0 引言

民用飞机航线可维护件是指在飞机上（原位）可直接维修和拆装的飞机零部件，包含航线可更换单元（LRU）、航线可维修件（LMP）和航线可更换项（LRI）。LRU指可在飞机上（原位）直接更换的具备独立功能的部件、组件等。LMP指可在飞机上（原位）直接更换的零件、部件等，是LRU的组成部分。LRI指可在飞机上（原位）直接更换的零件、部件，发生故障后通常直接报废，或按照标准施工程序对其进行修理或测试。^[1-2]

民用飞机航线可维护件是在飞机产品研制过程中设计确定的，其划分的合理性需要综合考虑多种因素^[3-5]。同时，也是一个反复迭代、逐步优化的过程^[6]。但是目前的航线可维护件划分相关研究主要集中在定性权衡上，缺少航线可维护件划分的定量方法^[7-12]。因此，本文提出了一种航线可维护件划分的定性定量综合权衡方法。

1 航线可维护件划分原则

航线可维护件划分是经济性、维修性与可靠性权衡的结果，是客户需求的最直接体现。

在进行航线可维护件划分时，应遵循以下原则:

1）参考成熟或相似机型划分层级;

2）MTTR应低于航线过站时间;

3）航线可维护件应没有法规、安全、人员特殊技能、特殊设备等方面的限制;

4）组件中包含多个部件时，具有独立功能的部件应允许在飞机上（原位）独立更换;

5）有物理连接，无独立功能，更换或修理价格较低且可靠性较高的部件可以考虑合并成一个LRU;

6）更换或修理价格过高的部件须考虑拆分为多个LRU或形成LMP。

航线可维护件划分方法如图1所示。首先确定航线可维护件划分候选项，进行初步定性分析后，确定需进一步分解的项目，再进行定量权衡，确定最优的航线可维护件划分方案。

2 航线可维护件划分初步定性分析

根据飞机的物料清单，排除永久形式连接的部件，剩余的所有部件作为航线可维护件的候选项。

对于所有的候选项进行航线可更换限制分析，考虑法规限制、航线维修人员资质及数量要求、装卸与运输要求等因素。

初步划分出LRU/LMP/LRI，一般将标准件和通用电子元器件定为LRI。对于物理上不能拆分的部件，没有独立功能的，定为LMP，有独立功能的定为LRU。具有独立功能的LRU，进行进一步分解分析。这里的独立功能，是指作动、监控、指示、保护、控制、计算、过滤等系统功能。

参考成熟机型的可维护件清单或者相似机型的最佳实践，确定需要进一步分解的项目。

3 航线可维护件划分定量权衡

对于需要进一步分解的项目，列出下级部件，再次进行定性分析，评估航线更换限制等，排除有限制的项目后，进行定量分析。

3.1 直接维修成本（DMC）分析

所有的维修任务可以分为计划维修和非计划维修，两类维修任务又分别可以分为原位维修和离位维修。

计划维修任务中，报废或恢复维修任务的直接维修成本与维修材料费、计划维修间隔和人工费有关。检查类的维修任务直接维修成本与人工费、计划维修间隔有关。可以根据公式（1）进行不同划分方案的计划维修任务的直接维修成本估算。

非计划维修任务的直接维修成本和零部件采购价格、人工费、平均失效间隔时间（MTBF）和平均非计划拆卸间隔时间（MTBUR）有关。可以根据公式（2）和公式（3）进行不同划分方案的非计划维修任务的直接维修成本估算。

3.2 库存成本分析

可维护件的库存量与航材可靠性、订货时间、周转时间等成正比。当划分层级过高时，库存成本会升高，当划分层级过低时，备件种类增多，管理成本会有所增加。可以根据公式（4）分析不同划分方案的平均库存成本。

3.3 可靠性分析

航线可维护件的划分会影响签派可靠度（DR）。签派可靠度是指航班没有因飞机技术故障而引起延误或取消，按照航班计划正常放行的几率。划分层级越高，可能导致放行限制条件增多或故障后不能放行。划分层级越低，故障定位时间增加，也可能导致签派可靠性降低。上一层级的航线可维护件签派可靠度可以根据下一层级各项签派可靠度来进行预计。

3.4 维修性分析

航线可维护件的划分应满足平均修复时间（MTTR）的要求。航线可维护件的平均修复时间，应低于飞机过站时间，以免影响航班签派。平均修复时间可根据公式（5）进行分析。

式中:

N_i——第i个可维护件的数量;

λ_i——第i个可维护件的故障率。

3.5 定量权衡

首先将各项定量指标进行处理，除DR外，其他指标用1-各项指标来进行处理。根据公式（6）将各项定量指标映射到同一区间上，值越高则划分方案越好。

式中:

$x_i^{*}$——处理后的定量指标;

x_i——各项定量指标。

综合考虑各专家意见，得到各指标的权重因子，越重要的因素则权重因子越高。将权重因子和各指标计算求和，值较高的划分方案应优先考虑。

4 案例研究

以某型飞机氧气系统的可维护件划分为例进行说明。根据飞机的物料清单，氧气系统共有成品件42项。

对这42项进行初步定性分析，无航线更换限制项，没有永久连接件、标准件和通用电子元器件。筛选出物理上不需拆分的部件，其中没有独立功能的支架和管路有24个，定为LMP，有独立功能的有4个，定为LRU。可进一步分解的有14项，再参考成熟机型的可维护件清单或者相似机型的最佳实践，确定需要进一步分解的项目，其中6项需要做进一步划分的定量权衡，列出具有代表性的项目进行初步定性分析，结果如表1所示。

以便携式氧气瓶组件为例进行进一步定量权衡。进一步划分方案定义为方案B，如表2所示。表中的项目均无航线更换限制项。

根据维修计划文件可知便携式氧气瓶组件无计划维修任务。非计划维修任务的直接维修成本计算结果如表3所示。便携式氧气瓶组件、氧气瓶为非消耗件，面罩包袋、面罩、卡箍、捆扎带为消耗件。

根据公式（2）和公式（3）计算可得方案A的DMC为0.3美元/飞行小时，方案B的DMC为0.21美元/飞行小时。

根据下表4和公式4计算方案A和方案B的每架机总库存成本。假设一个机队架机数为10，方案A的库存成本为4 784美元，方案B的库存成本为4 802美元。

根据相似机型的经验，方案A和方案B中的项目均为最低设备清单中的项目，不影响签派。签派可靠度均为1。

根据表5和公式（5）计算，将方案B的各项指标进行平均处理，得两种方案的MTTR分别为0.2 h和0.204 h。

根据上述定量分析，可以得到两种方案的各项指标，如表6所示。

根据公式6将各指标进行处理。综合考虑各专家意见，得到各指标的权重因子，将权重因子和各指标计算求和，计算结果见表7。根据权衡结果方案A的权衡结果为0.469，方案B的权衡结果为0.531，因此应采用方案B，将便携式氧气瓶组件继续划分。

5 结论

在进行民用飞机航线可维护件划分的过程中，需要进行定性和定量的综合权衡。经过分析和论述可以得到以下结论:

1）结合物料清单，通过航线可更换限制分析、初步LRU/LMP/LRI划分、参考成熟机型/相似机型的最佳实践进行初步定性分析;

2）以便携式氧气瓶组件划分为例进行定量权衡，综合考虑DMC、库存成本、DR、MTTR，得到最优划分方案。

参考文献