張凱凱

（上海飛機設(shè)計研究院，中國 上海 200120）

0　引言

民用飛機維修性設(shè)計的目標(biāo)是保證設(shè)計、研制和生產(chǎn)的民用飛機能夠方便而經(jīng)濟地保持在或恢復(fù)到規(guī)定的狀態(tài)，滿足規(guī)定的適航要求，降低維修任務(wù)的復(fù)雜性，減少對維修人力及其他資源的要求，降低運營成本，滿足客戶對飛機高使用率和低維修成本的期望，是一種重要的質(zhì)量特性。今利用計算機虛擬維修仿真技術(shù)，結(jié)合維修障礙分析方法，使維修性問題盡早發(fā)現(xiàn)并解決。

1　維修故障分析

在飛機維修過程中，存在維修操作不當(dāng)、工作空間狹小、工人維修姿勢不科學(xué)及作業(yè)強度大等諸多難以回避的問題，這樣就導(dǎo)致了較長的維修周期和較高的維修成本?，F(xiàn)如今利用飛速發(fā)展的虛擬維修仿真技術(shù)，通過維修障礙分析方法在飛機的全壽命周期發(fā)現(xiàn)并協(xié)調(diào)解決維修性問題。

維修障礙（Maintenance Trouble）[1]是指維修不能夠簡便、迅速、經(jīng)濟的事件或狀態(tài)。維修障礙的發(fā)生不利于預(yù)定維修事件的完成，嚴(yán)重時會導(dǎo)致事件的中止或失敗。而維修故障分析 （Maintenance Trouble Analysis，MTrA）是以可能發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生的維修事件為分析對象，預(yù)測和發(fā)現(xiàn)維修故障，對維修故障的原因、影響進行分析，并把每一個維修故障按它對維修任務(wù)的妨礙程度予以分類，提出可以采取的補救措施的過程。

所以，進行MTrA的目的是在于查明維修過程中發(fā)生的一切維修障礙，以便通過改進設(shè)計或其它補救措施來實現(xiàn)維修的方便、快捷，當(dāng)不能通過設(shè)計來消除時，從維修工具、防護措施等方面著手，降低維修障礙的影響，切實提高飛機的維修性。其基本思路如下圖1所示[2-3]。某一故障模式對應(yīng)一個或多個故障原因，一個故障原因產(chǎn)生一個維修事件，而每一個維修事件可能對應(yīng)一個或多個維修障礙發(fā)生。

圖1　維修障礙分析過程

根據(jù)虛擬維修仿真以及人素工程等依據(jù)，維修障礙可分為可達性障礙、差錯性障礙、維修安全障礙和人素障礙，如下表1所示。

表1　維修障礙分類

2　虛擬維修仿真

虛擬維修過程主要包括：（1）虛擬建模；（2）虛擬過程仿真；（3）基于虛擬維修仿真的維修性分析評價這三個方面，其中虛擬建模主要包括人體建模、各種設(shè)備及工具等的三維數(shù)字模型的建立，一般通過CAD軟件實現(xiàn)。當(dāng)前，DELMIA的維修仿真流程，以維修任務(wù)為仿真對象，在建立虛擬樣機、維修人員人體模型的基礎(chǔ)上，用戶與系統(tǒng)采用交互的方式，將整個維修過程形象、逼真、直觀地再現(xiàn)出來，同時將仿真過程中獲取到的各種數(shù)據(jù)提供給維修性分析評價人員，進行相關(guān)的維修性分析與評價，并提出設(shè)計修改建議，使整個飛機維修過程更加科學(xué)化、人性化。

以某型號飛機起落架艙為例，搭建虛擬維修環(huán)境，利用DELMIA進行虛擬維修仿真分析，結(jié)合MTrA的分析過程總結(jié)成下述分析表2。通過對障礙的深入分析最終為維修性設(shè)計的改進提供依據(jù)。

表2　維修障礙分析表

3　結(jié)論

本文針對民用飛機維修性設(shè)計的特點，在虛擬維修仿真的基礎(chǔ)上，引入維修障礙分析方法，對維修過程中不合理的操作及姿態(tài)進行優(yōu)化，使維修工具可達可視，人體最大限度地處于舒適狀態(tài)，減少作業(yè)疲勞，減輕人為因素對航空維修事故的影響，為及時發(fā)現(xiàn)并協(xié)調(diào)維修性問題的解決提供一種參考依據(jù)。

【參考文獻】

［1］于永利,郝建平,杜曉明,張柳.維修性工程理論與方法[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.

［2］常瑞承,張小波,洪國鈞.艦船維修障礙及影響分析技術(shù)應(yīng)用[J].艦船科學(xué)技術(shù),2011.

［3］吳杰,孫剛.DELMIA系統(tǒng)在航空維修中的應(yīng)用研究[J].航空制造技術(shù),2011.

［4］呂川.維修性設(shè)計分析與驗證[M].北京：國防工業(yè)出版社，2012.1.