解的方式是一種大拆大卸的方式；分解后的LRU送內(nèi)場(chǎng)進(jìn)行維修，內(nèi)場(chǎng)負(fù)責(zé)產(chǎn)品修理（包括機(jī)體）并將修理好的產(chǎn)品送總裝廠；總裝廠按工序進(jìn)行裝配、調(diào)試；調(diào)試完成的飛機(jī)送外場(chǎng)進(jìn)行試飛，試飛合格的飛機(jī)交付部隊(duì)，從而完成飛機(jī)的維修生產(chǎn)任務(wù)。產(chǎn)品修理的主要工作包括必?fù)Q件更換、SRU（內(nèi)場(chǎng)最小可維修單元）修理、LRU調(diào)試、計(jì)劃外修理（包括產(chǎn)品返修、故障外排、故障件修理）等，對(duì)不具備修理能力的產(chǎn)品外委修理或串件修理或直接換新。

目前基地級(jí)工廠生產(chǎn)過程中的主要問題如下：（1）基地級(jí)工廠采用這種機(jī)械化的定時(shí)維修方式來組織生產(chǎn)具有一定盲目性。這種方式使得生產(chǎn)任務(wù)繁重，需要投入大量的人力、物力、財(cái)力和管理成本，很多生產(chǎn)任務(wù)都是在做無用功，結(jié)果導(dǎo)致基地級(jí)工廠產(chǎn)能一直提升不上來，產(chǎn)能不足是基地級(jí)工廠與部隊(duì)需求之間存在的突出問題。（2）必?fù)Q件的確定缺乏科學(xué)依據(jù)?；丶?jí)工廠相當(dāng)一部分的必?fù)Q件確認(rèn)是依照過去的技術(shù)條件和修理經(jīng)驗(yàn)，不對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)的區(qū)分，造成修理過程中需要更換大量的元器件，特別是隨著修理深度以及修理次數(shù)的增加，必?fù)Q件的數(shù)量陡增，變相的增加了工作量和修理成本。（3）器材供貨難以保障。飛機(jī)修理時(shí)間相對(duì)生產(chǎn)時(shí)間滯后，很多產(chǎn)品都已很少生產(chǎn)或者停產(chǎn)，基地級(jí)工廠與制造單位是一種競(jìng)合關(guān)系，導(dǎo)致器材價(jià)格高昂、交貨周期長(zhǎng)、器材供貨難以保障，對(duì)于進(jìn)口飛機(jī)和國(guó)產(chǎn)二代機(jī)這個(gè)問題更為突出。（4）外委產(chǎn)品修理周期過長(zhǎng)。外委廠家通常為產(chǎn)品制造單位，制造單位沒有建立有效的維修體系，送修產(chǎn)品得不到重視，產(chǎn)品修理周期得不到保障。（5）產(chǎn)品串件居高不下。由于以上原因，產(chǎn)品修理往往不能在計(jì)劃時(shí)間內(nèi)完成，問題的長(zhǎng)期積壓，導(dǎo)致惡性循環(huán)，使得串件修理日趨嚴(yán)重。

PHM技術(shù)的應(yīng)用將引起基地級(jí)工廠生產(chǎn)方式的變革，表現(xiàn)如下：（1）利用PHM技術(shù)可以精確檢測(cè)那些通常需要定期大修產(chǎn)品的健康狀態(tài)，在大修時(shí)取消多個(gè)部附件的修理或推遲修理，減少了維修任務(wù)，從而節(jié)省大量的成本。（2）有效的降低必?fù)Q件的數(shù)量。一方面是因?yàn)樾枰笮薜漠a(chǎn)品的數(shù)據(jù)減少了；另一方面PHM技術(shù)使得必?fù)Q件確認(rèn)更加科學(xué)，避免了因修理經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)不足造成的原本非必?fù)Q件被誤認(rèn)為必?fù)Q件的情況。（3）有效的降低庫存規(guī)模。PHM技術(shù)可以促進(jìn)外場(chǎng)更快地識(shí)別、隔離產(chǎn)品故障，更好地進(jìn)行維修計(jì)劃安排，促使基地級(jí)工廠提前做好器材供應(yīng)和維修準(zhǔn)備，有效的降低基地級(jí)工廠庫存規(guī)模，外場(chǎng)也無需貯存大量備件。（4）PHM技術(shù)一方面使基地級(jí)工廠掌握飛機(jī)的使用情況與剩余壽命，可以合理安排生產(chǎn)任務(wù)，提早采購器材和安排外委產(chǎn)品修理，有效降低串件修理，以保證在計(jì)劃時(shí)間內(nèi)完成修理任務(wù)；另一方面PHM技術(shù)可以促進(jìn)制造單位關(guān)注維修工作，進(jìn)而優(yōu)化生產(chǎn)，提高產(chǎn)能，保證優(yōu)質(zhì)交付。

2 PHM下的基地級(jí)工廠技術(shù)工作的影響

由于受原來設(shè)計(jì)水平和修理水平限制，修理技術(shù)還沒有完全發(fā)展成一門精確地工程科學(xué)，缺乏有效的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、修理工藝和工程控制手段。

基地級(jí)工廠技術(shù)工作的主要問題有：（1）修理工藝過于粗放。工藝文件的設(shè)計(jì)水平，與技術(shù)人員基本專業(yè)素質(zhì)，技術(shù)人員對(duì)系統(tǒng)、產(chǎn)品的掌握程度，依據(jù)性資料完整、準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)任務(wù)周期安排合理性等都有密切關(guān)系。如果以上幾個(gè)方面出現(xiàn)問題將直接導(dǎo)致技術(shù)人員很難設(shè)計(jì)出好的維修工藝。工藝問題層出不窮，技術(shù)人員忙于工藝改進(jìn)和優(yōu)化，已成為基地級(jí)工廠一個(gè)突出問題。（2）依據(jù)性資料缺乏。飛機(jī)制造單位及產(chǎn)品供應(yīng)單位出于自身利益的考慮，提供的修理技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)也不夠完善，生產(chǎn)時(shí)也會(huì)設(shè)置一些維修障礙，如軟件加密等，這對(duì)基地級(jí)工廠造成極大的修理困難，往往需要花費(fèi)高昂的資金引進(jìn)資料、以獲得技術(shù)支持，造成了極大的浪費(fèi)。（3）故障定位困難。飛機(jī)修理過程就是不斷與故障作斗爭(zhēng)的過程?；丶?jí)工廠受限于技術(shù)認(rèn)知，對(duì)系統(tǒng)工作原理研究不夠深入，對(duì)交聯(lián)系統(tǒng)更是缺乏了解，往往不能很準(zhǔn)確的定位故障點(diǎn)，有時(shí)候甚至需要多次開車、反復(fù)更換才能定位故障點(diǎn)，技術(shù)人員疲于應(yīng)付故障處理，窮于應(yīng)付問題整改，對(duì)故障以及深層次問題缺乏思考。（4）大量有價(jià)值的工程數(shù)據(jù)未被充分利用，甚至忽視和浪費(fèi)，不利于產(chǎn)品和工藝的改進(jìn)提升。

PHM技術(shù)在飛機(jī)修理上的應(yīng)用，對(duì)基地級(jí)工廠技術(shù)工作影響如下：（1）促進(jìn)建立有效的修理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與修理技術(shù)條件，使得修理工藝更加精細(xì)、更能指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)操作。（2）故障處理與分析更加科學(xué)。PHM最主要的功能就是故障診斷、隔離、跟蹤、預(yù)測(cè)。通過PHM技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)及跨系統(tǒng)的綜合診斷，可以實(shí)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確定位，有效的避免傳統(tǒng)排故方法的弊端。（3）充分挖掘基地級(jí)維修和故障數(shù)據(jù)的價(jià)值?；丶?jí)工廠掌握大量的維修和故障數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的挖掘可以促進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)改進(jìn)和工藝問題優(yōu)化，對(duì)于飛機(jī)實(shí)現(xiàn)和完善PHM都有極大的幫助。

3 PHM對(duì)基地級(jí)工廠質(zhì)量的影響

現(xiàn)有修理模式下，基地級(jí)工廠存在維修過剩與維修不足兩方面質(zhì)量問題。維修過剩，即將不必要的維修施加給使用狀態(tài)較好或者沒有變壞跡象的產(chǎn)品，經(jīng)常出現(xiàn)“小病大治”、“無病亦治”的盲目維修的現(xiàn)象，是基地級(jí)工廠質(zhì)量問題的主要表現(xiàn)；維修不足，即飛機(jī)修理過程中沒有準(zhǔn)確識(shí)別故障產(chǎn)品或即將發(fā)生故障產(chǎn)品而導(dǎo)致飛機(jī)在大修期未到時(shí)產(chǎn)生局部故障，維修不足引起的質(zhì)量問題有逐年增加的趨勢(shì)。

當(dāng)前，基地級(jí)工廠維修質(zhì)量問題主要有：（1）一些狀態(tài)良好的產(chǎn)品，因維修過剩和維修不足而出現(xiàn)故障或潛在故障，對(duì)產(chǎn)品本身質(zhì)量和壽命有很大的不良影響，維修達(dá)不到恢復(fù)產(chǎn)品原有可靠性的作用。（2）產(chǎn)品計(jì)劃外應(yīng)急維修頻率高，產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間處于排故狀態(tài)，嚴(yán)重影響了飛機(jī)在外場(chǎng)使用。（3）人為因素造成產(chǎn)品修理質(zhì)量問題時(shí)有發(fā)生。

PHM技術(shù)在飛機(jī)上應(yīng)用，使基地級(jí)工廠的維修工作建立在科學(xué)化、規(guī)范化和現(xiàn)代化的基礎(chǔ)上，有效避免了因傳統(tǒng)修理維修過剩和維修不足情況引起的故障和“次生災(zāi)害”，顯著提高基地級(jí)工廠飛機(jī)修理質(zhì)量?；赑HM技術(shù)的飛機(jī)修理受維修人員本身素質(zhì)的影響很小，所以在很大程度上避免了單憑人的經(jīng)驗(yàn)來判斷產(chǎn)品狀態(tài)優(yōu)劣的弊病。

4 PHM對(duì)基地級(jí)工廠測(cè)試設(shè)備的影響

目前，基地級(jí)工廠采用的測(cè)試設(shè)備可以將故障隔離到LRU級(jí)別，通過更換LRU內(nèi)部組件、直接測(cè)量、間接分析等的方式將故障定位到SRU級(jí)別，然后利用更精確的測(cè)試設(shè)備定位故障點(diǎn)?；丶?jí)工廠LRU和SRU級(jí)別的測(cè)試設(shè)備以專用設(shè)備為主，存在著測(cè)試效率低、安全性低、成本高等缺點(diǎn)，難以適應(yīng)大批量、多品種生產(chǎn)、復(fù)雜程度高的需要。新一代飛機(jī)設(shè)計(jì)了PHM系統(tǒng)，大大提升了故障診斷能力，可以將故障準(zhǔn)確定位到SRU級(jí)別，基地級(jí)工廠在原LRU測(cè)試與故障診斷的基礎(chǔ)上，應(yīng)更加注重SRU級(jí)的測(cè)試和故障診斷能力。

基層級(jí)工廠快速維修保障要求測(cè)試設(shè)備必須具備更精確、更可靠的測(cè)試與故障定位能力，傳統(tǒng)測(cè)試設(shè)備和手段無法滿足新的維修保障要求。

測(cè)試設(shè)備的綜合化、通用化能夠明顯降低設(shè)備的數(shù)量和成本，通用測(cè)試平臺(tái)是基地級(jí)測(cè)試設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)，是滿足PHM條件下基地級(jí)測(cè)試設(shè)備的選擇，例如，美軍為基地級(jí)修理廠提供的通用測(cè)試平臺(tái)——洛馬之星（LM—STAR），有效的較低了測(cè)試設(shè)備硬件數(shù)量、工程費(fèi)用、測(cè)試程序集成時(shí)間以及成本。

5 不足

PHM技術(shù)應(yīng)用很大程度上可以克服傳統(tǒng)基地級(jí)工廠維修保障的缺點(diǎn)，但也有其不足，主要有兩個(gè)方面問題：（1）故障模型難以準(zhǔn)確建立，故障時(shí)間難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。（2）基于PHM的維修，依賴于后勤保障，若后勤保障供應(yīng)不到位且?guī)齑娌蛔愕那闆r下，基地級(jí)工廠很難保證生產(chǎn)，飛機(jī)也不能按時(shí)交付。

6 結(jié)語

本文討論了PHM技術(shù)對(duì)基地級(jí)工廠維修保障的影響，PHM的引入能夠有效提高維修質(zhì)量，降低維修費(fèi)用，壓縮修理周期，具有顯著的軍事和經(jīng)濟(jì)效益。目前，基地級(jí)工廠在推進(jìn)視情維修工作，極大的促進(jìn)了維修方式的轉(zhuǎn)變，隨著PHM技術(shù)研究的深入和完善，PHM將對(duì)基地級(jí)工廠維修保障工作產(chǎn)生更加積極而深遠(yuǎn)的影響。