■ 錢(qián)藝斌 王振志 黃鵬偉 柳偉民 陳垂?fàn)N/廈門(mén)航空有限公司

0 引言

民用飛機(jī)客艙設(shè)施維修既牢系安全，又與服務(wù)品質(zhì)緊密相關(guān)。除了滿(mǎn)足適航性要求外，客艙設(shè)施的品質(zhì)直接影響旅客乘機(jī)體驗(yàn)。如何在成本投入和旅客滿(mǎn)意度之間取得平衡，是客艙維修工作的難點(diǎn)。民用客機(jī)客艙設(shè)施的維修方案與航空公司的市場(chǎng)定位高度相關(guān)，特別是一些大型航空公司，機(jī)隊(duì)客艙設(shè)施構(gòu)型豐富，機(jī)齡跨度大，客艙設(shè)施的狀態(tài)將直接影響服務(wù)品質(zhì)。

隨著經(jīng)營(yíng)規(guī)模不斷擴(kuò)張，國(guó)內(nèi)某航空公司的機(jī)隊(duì)規(guī)模已經(jīng)突破200 架次，雖然仍保持大部分波音系列飛機(jī)，但新飛機(jī)必然擁有全新構(gòu)型的客艙設(shè)施。以客艙座椅為例，構(gòu)型已達(dá)13 種，這13種構(gòu)型中，同一構(gòu)型的座椅可能僅裝在同一型號(hào)的飛機(jī)上，也可能裝在不同型號(hào)的飛機(jī)上。

隨著飛機(jī)數(shù)量及航班數(shù)量的增多，與客艙設(shè)施相關(guān)的維護(hù)記錄數(shù)據(jù)量急劇膨脹，且更加復(fù)雜化，內(nèi)容形式呈多樣化，形成了龐大的客艙設(shè)施維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)資源。

民用飛機(jī)制造商提供的維修方案并不涉及客艙設(shè)施，因?yàn)檫@部分內(nèi)容與航空公司的市場(chǎng)定位高度相關(guān)。當(dāng)前，客艙設(shè)施涉及的各級(jí)別維護(hù)工作主要依靠經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，缺少較為系統(tǒng)、準(zhǔn)確的客觀(guān)數(shù)據(jù)支持，導(dǎo)致實(shí)際維護(hù)過(guò)程中精準(zhǔn)度不足，存在盲目性。

因此，研究算法模型，對(duì)已有的客艙設(shè)施維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)資源進(jìn)行整合挖掘，結(jié)合日常維護(hù)中積累的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)研究客艙設(shè)施品質(zhì)模型，建立一套直觀(guān)可量化的狀態(tài)模型。后續(xù)可通過(guò)可量化的狀態(tài)數(shù)據(jù)，為客艙設(shè)施維修方案的調(diào)整、重要保障、成本控制等提供客觀(guān)依據(jù)，為開(kāi)展精準(zhǔn)維修、提升客艙設(shè)施品質(zhì)提供數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)也能提高維修效率，降低維護(hù)成本，合理利用人力。

1 解決方案

1.1 計(jì)算影響客艙設(shè)施品質(zhì)各級(jí)項(xiàng)目的權(quán)重

以單機(jī)為例，結(jié)合日常維護(hù)過(guò)程中積累的經(jīng)驗(yàn)，篩選出對(duì)客艙設(shè)施品質(zhì)影響較大的項(xiàng)目，將這些項(xiàng)目設(shè)置成多級(jí)指標(biāo)（一級(jí)指標(biāo)為最終輸出的整機(jī)客艙品質(zhì)分值）。

對(duì)比各級(jí)指標(biāo)兩兩間對(duì)客艙品質(zhì)影響的重要性，通過(guò)層次分析法（AHP）計(jì)算出各級(jí)指標(biāo)對(duì)客艙品質(zhì)影響的權(quán)重，計(jì)算結(jié)果如圖1 所示。

從圖1 可以看出計(jì)算所得各級(jí)指標(biāo)的權(quán)重，使項(xiàng)目對(duì)客艙品質(zhì)的影響得到了進(jìn)一步的量化。權(quán)重所占比例的大小，代表著其對(duì)客艙設(shè)施品質(zhì)影響的多少。所列各級(jí)指標(biāo)中的項(xiàng)目相關(guān)維修記錄數(shù)據(jù)因此而變得有意義。

圖1 影響客艙設(shè)施品質(zhì)的各級(jí)指標(biāo)及其權(quán)重

最終一級(jí)指標(biāo)客艙品質(zhì)分值的高低，能直觀(guān)、快速地反映出機(jī)隊(duì)的客艙設(shè)施狀態(tài)，可以為開(kāi)展客艙設(shè)施預(yù)防性維護(hù)工作提供數(shù)據(jù)支撐，挖掘出數(shù)據(jù)的部分價(jià)值。但要真正將客艙品質(zhì)量化，還需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理。

1.2 四級(jí)指標(biāo)的狀態(tài)量化模型

主要考慮客艙中有一定壽命周期且需定期更換的重要部件，如座椅坐墊、背墊、客艙內(nèi)飾墻紙等，根據(jù)歷史維護(hù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)學(xué)建模驗(yàn)證。

四級(jí)指標(biāo)所涉及部件分為舒適性部件和功能性部件。對(duì)所述舒適性部件建立衰減函數(shù)模型，對(duì)所述功能性部件建立可靠度函數(shù)模型。兩者雖然是通過(guò)不同的數(shù)學(xué)原理計(jì)算所得，但都能較為客觀(guān)地量化部件狀態(tài)。

1）舒適性部件

隨著使用時(shí)間的增加，舒適性部件的各項(xiàng)屬性均會(huì)出現(xiàn)不同程度的下滑，從而影響部件的舒適性，因此，選擇建立衰減模型，根據(jù)壽命周期規(guī)律闡述舒適性的變化情況。

舒適性部件的衰減模型采用Z 型函數(shù)，有：

式中，k、a、b為需要求解的參數(shù)值；c為舒適性部件衰減到最后的最低分值，即給定的結(jié)束值；t為飛行小時(shí)。

對(duì)部分衰減模型進(jìn)行示例，經(jīng)濟(jì)艙座墊的具體衰減模型如圖2 所示，其中，k=0.8；a=0.000438533；b=-7.345；c=0.2。

圖2 經(jīng)濟(jì)艙坐墊衰減模型（無(wú)單位）

2）功能性部件

在規(guī)定時(shí)間（設(shè)計(jì)壽命）內(nèi)，規(guī)定條件（如溫度、負(fù)載、電壓等）下，產(chǎn)品正常運(yùn)轉(zhuǎn)或服務(wù)正常的概率稱(chēng)為功能性部件的可靠度?？煽慷仁怯脕?lái)衡量功能性部件在規(guī)定壽命完成規(guī)定功能的能力，可采用正態(tài)分布、兩參威布爾分布、三參威布爾分布、伽馬分布及廣義伽馬分布函數(shù)模型分別計(jì)算，取值最大的函數(shù)模型，計(jì)算獲得該部件的初始自然衰退分值。

以經(jīng)濟(jì)艙作動(dòng)筒為例，采用正態(tài)分布衰減模型：

圖3 經(jīng)濟(jì)艙作動(dòng)筒衰減模型

1.3 例行維護(hù)工作對(duì)四級(jí)指標(biāo)的影響

飛機(jī)進(jìn)行C 檢、A 檢、航線(xiàn)日常例行維護(hù)工作后，飛機(jī)的客艙設(shè)施品質(zhì)必然得到提升。因此，考慮將這部分提升轉(zhuǎn)變成可量化的分值，融入到客艙設(shè)施品質(zhì)評(píng)分體系中。

對(duì)所有涉及客艙設(shè)施品質(zhì)的工卡數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、統(tǒng)計(jì)、分類(lèi)，根據(jù)工卡執(zhí)行的程度，結(jié)合維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，分析各類(lèi)維護(hù)工卡對(duì)四級(jí)指標(biāo)品質(zhì)的影響，計(jì)算執(zhí)行例行工卡對(duì)各待評(píng)價(jià)部件分值的影響，獲得各待評(píng)價(jià)部件的自然衰退分值。

判斷提升后的分值是否超過(guò)1，如果超過(guò)1，則第k份例行工卡執(zhí)行后分值提升的自然衰減函數(shù)為：

初識(shí)老胡，是在一次圖書(shū)采訪(fǎng)研討會(huì)期間。會(huì)上，他沉默寡語(yǔ)，一如他平日做派，敏事慎言，以“行”代“言”，稍微點(diǎn)頭便是算對(duì)發(fā)言者的首肯了。會(huì)下，他同我交流地方志采訪(fǎng)事宜，我便聊起上海圖書(shū)館方志收藏?cái)?shù)量、特點(diǎn)及開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀。未及說(shuō)完，他悠悠一句：何日有暇，請(qǐng)來(lái)敝館看看我們收藏的戲劇方志，那可是上圖不及的啊！雖令我語(yǔ)塞，但爾后幾番打聽(tīng)，得知老胡任職的上海戲劇學(xué)院圖書(shū)館在其獨(dú)到眼力和勤勉采集之下，專(zhuān)題類(lèi)方志文獻(xiàn)量大質(zhì)高，特色獨(dú)具，并且關(guān)于戲劇類(lèi)專(zhuān)業(yè)資料獨(dú)霸滬上，傲視群雄，便不由得對(duì)老胡有格外起敬之意。

式中，t為部件的使用時(shí)間。

如果沒(méi)有超過(guò)1，則第k份例行工卡執(zhí)行后分值提升的自然衰減函數(shù)為：

循環(huán)上述兩步，最終迭代得到第n份例行工卡執(zhí)行后分值提升的自然衰退函數(shù)fn（t）。需要注意的是，f0=f。

進(jìn)行歸一化處理，設(shè)部件分值滿(mǎn)分為100 分，則自出廠(chǎng)T時(shí)刻起該部件的分值為：

1.4 非計(jì)劃維修對(duì)客艙設(shè)施各級(jí)部件的影響

非計(jì)劃維修是指對(duì)多發(fā)型/重復(fù)性故障的維修，對(duì)這部分?jǐn)?shù)據(jù)采取觸發(fā)機(jī)制。在一定周期內(nèi)，同一部件單機(jī)故障率或機(jī)隊(duì)故障率達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，該故障為多發(fā)故障。預(yù)設(shè)值可根據(jù)航空公司的定位進(jìn)行設(shè)置。

式中，P為部件分值的平均值；F為對(duì)應(yīng)時(shí)刻的分值。多發(fā)性故障對(duì)某類(lèi)部件分值的影響：假設(shè)多發(fā)性故障的確認(rèn)時(shí)間為T(mén)1、排除時(shí)間為T(mén)2，則該類(lèi)部件的綜合分值為 。其中，a為根據(jù)多發(fā)性的嚴(yán)重程度人為設(shè)定的給定值，范圍為[0，1]。當(dāng)故障率超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，在客艙設(shè)施品質(zhì)評(píng)分上進(jìn)行一定扣減。故障率越高，相應(yīng)的扣減分值越大。

1.5 單機(jī)客艙設(shè)施品質(zhì)可量化分值方案

根據(jù)上述對(duì)各級(jí)指標(biāo)的分類(lèi)定義，采用數(shù)學(xué)模型，結(jié)合維護(hù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，分析出各級(jí)指標(biāo)對(duì)客艙設(shè)施品質(zhì)的可量化計(jì)算方式，最終擬合成單機(jī)客艙設(shè)施品質(zhì)分值。

根據(jù)加權(quán)平均的方法，求出對(duì)應(yīng)上層第k-1 級(jí)的分值：

式中，k為層級(jí)；n為各層級(jí)項(xiàng)數(shù)；為各項(xiàng)分值； 為對(duì)應(yīng)各項(xiàng)權(quán)重。

2 實(shí)際應(yīng)用

2.1 客艙設(shè)施品質(zhì)狀態(tài)模型

通過(guò)上述解決方案，建立飛機(jī)單機(jī)客艙設(shè)施品質(zhì)評(píng)價(jià)模型，結(jié)合歷史維護(hù)數(shù)據(jù)，以某航3 架波音737NG 飛機(jī)的客艙設(shè)施狀態(tài)進(jìn)行品質(zhì)模型創(chuàng)建，如圖4 ～圖6 所示，圖中的縱坐標(biāo)為客艙設(shè)施品質(zhì)分值；橫坐標(biāo)為飛機(jī)飛行小時(shí)；與縱坐標(biāo)平行的豎線(xiàn)為各級(jí)別C 檢的飛行小時(shí)；曲線(xiàn)為客艙設(shè)施品質(zhì)衰減模型。

圖4 某航B-5151飛機(jī)客艙設(shè)施品質(zhì)模型

圖5 某航B-5535飛機(jī)客艙設(shè)施品質(zhì)模型

圖6 某航B-5601飛機(jī)客艙設(shè)施品質(zhì)模型

從圖4 ～圖6 中可以看出：

1）3 架飛機(jī)在同一時(shí)間點(diǎn)的客艙設(shè)施品質(zhì)分值存在差異，分值的高低直接體現(xiàn)當(dāng)前飛機(jī)客艙設(shè)施品質(zhì)的狀態(tài)?？梢詾楹娇展局匾桨噙x擇提供客觀(guān)數(shù)據(jù)支撐。

2）B-5535 在執(zhí)飛13373FH 后執(zhí)行C2 檢，該C2 檢對(duì)于該機(jī)客艙品質(zhì)的提升比另外兩架飛機(jī)大。經(jīng)過(guò)核查，發(fā)現(xiàn)B-5535 的C2 檢維護(hù)深度更深，更換部件較多，因此整體分值略高于另兩架飛機(jī)。

3）B-5601 在 執(zhí) 飛21824FH 后 執(zhí)行C3 檢，C3 檢后該機(jī)的客艙設(shè)施品質(zhì)分值提升較大。核查維修數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在C3 檢期間，除了維護(hù)加強(qiáng)外，還翻新了部分行李架墻紙，使該機(jī)客艙設(shè)施品質(zhì)分值提升明顯。

4）B-5535 執(zhí)行C4 檢后，整機(jī)客艙設(shè)施品質(zhì)分值提升幅度較小。核查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)該航客艙MP（維修計(jì)劃），該飛機(jī)經(jīng)濟(jì)艙扶手膠皮本應(yīng)在C4 檢進(jìn)行整機(jī)翻新，但實(shí)際上并未執(zhí)行。該工作推遲到33859FH 才完成。

2.2 實(shí)行精益化維修

根據(jù)行業(yè)形勢(shì)及公司發(fā)展需要，實(shí)時(shí)優(yōu)化維修方案，控制維修成本。如座椅墊翻新間隔優(yōu)化，通過(guò)模型算法提供的客觀(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)公司發(fā)展定位等信息，對(duì)所有座椅墊進(jìn)行優(yōu)化：在其服役期間整體翻新一次。預(yù)計(jì)，僅座椅墊翻新成本就可節(jié)約10 萬(wàn)元/架。

2.3 合理進(jìn)行國(guó)產(chǎn)替代件開(kāi)發(fā)

根據(jù)客艙設(shè)施品質(zhì)模型曲線(xiàn)，篩選出部分更換頻率高、單價(jià)高的進(jìn)口航材，通過(guò)論證其國(guó)產(chǎn)替代件的開(kāi)發(fā)價(jià)值，評(píng)估開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)替代件的可行性。采用國(guó)產(chǎn)替代件取代進(jìn)口配件，降低維護(hù)成本。

2.4 改進(jìn)維護(hù)技能，提升維護(hù)效果

根據(jù)客艙設(shè)施品質(zhì)模型曲線(xiàn)，可找出各級(jí)別維護(hù)出廠(chǎng)后飛機(jī)客艙設(shè)施品質(zhì)曲線(xiàn)中的突變點(diǎn)（曲線(xiàn)異常上升或下降），及時(shí)掌握造成曲線(xiàn)突變的原因，后續(xù)及時(shí)改進(jìn)維護(hù)方式，提升出廠(chǎng)質(zhì)量。

3 總結(jié)

隨著民用航空業(yè)的快速發(fā)展，人們生活品質(zhì)不斷提升，對(duì)客艙設(shè)施品質(zhì)提出了更高的要求。無(wú)論是客艙設(shè)施整體環(huán)境的提升，還是設(shè)備故障率的降低，維修大數(shù)據(jù)在其中都起到了至關(guān)重要的作用。以往憑借經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)的工作方式將慢慢轉(zhuǎn)化為以數(shù)據(jù)模型分析為主的工作方式。只有不斷對(duì)客觀(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，及時(shí)準(zhǔn)確地掌握算法模型，才能迅速建立響應(yīng)機(jī)制，形成具有針對(duì)性的維修方案，提升維護(hù)質(zhì)量，降低維修成本。