民用飞机维修工作的多电化，数字化和智能化趋势分析

白卫国

摘 要：面对国际主流民用飞机设计和制造的多电化、数字化和智能化趋势，传统飞机维修行业将逐渐面临从维修理念，管理体系和技术的变革。本文通过分析，探讨传统飞机维修行业的应对这一变革的方式和方法。

关键词：飞机维修，维修变革，维修体系，多电化，数字化，智能化

1.中国民航飞机维修体系和现状分析

1.1民航飞机维修体系概述

根据CCAR121《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》中第121.362 条规定：运营合格证持有人应当建立一个维修系统来保证其飞机持续符合型号设计要求及有关中国民用航空规章中的维修要求。目前国内航空公司维修体系主要包括：工程管理、维修计划与控制、人员培训与授权、质量管理四大部分。

用一句话简单概括目前中国民航飞机维修体系就是：经过培训的合格授权维修人员，依据现行有效的适航文件和工卡，按照飞机标准施工要求完成授权范围内的维护和维修工作，记录相应数据并签字，经授权的质量检验审核然后存档，以保证运营飞机的持续适航和航空安全。其中人员的授权和证照管理是核心，现行有效文件管理是基础，持续适航和航空安全是目的。

1.2 民航飞机维修现状分析

航空公司来说主要维修工作包括：航线勤务和维修，定检维修和部件维修工作。维修有以下特点：

（1）人力密集型和技术密集型工作，对维修人员综合素质有较高要求，成熟维修人员成长较慢。

（3）飞机日常维护和维修工作，以重复性和预防性工作为主，比如航前航后工作和定检工作，可能所检查的部件和系统没有问题；一个航线可更换LRU部件，可能设计使用寿命3000飞行小时或者循环，但是为了保障安全，在2000小时或者循环拆下送修，航空公司为此付出极大的维修成本和航材成本。

（4）人为因素对维修工作质量影响较大。

2.未来民航飞机维修工作多电化、数字化和智能化趋势分析

2.1 民航飞机设计制造的多电化、数字化和智能化

目前民航飞机设计制造从传统的机械操纵Fly by cable，电传操纵Fly by wire向计算机操纵Fly by computer发展。以波音交付运行的最先进波音787为例，它区别于传统波音系列飞机的独特设计主要包括：

1）全机许多飞机结构，部件和蒙皮由轻质碳纤维增强塑料（carbon fiber reinforced plastic ，CFRP）制成，符合材料占比达到43%，重量更轻，但结构反而更结实，经济性更好。

2）大尺寸LCD的驾驶舱主显示系统，显示功能集成化。

3）机组信息系统（CIS）可以实现终端与飞机之间的无线数据传输，提高效率，预测故障。

4）采用高速光纤共用数据网络（CDN）的共用核心系统（CCS）

5）飞机架构电气化，被称为“多电”飞机，包括

？电控和作动的刹车系统

？电驱动的空调系统，无发动机和APU引气，便于精确控制，提高发动机效率。

？电加温的机翼前缘防冰系统。

7）汉胜APS5000无引气APU，两台起动发电机，用于地面辅助电源，起动大发。

8）航线可更换件LRU减少，787驾驶舱只有13个航线可更换件，零部件及其成本相当于B777和B747的一半。

9）飞机维护系统通过传感器自动收集和分析故障信息，并定位故障和给出排故建议。

2.2 未来民用飞机维修工作趋势分析

（1）多电化：未来飞机电源系统逐渐占据重要位置，甚至可能从“多电”向“全电”发展。要求维修人员从机械和电子专业分类向“机电一体化”全能发展。

（2）数字化：区别于以前的传统机械操纵Fly by cable，目前先进民航客机以“电传”Fly by wire和计算机操纵Fly by computer为主，飞机各系统遍布传感器，以监控系统工作状态和各类参数，只要飞机系统开始运转，就会产生大量的运行数据和各类维修信息。一般国内大型航空公司每天产生的数据量在亿级以上，通过QAR下载和地面维修系统的输入的数据也十分庞大。但是目前对这些大数据的开发和综合分析还十分有限，需要针对机队产生的运行数据和维修数据进行有效分析，针对各系统和重要部件（发动机，APU和起落架等）进行健康状态趋势监控，根据监控趋势从“按时”检修到“按需”检修。从而实现预测故障，节约维修成本。

（3）模块化：飞机的航线可更换件LRU逐渐减少，系统控制集成度越来越高，例如传统飞机可能1个系统有一个控制器或者计算机，目前逐渐发展为一个管理计算机控制相互联系的多个系统。

（4）专业技术化：特种工艺和材料（比如复合材料，光纤和钛合金等）使用逐渐增大，对维修专业技术和工艺有更高要求。

（5）智能化：飞机通过遍布机身各个系统的传感器搜集状态信息，分析系统工作状态，并进行健康状态监控，可以主动隔离出现故障的系统和通道，给出针对性的准确率高的排故建议，个人经验要求逐渐降低。

3.面对“智能”飞机，传统飞机维修行业需要如何应对

（1）淡化机械和电子维修专业划分，培养“机电一体化”维修综合人才。

（2）充分利用飞机运行和维修产生的“大数据”，做好趋势分析和状态监控，从按时维修实现按需维修。

（3）区分一般勤务授权和专业专人维修技术授权，对需要高技术维修工作开展针对性培训和授权。

（4）開发利用现代维修检测技术，比如：3D扫描，在飞机出厂交付时对机身结构和系统进行全机扫描，建立飞机健康状态基线，后期根据运营情况定期对飞机健康扫描，没有问题就不需要进行C检级别的整机大修，有问题再进行针对性的人工复检和维修。也可以开发飞机外观检查扫描门对飞机进行蒙皮和外部设备进行检查，当飞机穿过扫描门，即可对飞机外表结构是否有损伤，划痕和凹坑进行检查，并判断是否超标。也可以开发小型维修辅助机器人或智能工具工装，代替或者辅助人工进行一些简单的重复性工作。

4.总结

维修管理体系和维修技术的发展，总是伴随着民航飞机技术的发展。民航飞机设计和制造逐渐多电化、数字化、模块化和智能化，同样的，飞机维修工作也需要进行相应的变革和发展，以保障民用飞机的持续适航和运营安全，提高维修效率，减少维修成本。

参考文献：

[1]中国民用航空局，《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》CCAR121

[2]中国民用航空局，《2017 年民航行业发展统计公报》，中国民用航空局网站

[3]波音公司，787相关介绍资料