0 引言

典型的民用飞机通常有几十年的寿命期，期间会暴露在各种各样的环境中。正常运营需要对飞机及其组件开展大量维修和保障。因此，维修是贯穿于飞机整个使用寿命周期的工作，是关系飞机的全生命周期成本的重要因素。

维修与维修性是密切联系的两个不同概念。维修是一种工作。而维修性是一种设计特性，是在飞机的研制过程中，设计人员把增进维修可达、便利的特性结合到飞机设计中，所采取的设计措施。要从根本上解决维修问题，做出主要贡献的应该是在飞机设计阶段的维修性设计，而维修性需求是否被完整、正确地确认作为设计输入，对于是否能设计一架维修性良好的飞机具有关键影响。

传统的需求捕获方式有很多，场景分析是一种常用的需求捕获技术。场景分析最初应用于软件工程领域，从用户的角度出发，从场景的角度来设计测试用户，分析出真实的用户需求。本文通过场景分析的手段，将维修人员置于选定的维修场景里，分析与各维修维度之间的交互关系，捕获的分析结果经过转化，形成一致的、可追溯的、可验证的维修性需求。

1 维修场景层级构建

目前场景技术已被引入到系统工程领域，用于描述维修人员与飞机及维修环境之间的相互作用关系，可用于飞机功能识别和维修性需求的捕获。在民用飞机研制过程中，不同阶段维修性工作内容的重点各不相同。可行性论证阶段的重点是提出维修概念和维修性需求，维修场景分析即将维修人员置于预期的维修场景中，通过分析维修人员的预期行为，从而获得维修性需求的方法。

维修场景层级构建的目的是为了完整地捕获并确认需求，为保证所捕获需求的完整性，那么维修场景应尽量完整，覆盖到所有可能的场景。本文在面向维修场景架构层级开发时，首先考虑满足适航法规的要求，对规章要素进行提取，其次根据民机研制经验，充分考虑实际维修活动，构建出自顶向下的三个民用飞机维修场景层级，维修阶段维修类别维修任务，同时根据实际维修活动中的关键点，确定每个层级若干要素，以尽可能地保证场景的完整性。

2 维修场景各层级要素

2.1 维修阶段层级

维修阶段层级的建立充分考虑民用飞机全生命周期的维修性，按照维修深度和实施场所，确定了民用飞机第一层级的5个维修阶段:

1）航前、航后、过站维修阶段:又称外场维修，典型工作包括:

航行前维修:完成航后维修后，第一次飞行前的维修;

过站维修:完成航行前维修后，执行下个航后维修之前，在基地或经停站所在地进行的维修;

航行后维修:航后维修应该在完成当日计划航班飞行后执行。

2）特殊维修阶段:针对频繁雷击、遭遇恶劣天气、不正常着陆等某种特殊原因而进行的非定期检查，例如:

经过雷击、重着陆或颠簸飞行后的检查;

经过鸟击或冰雹后的检查;

厨房液体溢出状况检查等。

3）定检维修阶段:指根据适航性资料，在航空器或者航空器部件使用达到一定时限进行的检查和修理;

4）非例行维修阶段:指飞机出现故障、缺陷时，或在日常维修工作中检查、发现故障、发现缺陷时，需要及时或限时实施的维修工作;

5）拆解维修阶段:飞机退役阶段，拆解飞机获得有价值的零部件，拆解工作包括机身各部件的拆卸。

2.2 维修类别

从不同的角度出发，维修有不同的分类方法。本文将维修过程中可能出现的维修任务及活动合理来划分，形成以下15个维修类别:

1）润滑:通过润滑剂减缓磨损，降低摩擦阻力，例如:起落架作动筒组件的润滑;

2）勤务:为飞机加水、加油等保持固有设计性能的维修;

3）目视检查:确定一个部件是否能执行其设计功能的观察工作，例如:目视检查应急撤离滑梯气瓶压力是否在正常的工作压力范围;

4）一般目视检查:主要为检查明显故障、损坏等迹象，例如:一般目视检查装饰板;

5）详细目视检查:对组件、部件进行仔细检查，例如:详细检查救生绳及其接头是否完好;

6）特殊详细检查:这种检查需要专门的检查设备及技术，还可能需要进行清洁或分解，例如:运用内窥镜、特殊检查压气机静子叶片;

7）操作检查:发现故障的工作，例如:操作检查扩音器;

8）功能检查:定量的检查部件、系统的功能，例如:功能检查刹车系统;

9）恢复:把部件、系统恢复到规定的标准所进行的工作;

10）报废:产品到了规定的寿命限制，进行退役，例如:报废发动机滑油滤芯;

11）修理:对部件的损伤或者缺陷进行修理，使其能继续使用;

12）调节/测试:通过调节/测试来确定组件或者系统的可用性;

13）拆卸/安装:拆卸或者安装航线可更换及相关组件、部件等;

14）清洁/退喷漆:特定部件或者区域的清洗或喷漆;

15）DDG维修程序:在参照最低设备清单放行时执行的偏离放行维修程序。

2.3 维修任务来源

维修任务为维修场景层级的第三层，从维修人员执行的维修任务来源出发，维修任务主要有以下几种:

1）来源于飞机制造厂家提供的维修计划文档（根据统计的机队的日平均利用率、飞行循环比等安排执行的定期检修任务）;

2）适航当局颁布的要求增加的部分维修任务:AD（适航指令）、CAD等，根据飞机及部件制造厂家的SB（服务通告）、SL（服务信函）等文件; 目的在于实施针对机身结构或部件的检查、改装、改型和修理;

3）航线类及定检例行维修中产生的非例行任务（针对维修过程中发现缺陷的处理），包括更换、修理及超手册修理等;

4）故障保留任务，飞机在飞行后或维修检查中发现的偏离，因工具、航材、维修时间等问题，不能在飞机起飞前排除;

5）部件维修手册:有装机使用时间和有库存放时间限制或寿命限制的部件，进行拆换的维修任务;

6）需向局方报批或得到认可，由飞机制造厂批准的改装或修理等技术方案;

7）航空公司根据维修手册制定针对频繁雷击、遭遇恶劣天气、不正常着陆等某种特殊原因而进行的非例行的检查。

3 维修场景确认流程

3.1 维修场景确认流程

在通过以上三个层级进行维修场景确认时，遵循图1基本流程，首先从层级一、层级二各取一个元素进行交互组合，再根据维修人员执行上层场景时，开展的具体维修任务进行细分，构成的若干个任务单元即为初步的维修场景。最后根据实际各维修阶段的任务和特点，排除不存在或重复的任务单元，形成最终的维修场景清单。

3.2 维修场景确认示例

本章以某型民用飞机特殊维修阶段场景确认为例，具体阐述维修场景层级示例，本示例仅作简化示例，特殊维修的状态检查仅选取了15个维修类别中的一项“详细检查”，举例维修场景确认的方法，如表1所示。

基于以上层级确认的特殊维修阶段详细检查类别维修场景清单，如表2所示。

4 维修性需求捕获过程

4.1 维修场景分析维度

维修场景分析旨在通过分析维修人员在维修场景中的预期行为，充分捕获利益攸关方的需要，进一步完善维修性设计。

对维修人员在选定维修场景下行为的研究，首先要确定维修工作中的关键点，即维修要素。维修要素的确定，能够使维修人员的维修工作，即每一个操作步骤更加清晰。例如:在维修工作中，首先维修人员需要使用对应的维修手册、资料等对维修工作提供相应的工作依据和指导。其次在维修工作的实施过程中，维修人员需要使用设备工具，同时实施维修时，维修人员所处的环境也会对维修操作产生影响。根据上述维修思路，引入质量管理中“人”、“机”、“料”、“法”、“环”五个概念，结合实际维修活动，形成了五个基本维修维度。

1）“人”:对应民机维修活动中的维修人员，在维修场景分析中主要考虑维修安全、维修防差错要素;

2）“机”:考虑维修人员的维修对象，及周边区域布置。包括维修对象所属区域、接近口盖、标识/标签，维修对象若为设备应包含尺寸、重量等要素信息;

3）“料”:应包括维修人员执行维修任务时所需要的耗材，及需要更换的可消耗件/备件等要素信息;

4）“法”:维修工作都要以一定的局方文件或者技术资料作为依据，对维修工作进行指导，“法”考虑维修中所依据及使用的维修程序、规章条款、厂家手册等技术资料;

5）“环”:主要分析维修时的支撑环境，即为维修人员在进行维修任务时所应具备的外界条件。“环”不应只考虑资源环境，还应考虑天气等影响维修人员操作的物理环境等。

4.2 维修性需求捕获流程

基于维修场景分析的维修性需求捕获流程如图2所示。分为场景确认及需求捕获两部分，根据维修场景确认流程，在选定维修场景下，维修人员一系列的维修操作即为行为单元，在此基础上，逐项分析各行为单元与5项维修维度的交互关系，即可捕获、提炼出相应的维修性需求。

4.3 维修性需求捕获示例

选取表3的某型飞机特殊维修阶段场景清单中的“厨房液体溢出后的详细检查维修场景”，举例阐述维修性需求的捕获。

首先针对行为单元1“清理溢出液体”，此操作涉及维修维度“料”耗材元素:维修人员需使用消毒剂对液体溢出的区域进行清理，捕获维修性需求“耗材应与主流机型使用的耗材具备共通性”。

针对行为单元2“检查防水层是否破损渗漏到下层区域”，维修人员检查防水层，若发生破损需更换防水层。涉及维修要素“料”备件元素，捕获维修性需求“防水层应可以修复或易于更换”。继续分析维修要素“法”，若更换防水层，维修人员需依据实施手册，捕获维修性需求“应有防水层损伤维护标准及对应的修理程序”，分析维修要素“机”布置，捕获维修性需求“防水层应设计成可分块单独拆卸，且不需要拆除周围的设备”。

本案例仅简述维修性需求捕获思路，全场景的需求捕获在此不再赘述。

5 结论

本文引入了场景分析的概念，充分考虑适航法规的要求，并结合民机研制经验，对规章要素进行提取，构建出自顶向下的民用飞机维修场景的基本框架，在此维修场景的框架中，根据实际维修活动进一步形成场景分析的5个维修维度，提出了基于场景分析的维修性需求捕获方法，并通过案例进行阐述，得出如下结论。

1）基于场景确认的方法，在此定义维修场景的框架中，能够描述飞机维修各个阶段的维修活动，能够更有层次、完整地描述各层级之间的关系以及整个维修活动，完成飞机全生命周期维修场景的确认;

2）完整、正确地确认维修场景是维修性需求捕获的基础，在维修场景确认完成后，依据需求捕获流程，分析维修人员选定场景下与各维修维度的交互关系，能够完成维修性需求的捕获，确保了捕获的需求的完整性、正确性及可追溯性。为飞机维修性设计及需求捕获提供了有效方法。

参考文献