呂瑞，陶書弘

（1.航空工業(yè)沈陽飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所；2.中國(guó)航發(fā)控制系統(tǒng)研究所，北京 100095）

伴隨著飛行保障設(shè)備的持續(xù)性發(fā)展，大容量、自動(dòng)化、智能化、參數(shù)化屬于目前的主要發(fā)展方向，在實(shí)際的裝備系統(tǒng)不斷復(fù)雜的環(huán)境之下，所涉及到的設(shè)備數(shù)量以及類型也在不斷的增加。但是，當(dāng)前關(guān)于飛行保障裝備的維修保障體制體系仍然比較陳舊，主要是以定期維修的計(jì)劃體系為主在，這一種體系模式必然會(huì)呈現(xiàn)出維修力度不足、維修過剩等相關(guān)問題，同時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)也比較多，在維修期間的不確定性因素還會(huì)導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間過長(zhǎng)，從而直接影響飛行保障裝備的使用價(jià)值。借助狀態(tài)維修的決策支持系統(tǒng)，可以更好的判斷飛行保障裝備的維修需求，并以運(yùn)行數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、檢測(cè)數(shù)據(jù)、特征參數(shù)等進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化、分析、評(píng)估以及預(yù)測(cè)，從而促使飛行保障設(shè)備可以更好的維持最佳狀態(tài)。對(duì)此，探討飛行保障裝備基于狀態(tài)的維修決策支持系統(tǒng)具備顯著是實(shí)踐性價(jià)值。

1 飛行保障裝備基于狀態(tài)的維修決策支持系統(tǒng)框架

決策支持系統(tǒng)本質(zhì)上融入到?jīng)Q策、支持以及系統(tǒng)三項(xiàng)功能，并以大量的數(shù)據(jù)計(jì)算、有機(jī)的模型組合、人機(jī)交互性溝通、輔助性維修決策等方式為使用者提供科學(xué)的決策幫助。一整套全面性、系統(tǒng)化的飛行保障設(shè)備狀態(tài)維修決策支持系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足下面的幾點(diǎn)基礎(chǔ)性要求。（1）可以針對(duì)飛行保障裝備提供日常登記、常規(guī)維護(hù)、更換、管理等不同環(huán)節(jié)的技術(shù)支持。（2）可以對(duì)飛行保障裝備提供可靠性、重要性等相關(guān)指標(biāo)的評(píng)價(jià)支持，并給予次提供維修決策的相關(guān)數(shù)據(jù)。（3）可以為飛行保障裝備的監(jiān)測(cè)點(diǎn)提供相關(guān)的信息管理以及監(jiān)控，同時(shí)按照設(shè)備本身的運(yùn)行情況以及分析的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，從而及時(shí)發(fā)放關(guān)于飛行保障裝備的狀態(tài)與故障等相關(guān)信心。（4）針對(duì)飛行保障裝備的故障問題進(jìn)行分析，判斷可能存在的故障部位，同時(shí)對(duì)其中的故障可能風(fēng)險(xiǎn)因素，提供信息庫(kù)和診斷報(bào)告。（5）可以提供一個(gè)短期或長(zhǎng)期的維修周期預(yù)測(cè)和優(yōu)化支持，并為維修周期提供決策性的支持。（6）可以及時(shí)制定具體的維修方案，同時(shí)針對(duì)方案本身提供審核性的評(píng)價(jià)。

按照上述的幾點(diǎn)功能要求，飛行保障裝備的狀態(tài)維修決策支持系統(tǒng)至少需要下面幾點(diǎn)功能模塊。

（1）系統(tǒng)管理。這一模塊的主要作用在于用戶的跟蹤與信息記錄，并針對(duì)用戶的權(quán)限提供統(tǒng)一性的配置與管理。

（2）綜合信息管理。這一模塊可以提供飛行保障裝備綜合信息的儲(chǔ)存與管理支持，這一些綜合信息主要涉及到設(shè)備的基礎(chǔ)信息、設(shè)備的變動(dòng)信息、設(shè)備的運(yùn)行信息、設(shè)備的潤(rùn)滑管理信息以及RCM等數(shù)據(jù)管理支持。

（3）模塊庫(kù)管理。這一模塊可以提供一個(gè)模型庫(kù)的儲(chǔ)存管理以及運(yùn)行管理等支持。

（4）FMEA分析。這一模塊可以為飛行保障裝備的故障進(jìn)行針對(duì)性模塊分析，并按照具體的設(shè)備或者是系統(tǒng)，做好故障模塊和影響的分析，同時(shí)針對(duì)設(shè)備或系統(tǒng)本身的重要性進(jìn)行分度，并針對(duì)設(shè)備的運(yùn)行以及維修決策的需要提供相關(guān)的知識(shí)與數(shù)據(jù)。按照重要性的分析結(jié)果提供最佳的維修方案建議。

（5）狀態(tài)評(píng)價(jià)。這一模塊的主要功能在于為飛行保障裝備提供狀態(tài)評(píng)價(jià)的平臺(tái)。狀態(tài)評(píng)價(jià)過程中需要從設(shè)備數(shù)當(dāng)中選擇一個(gè)系統(tǒng)或者是設(shè)備，并根據(jù)相關(guān)的規(guī)則從模型庫(kù)當(dāng)中進(jìn)行挑選，同時(shí)調(diào)用其中的內(nèi)容進(jìn)行評(píng)價(jià)，并按照最終的評(píng)價(jià)結(jié)果明確設(shè)備故障的具體狀態(tài)。

（6）故障診斷。這一模塊主要是按照狀態(tài)評(píng)價(jià)模塊所提供的結(jié)果，采取具體的故障診斷方式，并針對(duì)異常的狀態(tài)采用故障診斷處理，并判斷出具體的故障原因、故障部位以及故障模式，同時(shí)提供故障診斷的具體報(bào)告。

（7）狀態(tài)預(yù)測(cè)。這一模塊可以為飛行保障裝備提供狀態(tài)預(yù)測(cè)支持，針對(duì)狀態(tài)評(píng)價(jià)當(dāng)中的異常運(yùn)行的設(shè)備或者是系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并采用預(yù)測(cè)的模型判斷后續(xù)一段時(shí)間的運(yùn)行火使用情況，同時(shí)按照數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中的閾值進(jìn)行對(duì)比從而判斷壽命等數(shù)據(jù)。

（8）維修決策和優(yōu)化。這一模塊當(dāng)中飛行保障裝備運(yùn)行和維修決策屬于核心內(nèi)容，其主要涉及到為周期性的維修決策。系統(tǒng)本身會(huì)先對(duì)設(shè)備的維修方法、周期進(jìn)行判斷并優(yōu)化，并將維修的建議提供給具體的決策人員，決策人員可以按照設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果以及越策的結(jié)果、維修建議等信息選擇出最佳的應(yīng)對(duì)方案。

（9）維修任務(wù)。按照選定的維修方案執(zhí)行具體維修任務(wù)。

2 飛行保障裝備基于狀態(tài)的維修決策支持系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

2．1 硬件結(jié)構(gòu)

飛行保障裝備的維修決策支持系統(tǒng)主要是建設(shè)在內(nèi)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)之上，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)則是以Client/server模式為主。系統(tǒng)可以劃分為設(shè)備、功能以及網(wǎng)絡(luò)通信三個(gè)層面。設(shè)備層主要是為飛行保障裝備提供不同傳感器與數(shù)據(jù)采集站的支持。功能層則是以不同工作站、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器為主，其主要的功能作用在于數(shù)據(jù)信息的采集以及分析處理，并完成部分狀態(tài)的評(píng)價(jià)、系統(tǒng)故障的分析，做好診斷、狀態(tài)預(yù)測(cè)以及維修決策和優(yōu)化等支持。網(wǎng)絡(luò)通信可以提供一個(gè)部分連接與交互性的通道，并應(yīng)用以太網(wǎng)作為連接系統(tǒng)，應(yīng)用TCP/IP協(xié)議作為主要的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。

2．2 軟件結(jié)構(gòu)

飛行保障裝備的決策支持系統(tǒng)主要是以windows系統(tǒng)作為主體，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要涉及到數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)以及模型庫(kù)。以數(shù)據(jù)庫(kù)為主，數(shù)據(jù)庫(kù)屬于決策支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)，其主要涉及到數(shù)據(jù)庫(kù)以及管理系統(tǒng)兩個(gè)方面。數(shù)據(jù)庫(kù)則是以飛行保障裝備維修決策的信息支持為主，其不僅涉及到設(shè)備的基礎(chǔ)信息以及設(shè)備的重要性評(píng)價(jià)結(jié)果，同時(shí)還會(huì)涉及到設(shè)備運(yùn)行、維修歷史以及狀態(tài)預(yù)測(cè)等相關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)的管理系統(tǒng)可以完成對(duì)不同數(shù)據(jù)的描述、管理以及維護(hù)，同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理系統(tǒng)還支持?jǐn)?shù)據(jù)的瀏覽以及數(shù)據(jù)關(guān)系的構(gòu)建，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)告的生成，并做好與模型庫(kù)的關(guān)聯(lián)，可以及時(shí)從模型庫(kù)當(dāng)中獲取模型并將相關(guān)的數(shù)據(jù)模型計(jì)算結(jié)果傳送到知識(shí)庫(kù)，并實(shí)現(xiàn)閾值分析，從而為決策支持系統(tǒng)的故障判斷提供基礎(chǔ)。

2．3 工作流程

飛行保障裝備的狀態(tài)維修決策工作流程如下：

（1）根據(jù)相關(guān)的規(guī)則針對(duì)飛行保障裝備當(dāng)中設(shè)備、子系統(tǒng)、部件等提供一個(gè)層次結(jié)構(gòu)分明的裝備樹。

（2）針對(duì)不同的子系統(tǒng)提供故障模式以及影響分析判斷，并完成故障樹和可靠性統(tǒng)計(jì)相關(guān)分析計(jì)算，在獲得子系統(tǒng)的故障模式以及故障誘因基礎(chǔ)上，將上述數(shù)據(jù)存入到知識(shí)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。

（3）按照FMES分析的結(jié)果以及專家知識(shí)結(jié)果，對(duì)設(shè)備的重要性進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)獲得相關(guān)的指標(biāo)。按照規(guī)則明確具體的設(shè)備和系統(tǒng)不同維修模式特征。為了進(jìn)一步降低維修的成本，需要對(duì)重要性相對(duì)較低的設(shè)備應(yīng)用定期維修方式。而對(duì)于重要性較高的設(shè)備則需要在正常使用狀態(tài)下應(yīng)用例外維修方案。在設(shè)備出現(xiàn)潛在故障時(shí)，需要進(jìn)一步強(qiáng)化監(jiān)督控制，規(guī)避異常風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生。在狀態(tài)檢測(cè)中出現(xiàn)超出閾值的現(xiàn)象則需要及時(shí)進(jìn)行故障判斷并維修。為了更好的明確維修決策合理性，需要做好周期性的判斷。同時(shí)將評(píng)價(jià)的結(jié)果以及進(jìn)維修決策的結(jié)果儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。

（4）針對(duì)重要的設(shè)備采用狀態(tài)采集以及檢測(cè)技術(shù)完成在線、離線的狀態(tài)評(píng)估。假設(shè)轉(zhuǎn)臺(tái)綜合系統(tǒng)的工作狀態(tài)正常，則系統(tǒng)可以持續(xù)進(jìn)行。假設(shè)系統(tǒng)狀態(tài)超出了預(yù)定的閾值，則需要落實(shí)故障診斷，并按照診斷的具體結(jié)果以及裝備所需要承擔(dān)的任務(wù)做好預(yù)防性的維修決策。

（5）針對(duì)有維修需求的設(shè)備需要及時(shí)制定具體的維修方式。維修的方案制定必須按照設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)的結(jié)果以及預(yù)測(cè)的結(jié)果做好運(yùn)行和維修經(jīng)驗(yàn)的分析；6、維修方案制定之后需要及時(shí)提交給維修保障人員提供綜合性的評(píng)價(jià)，并按照評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行維修，從而確保飛行保障裝備可以保持最大化的使用效益。

3 結(jié)語

綜上所述，飛行保障裝備的狀態(tài)維修決策支持系統(tǒng)可以借助數(shù)據(jù)庫(kù)的支持，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、分析，并按照異常數(shù)據(jù)的表現(xiàn)采用計(jì)算、閾值對(duì)比等方式明確具體故障，并按照裝備本身的健康狀態(tài)提供維修決策，盡可能縮短維修的成本與時(shí)間，從而提升整個(gè)決策方案的可靠性。這一系統(tǒng)可以有效的改變傳統(tǒng)定期維修的方式，并適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)設(shè)備的使用壽命以及工作的周期。但是，在具體應(yīng)用中決策支持系統(tǒng)本身仍然屬于一個(gè)輔助角色，只能夠提供建議而不是指出最佳的答案，所以仍然需要相關(guān)工作者更好的了解裝備的特征與使用需求，從而最大程度的提高決策支持系統(tǒng)的使用效益。