飞行保障装备基于状态的维修决策支持系统研究

吕瑞，陶书弘

（1.航空工业沈阳飞机设计研究所；2.中国航发控制系统研究所，北京 100095）

伴随着飞行保障设备的持续性发展，大容量、自动化、智能化、参数化属于目前的主要发展方向，在实际的装备系统不断复杂的环境之下，所涉及到的设备数量以及类型也在不断的增加。但是，当前关于飞行保障装备的维修保障体制体系仍然比较陈旧，主要是以定期维修的计划体系为主在，这一种体系模式必然会呈现出维修力度不足、维修过剩等相关问题，同时安全风险也比较多，在维修期间的不确定性因素还会导致停机时间过长，从而直接影响飞行保障装备的使用价值。借助状态维修的决策支持系统，可以更好的判断飞行保障装备的维修需求，并以运行数据、历史数据、检测数据、特征参数等进行针对性的优化、分析、评估以及预测，从而促使飞行保障设备可以更好的维持最佳状态。对此，探讨飞行保障装备基于状态的维修决策支持系统具备显著是实践性价值。

1 飞行保障装备基于状态的维修决策支持系统框架

决策支持系统本质上融入到决策、支持以及系统三项功能，并以大量的数据计算、有机的模型组合、人机交互性沟通、辅助性维修决策等方式为使用者提供科学的决策帮助。一整套全面性、系统化的飞行保障设备状态维修决策支持系统应当满足下面的几点基础性要求。（1）可以针对飞行保障装备提供日常登记、常规维护、更换、管理等不同环节的技术支持。（2）可以对飞行保障装备提供可靠性、重要性等相关指标的评价支持，并给予次提供维修决策的相关数据。（3）可以为飞行保障装备的监测点提供相关的信息管理以及监控，同时按照设备本身的运行情况以及分析的结果进行对比，从而及时发放关于飞行保障装备的状态与故障等相关信心。（4）针对飞行保障装备的故障问题进行分析，判断可能存在的故障部位，同时对其中的故障可能风险因素，提供信息库和诊断报告。（5）可以提供一个短期或长期的维修周期预测和优化支持，并为维修周期提供决策性的支持。（6）可以及时制定具体的维修方案，同时针对方案本身提供审核性的评价。

按照上述的几点功能要求，飞行保障装备的状态维修决策支持系统至少需要下面几点功能模块。

（1）系统管理。这一模块的主要作用在于用户的跟踪与信息记录，并针对用户的权限提供统一性的配置与管理。

（2）综合信息管理。这一模块可以提供飞行保障装备综合信息的储存与管理支持，这一些综合信息主要涉及到设备的基础信息、设备的变动信息、设备的运行信息、设备的润滑管理信息以及RCM等数据管理支持。

（3）模块库管理。这一模块可以提供一个模型库的储存管理以及运行管理等支持。

（4）FMEA分析。这一模块可以为飞行保障装备的故障进行针对性模块分析，并按照具体的设备或者是系统，做好故障模块和影响的分析，同时针对设备或系统本身的重要性进行分度，并针对设备的运行以及维修决策的需要提供相关的知识与数据。按照重要性的分析结果提供最佳的维修方案建议。

（5）状态评价。这一模块的主要功能在于为飞行保障装备提供状态评价的平台。状态评价过程中需要从设备数当中选择一个系统或者是设备，并根据相关的规则从模型库当中进行挑选，同时调用其中的内容进行评价，并按照最终的评价结果明确设备故障的具体状态。

（6）故障诊断。这一模块主要是按照状态评价模块所提供的结果，采取具体的故障诊断方式，并针对异常的状态采用故障诊断处理，并判断出具体的故障原因、故障部位以及故障模式，同时提供故障诊断的具体报告。

（7）状态预测。这一模块可以为飞行保障装备提供状态预测支持，针对状态评价当中的异常运行的设备或者是系统进行预测，并采用预测的模型判断后续一段时间的运行火使用情况，同时按照数据库当中的阈值进行对比从而判断寿命等数据。

（8）维修决策和优化。这一模块当中飞行保障装备运行和维修决策属于核心内容，其主要涉及到为周期性的维修决策。系统本身会先对设备的维修方法、周期进行判断并优化，并将维修的建议提供给具体的决策人员，决策人员可以按照设备的状态评价结果以及越策的结果、维修建议等信息选择出最佳的应对方案。

（9）维修任务。按照选定的维修方案执行具体维修任务。

2 飞行保障装备基于状态的维修决策支持系统的整体设计

2．1 硬件结构

飞行保障装备的维修决策支持系统主要是建设在内联网络之上，系统结构则是以Client/server模式为主。系统可以划分为设备、功能以及网络通信三个层面。设备层主要是为飞行保障装备提供不同传感器与数据采集站的支持。功能层则是以不同工作站、数据库服务器为主，其主要的功能作用在于数据信息的采集以及分析处理，并完成部分状态的评价、系统故障的分析，做好诊断、状态预测以及维修决策和优化等支持。网络通信可以提供一个部分连接与交互性的通道，并应用以太网作为连接系统，应用TCP/IP协议作为主要的网络通信协议。

2．2 软件结构

飞行保障装备的决策支持系统主要是以windows系统作为主体，系统的结构主要涉及到数据库、知识库以及模型库。以数据库为主，数据库属于决策支持系统的基础性结构，其主要涉及到数据库以及管理系统两个方面。数据库则是以飞行保障装备维修决策的信息支持为主，其不仅涉及到设备的基础信息以及设备的重要性评价结果，同时还会涉及到设备运行、维修历史以及状态预测等相关数据。数据库的管理系统可以完成对不同数据的描述、管理以及维护，同时数据库的管理系统还支持数据的浏览以及数据关系的构建，同时还能够实现数据报告的生成，并做好与模型库的关联，可以及时从模型库当中获取模型并将相关的数据模型计算结果传送到知识库，并实现阈值分析，从而为决策支持系统的故障判断提供基础。

2．3 工作流程

飞行保障装备的状态维修决策工作流程如下：

（1）根据相关的规则针对飞行保障装备当中设备、子系统、部件等提供一个层次结构分明的装备树。

（2）针对不同的子系统提供故障模式以及影响分析判断，并完成故障树和可靠性统计相关分析计算，在获得子系统的故障模式以及故障诱因基础上，将上述数据存入到知识库与数据库当中。

（3）按照FMES分析的结果以及专家知识结果，对设备的重要性进行评价，同时获得相关的指标。按照规则明确具体的设备和系统不同维修模式特征。为了进一步降低维修的成本，需要对重要性相对较低的设备应用定期维修方式。而对于重要性较高的设备则需要在正常使用状态下应用例外维修方案。在设备出现潜在故障时，需要进一步强化监督控制，规避异常风险事件的发生。在状态检测中出现超出阈值的现象则需要及时进行故障判断并维修。为了更好的明确维修决策合理性，需要做好周期性的判断。同时将评价的结果以及进维修决策的结果储存到数据库当中。

（4）针对重要的设备采用状态采集以及检测技术完成在线、离线的状态评估。假设转台综合系统的工作状态正常，则系统可以持续进行。假设系统状态超出了预定的阈值，则需要落实故障诊断，并按照诊断的具体结果以及装备所需要承担的任务做好预防性的维修决策。

（5）针对有维修需求的设备需要及时制定具体的维修方式。维修的方案制定必须按照设备的状态评价的结果以及预测的结果做好运行和维修经验的分析；6、维修方案制定之后需要及时提交给维修保障人员提供综合性的评价，并按照评价的结果进行维修，从而确保飞行保障装备可以保持最大化的使用效益。

3 结语

综上所述，飞行保障装备的状态维修决策支持系统可以借助数据库的支持，实现对相关数据的采集、分析，并按照异常数据的表现采用计算、阈值对比等方式明确具体故障，并按照装备本身的健康状态提供维修决策，尽可能缩短维修的成本与时间，从而提升整个决策方案的可靠性。这一系统可以有效的改变传统定期维修的方式，并适当的延长设备的使用寿命以及工作的周期。但是，在具体应用中决策支持系统本身仍然属于一个辅助角色，只能够提供建议而不是指出最佳的答案，所以仍然需要相关工作者更好的了解装备的特征与使用需求，从而最大程度的提高决策支持系统的使用效益。