论文部分内容阅读
【摘 要】航空器维修可以保障飞机安全和提高航空公司的运营效率，传统模式下的航空器维修已无法满足航空界对安全和效率的要求，随着计算机和网络的发展，数字化的维修模式应用到了航空器维修中。本文着重介绍了数字化在民用航空器维修体系中的应用。
【关键词】维修、安全、效率、数字化
0 绪论
近二十几年来，计算机和网络的发展无疑给人们的工作生活带来了许多便利。跟不上数字化时代的步伐就意味着被淘汰。计算机和网络对于民航业的影响同样是巨大的，它大大加速了航空器设计、制造以及后续维修、使用的发展。安全和效益无疑是航空界最关注的两个目标，也是航空公司立足之本，核心竞争力的重要体现，两者缺一不可。试想一下，一旦航空公司的飞机因故障和失效势必会增加公司的维修时间和维修成本从而影响公司的运营效率，使公司蒙受巨大经济财产损失。如若这种故障和失效发生在正在运行的飞机上甚至产生了事故，那不光会产生经济财产损失，更可能威胁乘客安全，使公司失去积攒下来的口碑。
以前，由于航材、工装设备、制造及维修工艺的限制，国内航空公司的大部分航材和工装设备依靠国外进口，有的甚至还需要送至国外进行维修。这种维修方式即耗时又耗财，在给航空公司增加运营成本的同时，也大大降低了公司的运营效率。
这种维修方式在“速度就是金钱”，“顾客就是上帝”的今天显然已经不适用了。乘客需要安全，高效以及人性化的服务，航空公司若想在竞争日益激烈的民航业中生存，就必须拥有自己高效和完善的航空器维修系统，保障有足够的航空器和足够安全的航空器。但是由于航空器故障和失效的非可预估性，在做好日常检测和维护工作的同时，完善突发故障和失效的应急处理机制也是十分有必要的。这不光需要高效完善的航空器维修系统，还需拥有完善的质量、生产控制、培训这些与维修系统息息相关的系统，它们的存在使得维修系统能够顺利运转。
1 早期传统的航空器维修模式
传统模式下，航空器维修多遵循的原则是“有故障则修，无故障维护”，这就好比现代汽车维护保养的模式，但航空器跟汽车不同，它对于安全性的要求可比汽车高的多，汽车发生故障还能在地面停歇，飞机发生故障可无法在空中停留。通常航空公司会制定一些周期性的例行检查工作，为航空器做维修保养工作，并人为进行航空器的状态监控，给维修人员增加了监控负担，同时效率也并不高。当维修人员在发现航空器发生故障之后往往需要目视检查故障的情况，并查阅各种纸质维修资料和手册，然后结合自己的经验分析和判断故障产生的原因，最后根据资料和手册要求进行故障排除工作，往往排故需要参与的维修人员众多，耗费的时间缺不见得少。这种被动的维护模式显然无法满足当下对安全和效率的高要求。
造成传统模式下航空器维修效率低下的因素有多种：
航空器无法监控和记录飞行数据，飞行参数，无法记录所发生的故障，缺乏故障的分析和诊断；数据得不到更新、数据更新方式缓慢；技术文件和维修手册多为纸质文件，体积大，重量重，查阅和携带不方便，而且其制造周期比较长，更新速度缓慢，少量存在的技术文件和维修手册的“电子版本”它的数据格式单一，兼容性较差，且采用离线文档格式保存，无法进行在线更新，数据存在过时等风险，如果更新需要人工手动修改，这无疑是改善效果甚微的改变。航材和设备缺乏，需要调送甚至送修国外，维修人员无严格维修规范，致使维修效率低下。这些因素都制约着传统模式下的航空器维修效率。
2 维修资料的数字化
技术文件和维修手册的数字化并不是将纸质文件扫描而后作为电子文档保存至一个计算机数据库供维修人员查阅那么简单。要实现维修手册的数字化需要把航空器的各类技术文件、手册、公告等，诸如：飞机维护手册AMM（Aircraft Maintenance Manual）、故障分析手册TSM（Trouble Shooting Manual）、图解零部件手册IPC（Illustrated Part Catalog）、发动机手册、部件维修手册、飞行手册、服务通告，飞机适用性等，按照各个不同的机型分别进行整理归类，但同时各个文件之间又要建立一定的关联，以供交互查阅，最后进行整合，构成一套完整的数字化资料。文件的存储介质不单单只是文字形式，可以是文字、图表、图形、视频等多种格式的结合，这样就能可使维修人员更方便和直观地查阅资料，同时也能提高维修人员的工作之余的学习兴趣。为了达到更好的用户体验效果，需要建立必要的索引栏和交互链接，以求实现快速查阅。同时，维修资料的数据库必须联网，实现网络更新和网络共享。现如今，移动设备发展迅猛，未来为航空器维修系统独立开发一套移动设备维修资料也并不是没有可能的。这样维修人员就可以随时随地查阅到所需的信息，而不用受没有计算机等局限，为优化维修方式，减小维修人员工作量，提高维修工作效率带来积极影响。
在全球化开展的今天，维修资料的数字化更可以向全球化方向发展，以求实现数据共享，以往类似的维修经验也能互相借鉴，减少维修差错，提高工作效率。特别是对于复杂系统工作而言，以往类似工作得到的经验往往对维修人员有很大的帮助。
3 维修系统的数字化
从广义上来讲，维修系统不光需要有工程技术系统，还需要质量、生产控制及培训系统来支持。所以仅对维修资料进行技术革新是远远不够的，各部门之间的协调统一需要多种信息资源完善整合，在保持快捷高效的沟通协调技术下，又要保证各部门间的责任权限相对独立，数字化的应用可以使这一功能变得易于实现。同时依托网路，各部门间的沟通时效可以大大提高。
质量系统的数字化可以使得维修差错、维修事故等以电子形式保存，以各种多媒体形式传递，可实现第一时间跨地域的传输共享，避免同样的差错、事故发生。同时质量部门可以即时传递各种公告、信息，使维修人员掌握最新注意事项。质量系统保存有电子形式的维修人员授权信息，与培训系统相结合可完善 生产控制系统的数字化使各部门之间的协调沟通变得更加快捷、有条理。维修人员可通过计算机网络查询到维修事件进展，方便进行跟踪事件，亦可查询航材、工装设备的调配情况，使维修更有效率。同时，维修后的纸质资料进行数字化录入，为保存维修资料提供便捷。
传统培训系统中维修操作人员的训练大多是在实物上进行，这种训练方式存在下列缺陷：培训过程中大量耗材的使用和工件、工装设备的消耗，成本较高；新型工装设备投入使用较少，使得培训课程老旧，跟不上最新的维修方式。培训系统数字化后，维修人员可通过模拟维护系统在计算机端完成相同的维护操作，能够节省训练成本，同时起到相同的培训效果。同时，依托计算机技术，许多以前枯燥乏味的书本知识可以通过多媒体形式变得生动形象，提高维修人员的学习兴趣和感知度。
最后，各系统间需要整合成一个完整的维修系统，通过对它们进行采集、传输、汇总、分析、过滤、整合、使得整个维修系统数字化、智能化，对于维修事件快速响应跟踪，同时又兼顾维修安全和维修人员素质提高。
4 航空器系统的数字化
数字化的航空器维修不能光是地面维修资料、维修系统的数字化，还应该考虑到航空器本身的数字化，航空器需要安装机载设备，对飞机的飞行数据，飞行参数进行全局实时监控，并对潜在的不安全因素进行分析预估，并发出决策信息给机组人员，同时对于不安全事件应有记录保存系统，以供飞机落地后维修人员第一时间调用信息进行故障分析、排除。现在的民用航空器如空客机型的飞行中央电子监控系统ECAM（Electronic Centralized Aircraft Monitoring）等可以通过对需要监控的部件区域安装传感器来实现状态监控。未来还可能在航空器易产生腐蚀、损伤的地方加装微型传感器，使得机械结构的状态监测变为可能。
航空器内部的数据更新也可以使用航空专用的接口进行数据更新，早期甚至现在还有部分飞机的数据更新使用的还是3.5英寸软盘。随着机载设备的增加，存储和更新的数据不断增加，这种小容量、低速率的数据更新模式势必会被大容量，高速率的数据更新模式所取代。
5 地面和空中数字化系统的交联
地面系统和空中系统经过数字化后，还需要对两者进行数字化对接，实现实时对接沟通（即可以完成空对地、地对空的信息传递），才能更大的提高维修效率和增加航空器安全。
航空器将飞行数据，飞行参数以及故障信息等通过远程传递技术传递到地面。其中飞机通讯寻址和报告系统ACARS（Aircraft Communications Addressing and Reporting System）将飞行数据和故障信息传递到地面接收站点，然后站点先将这些信息通过分析、过滤、整合，而后传输地面维修系统，地面维修系统对采集的信息再次进行分析、过滤、整合后，做出是否进行处理的决策，并提供相应的实施的方案，联系空中和地面各个系统，空中和地面系统接收到指令后，第一时间做出决策响应，地面维修系统做好各项维修准备。这种地空交联无疑将减少事故、差错的形成，并同时使维修各部门预先做好维修准备，加快了响应速度，提高了维修效率。
6 未来数字化维修系统的展望
对于现在的航空器维护系统而言，数字化已经普遍在各个系统中运用了，但是在维修效率和安全提高的同时，航空器仍无法达到实时无故障运行的状态。如何做好航空器及其部件的性能状态衰减的分析，做好故障的预防机制，使故障和失效未产生就被排除，我们需要将研究方向和研究重点从状态监控，故障分析转向故障和失效的前期诊断、预防性航空器维修领域，让故障和失效扼杀在摇篮中，航空器及其部件总是处于无故障的状态，这虽然是一种理想状态，但随着科技的发展，本人相信终有一天可以实现。
与此同时，基于现在发达的网络技术，未来能能够实现维修资料的无纸化、维修通讯的无线化，使得维修航空器就如同餐馆用平板电脑点菜那般简单。维修人员无需在维修航空器的时候来回奔波于各个场地之间，动动手指就能下发指令，得到需要的信息和材料。减轻维修人员工作负担的同时，也提高了维修效率。
7 总结
随着计算机和网络应用于航空领域，以往的被动式维修模式早已不复存在，主动的维修模式下，航空器本身可以传感和记录飞行数据、飞行参数和故障信息，同时可以就一些应急事件作出指令。航空器与地面系统之间互相交联，使得飞行在空中的时候，地面维修系统快速响应成为可能。各维修系统间实现数字化对接后，对于维修事件的处理甚至是突发事件的处理会更加快速和有条理，同时对维修人员进行事件跟踪带来方便。各种维修资料的数字化在减轻维修人员工作量、给公司减少开支的同时，也给各种资料的整合、更新带来积极影响。
数字化航空器维修作为一种维修理念已存世已久，但要实现更加安全更加有效率的维修，还需不断深入研究。但本人坚信未来数字化航空器维修随着科技的进步将不断完善壮大。
【关键词】维修、安全、效率、数字化
0 绪论
近二十几年来，计算机和网络的发展无疑给人们的工作生活带来了许多便利。跟不上数字化时代的步伐就意味着被淘汰。计算机和网络对于民航业的影响同样是巨大的，它大大加速了航空器设计、制造以及后续维修、使用的发展。安全和效益无疑是航空界最关注的两个目标，也是航空公司立足之本，核心竞争力的重要体现，两者缺一不可。试想一下，一旦航空公司的飞机因故障和失效势必会增加公司的维修时间和维修成本从而影响公司的运营效率，使公司蒙受巨大经济财产损失。如若这种故障和失效发生在正在运行的飞机上甚至产生了事故，那不光会产生经济财产损失，更可能威胁乘客安全，使公司失去积攒下来的口碑。
以前，由于航材、工装设备、制造及维修工艺的限制，国内航空公司的大部分航材和工装设备依靠国外进口，有的甚至还需要送至国外进行维修。这种维修方式即耗时又耗财，在给航空公司增加运营成本的同时，也大大降低了公司的运营效率。
这种维修方式在“速度就是金钱”，“顾客就是上帝”的今天显然已经不适用了。乘客需要安全，高效以及人性化的服务，航空公司若想在竞争日益激烈的民航业中生存，就必须拥有自己高效和完善的航空器维修系统，保障有足够的航空器和足够安全的航空器。但是由于航空器故障和失效的非可预估性，在做好日常检测和维护工作的同时，完善突发故障和失效的应急处理机制也是十分有必要的。这不光需要高效完善的航空器维修系统，还需拥有完善的质量、生产控制、培训这些与维修系统息息相关的系统，它们的存在使得维修系统能够顺利运转。
1 早期传统的航空器维修模式
传统模式下，航空器维修多遵循的原则是“有故障则修，无故障维护”，这就好比现代汽车维护保养的模式，但航空器跟汽车不同，它对于安全性的要求可比汽车高的多，汽车发生故障还能在地面停歇，飞机发生故障可无法在空中停留。通常航空公司会制定一些周期性的例行检查工作，为航空器做维修保养工作，并人为进行航空器的状态监控，给维修人员增加了监控负担，同时效率也并不高。当维修人员在发现航空器发生故障之后往往需要目视检查故障的情况，并查阅各种纸质维修资料和手册，然后结合自己的经验分析和判断故障产生的原因，最后根据资料和手册要求进行故障排除工作，往往排故需要参与的维修人员众多，耗费的时间缺不见得少。这种被动的维护模式显然无法满足当下对安全和效率的高要求。
造成传统模式下航空器维修效率低下的因素有多种：
航空器无法监控和记录飞行数据，飞行参数，无法记录所发生的故障，缺乏故障的分析和诊断；数据得不到更新、数据更新方式缓慢；技术文件和维修手册多为纸质文件，体积大，重量重，查阅和携带不方便，而且其制造周期比较长，更新速度缓慢，少量存在的技术文件和维修手册的“电子版本”它的数据格式单一，兼容性较差，且采用离线文档格式保存，无法进行在线更新，数据存在过时等风险，如果更新需要人工手动修改，这无疑是改善效果甚微的改变。航材和设备缺乏，需要调送甚至送修国外，维修人员无严格维修规范，致使维修效率低下。这些因素都制约着传统模式下的航空器维修效率。
2 维修资料的数字化
技术文件和维修手册的数字化并不是将纸质文件扫描而后作为电子文档保存至一个计算机数据库供维修人员查阅那么简单。要实现维修手册的数字化需要把航空器的各类技术文件、手册、公告等，诸如：飞机维护手册AMM（Aircraft Maintenance Manual）、故障分析手册TSM（Trouble Shooting Manual）、图解零部件手册IPC（Illustrated Part Catalog）、发动机手册、部件维修手册、飞行手册、服务通告，飞机适用性等，按照各个不同的机型分别进行整理归类，但同时各个文件之间又要建立一定的关联，以供交互查阅，最后进行整合，构成一套完整的数字化资料。文件的存储介质不单单只是文字形式，可以是文字、图表、图形、视频等多种格式的结合，这样就能可使维修人员更方便和直观地查阅资料，同时也能提高维修人员的工作之余的学习兴趣。为了达到更好的用户体验效果，需要建立必要的索引栏和交互链接，以求实现快速查阅。同时，维修资料的数据库必须联网，实现网络更新和网络共享。现如今，移动设备发展迅猛，未来为航空器维修系统独立开发一套移动设备维修资料也并不是没有可能的。这样维修人员就可以随时随地查阅到所需的信息，而不用受没有计算机等局限，为优化维修方式，减小维修人员工作量，提高维修工作效率带来积极影响。
在全球化开展的今天，维修资料的数字化更可以向全球化方向发展，以求实现数据共享，以往类似的维修经验也能互相借鉴，减少维修差错，提高工作效率。特别是对于复杂系统工作而言，以往类似工作得到的经验往往对维修人员有很大的帮助。
3 维修系统的数字化
从广义上来讲，维修系统不光需要有工程技术系统，还需要质量、生产控制及培训系统来支持。所以仅对维修资料进行技术革新是远远不够的，各部门之间的协调统一需要多种信息资源完善整合，在保持快捷高效的沟通协调技术下，又要保证各部门间的责任权限相对独立，数字化的应用可以使这一功能变得易于实现。同时依托网路，各部门间的沟通时效可以大大提高。
质量系统的数字化可以使得维修差错、维修事故等以电子形式保存，以各种多媒体形式传递，可实现第一时间跨地域的传输共享，避免同样的差错、事故发生。同时质量部门可以即时传递各种公告、信息，使维修人员掌握最新注意事项。质量系统保存有电子形式的维修人员授权信息，与培训系统相结合可完善 生产控制系统的数字化使各部门之间的协调沟通变得更加快捷、有条理。维修人员可通过计算机网络查询到维修事件进展，方便进行跟踪事件，亦可查询航材、工装设备的调配情况，使维修更有效率。同时，维修后的纸质资料进行数字化录入，为保存维修资料提供便捷。
传统培训系统中维修操作人员的训练大多是在实物上进行，这种训练方式存在下列缺陷：培训过程中大量耗材的使用和工件、工装设备的消耗，成本较高；新型工装设备投入使用较少，使得培训课程老旧，跟不上最新的维修方式。培训系统数字化后，维修人员可通过模拟维护系统在计算机端完成相同的维护操作，能够节省训练成本，同时起到相同的培训效果。同时，依托计算机技术，许多以前枯燥乏味的书本知识可以通过多媒体形式变得生动形象，提高维修人员的学习兴趣和感知度。
最后，各系统间需要整合成一个完整的维修系统，通过对它们进行采集、传输、汇总、分析、过滤、整合、使得整个维修系统数字化、智能化，对于维修事件快速响应跟踪，同时又兼顾维修安全和维修人员素质提高。
4 航空器系统的数字化
数字化的航空器维修不能光是地面维修资料、维修系统的数字化，还应该考虑到航空器本身的数字化，航空器需要安装机载设备，对飞机的飞行数据，飞行参数进行全局实时监控，并对潜在的不安全因素进行分析预估，并发出决策信息给机组人员，同时对于不安全事件应有记录保存系统，以供飞机落地后维修人员第一时间调用信息进行故障分析、排除。现在的民用航空器如空客机型的飞行中央电子监控系统ECAM（Electronic Centralized Aircraft Monitoring）等可以通过对需要监控的部件区域安装传感器来实现状态监控。未来还可能在航空器易产生腐蚀、损伤的地方加装微型传感器，使得机械结构的状态监测变为可能。
航空器内部的数据更新也可以使用航空专用的接口进行数据更新，早期甚至现在还有部分飞机的数据更新使用的还是3.5英寸软盘。随着机载设备的增加，存储和更新的数据不断增加，这种小容量、低速率的数据更新模式势必会被大容量，高速率的数据更新模式所取代。
5 地面和空中数字化系统的交联
地面系统和空中系统经过数字化后，还需要对两者进行数字化对接，实现实时对接沟通（即可以完成空对地、地对空的信息传递），才能更大的提高维修效率和增加航空器安全。
航空器将飞行数据，飞行参数以及故障信息等通过远程传递技术传递到地面。其中飞机通讯寻址和报告系统ACARS（Aircraft Communications Addressing and Reporting System）将飞行数据和故障信息传递到地面接收站点，然后站点先将这些信息通过分析、过滤、整合，而后传输地面维修系统，地面维修系统对采集的信息再次进行分析、过滤、整合后，做出是否进行处理的决策，并提供相应的实施的方案，联系空中和地面各个系统，空中和地面系统接收到指令后，第一时间做出决策响应，地面维修系统做好各项维修准备。这种地空交联无疑将减少事故、差错的形成，并同时使维修各部门预先做好维修准备，加快了响应速度，提高了维修效率。
6 未来数字化维修系统的展望
对于现在的航空器维护系统而言，数字化已经普遍在各个系统中运用了，但是在维修效率和安全提高的同时，航空器仍无法达到实时无故障运行的状态。如何做好航空器及其部件的性能状态衰减的分析，做好故障的预防机制，使故障和失效未产生就被排除，我们需要将研究方向和研究重点从状态监控，故障分析转向故障和失效的前期诊断、预防性航空器维修领域，让故障和失效扼杀在摇篮中，航空器及其部件总是处于无故障的状态，这虽然是一种理想状态，但随着科技的发展，本人相信终有一天可以实现。
与此同时，基于现在发达的网络技术，未来能能够实现维修资料的无纸化、维修通讯的无线化，使得维修航空器就如同餐馆用平板电脑点菜那般简单。维修人员无需在维修航空器的时候来回奔波于各个场地之间，动动手指就能下发指令，得到需要的信息和材料。减轻维修人员工作负担的同时，也提高了维修效率。
7 总结
随着计算机和网络应用于航空领域，以往的被动式维修模式早已不复存在，主动的维修模式下，航空器本身可以传感和记录飞行数据、飞行参数和故障信息，同时可以就一些应急事件作出指令。航空器与地面系统之间互相交联，使得飞行在空中的时候，地面维修系统快速响应成为可能。各维修系统间实现数字化对接后，对于维修事件的处理甚至是突发事件的处理会更加快速和有条理，同时对维修人员进行事件跟踪带来方便。各种维修资料的数字化在减轻维修人员工作量、给公司减少开支的同时，也给各种资料的整合、更新带来积极影响。
数字化航空器维修作为一种维修理念已存世已久，但要实现更加安全更加有效率的维修，还需不断深入研究。但本人坚信未来数字化航空器维修随着科技的进步将不断完善壮大。