改革开放以来,中国民航年均增长速度为17.6%,远远高于国内其他交通运输方式
随着民航业的快速发展,引进飞机数量逐年递增,截止2015年7月,中国民航公共运输类飞机达到2468架
民航飞机机队的快速发展为民航大众化战略的深入推进和满足经济社会发展提供了坚实的保障
不过,大量飞机的引进,使得民航业未来不久将遇到大批量的飞机老龄化以及退租问题,随着各国局方对飞机结构及维护相关规章的不断修订,各国对民航飞机结构审定标准越来越高,以目前国内主流航空公司对飞机结构维护的管理方式,已难以满足不断发展的规章要求及退租要求
一、局方的新要求 (一) CCAR-121R5 《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》的新增要求 为了形成有效的闭环管理,避免“老龄飞机”安全管理上的风险,局方目前正在参照FAR-121部 AA分部“航空器持续适航与安全改进”的相关条款修订CCAR-121R4,在飞机结构方面新增两项重大要求: 1、 飞机的检查与记录审查
对于截止到2016年1月1日使用时间小于14年飞机,必须在该飞机使用到第15年开始的3年之内完成首次检查及记录审查,其重复检查及记录审查时间间隔不得超过7年
而超过14年的飞机必须在2019年之前完成维修记录的审查
还须事先为局方准备好待检查的飞机及其记录(包括重要结构修理报告及每个重要修理的重复检查状态)以供局方检查
“服役年限达到或超过14年的飞机应当对结构修理、改装记录进行检查和评估”,这也导致机龄超过14年的飞机都被认为是“老龄飞机”,以深航为例,目前机龄超过14年的飞机有13架,而这些飞机不论是继续运营还是退租,都需要建立机制确保其结构完整性,而最有效的方法就是从维修记录入手,建立闭环的结构修理记录体系,加强对“老龄飞机”的监控
2、 飞机机身增压边界修理评估
将要求航空公司在每架飞机的75%设计寿命(DSO)之前,针对过去每一个增压边界之内的结构修理进行损伤容限评估(DTA),为每个修理确定重检时限及重检要求,并将此评估要求纳入维修方案
目前深航最老旧的飞机B-2633达到了30000循环,虽然离75%DSO即58000循环的门槛值还有至少12年时间,但由于历史结构修理记录较多,仍然需要提前建立一个体系来应对这些要求,并提早进行评估工作
(二) AC121-59R1 《飞机维修记录和档案》的新增要求 按照CCAR-121部对损伤容限评估的新要求,需要对结构修理进行评估和监控,但局方目前意识到大部分航空公司都没有建立结构维修记录管理体系,对结构修理记录长期处于一个粗放管理的状态,和其它的修理记录混杂在一起,并没有建立单独的结构损伤系统并做到信息提取、分类、监控、评估、追溯等工作,非常不利于结构修理评估和监控,导致影响飞机结构完整性和退租工作的开展,因此目前局方也在大幅度修订AC121-59《飞机维修记录和档案》,对结构修理记录做出了详细的要求,新增内容概括如下: 1、 运营人需要建立飞机结构腐蚀、修理、改装的记录
2、 运营人需要建立结构维修记录管理体系,并针对关键结构的修理进行评估和持续监控,以动态调整和优化结构维修方案
3、 运营人建立结构维修记录需包含航空器基础信息、维修起因类别信息、维修对象的信息、维修类别信息、处置方案的信息、执行记录信息
4、 运营人应当建立正确方法和系统以管理和使用结构维修记录,并应当建立起几何视图的可视索引,以便做到可追溯性管理,确保飞机结构的持续完整性
5、 结构维修记录要求存放安全,查阅迅速方便,有备用方式恢复,除非部件被更换或替代,结构修理和改装记录应该保存至航空器出售或退出服役后一年
6、 运营人需要常备的清单有:重要结构改装清单、重要结构修理清单、飞机外部修理和损伤示意图
以上只是局方对结构维修记录做出的具体要求的概括,细节内容由于非常多,就不一一赘述,具体可参见AC121-59R1
这些要求都来源于航空公司日常工作及退租时遇到问题的总结,局方在AC中对结构修理记录体系的要求之细非常罕见,足以体现局方对结构修理记录体系的重视
二、我司目前的管理手段及不足之处 (一)维修记录方面 航线使用FLB(飞行记录本),工作者除了写FLB之外,目前需在AMICOS系统里建单,将工作内容在系统里重新录入一遍,并可以在内网“维修记录查询”页面中进行搜索查询
定检使用NRC(非例行工卡),工作者除了写NRC单之外,也需在AMICOS系统里建单,将工作内容在系统里简要地重新录入一遍,但目前不能在内网的NRC系统中进行搜索查询
缺陷: 1、 无论是FLB还是NRC,从格式和内容上将不能满足局方对结构修理记录的要求
2、 如果需要查询某个部位的历史修理记录,仅凭AMICOS里简单的修理记录不足以说明问题,必须每次去翻阅所有纸板维修记录,耗时耗力还不一定能查到
3、 租机公司、局方检查飞机时,对方需要看我们某架飞机的结构修理清单及修理记录文件,我们无法及时给出
4、 无法做到按飞机的几何视图建立的结构修理可视索引
(二)修理流程方面 目前超手册修理流程如下: 1、 工作者发现一个超手册结构损伤, 2、 工作者在ETS系统中提交损伤报告给工程师, 3、 工程师通过厂家网站咨询厂家修理方案, 4、 工程师拿到方案后开始进行纸版的DMDOR编写与审批, 5、 工程师在DMDOR审批过后在TDMS系统里编写EO并下发, 6、 工程师在EO编写完毕后答复ETS, 7、 工作者拿到EO后开始施工, 8、 工作者施工完毕后反馈工程师或由PPC将签署后的EO反馈给工程师, 9、 工程师接到反馈后向FAA索取8100-9表或向厂家索取修理批准文件, 10、 工程师得到批准文件后改版DMDOR文件并重新审批, 11、 工程师在DMDOR重新审批完毕后填写EXCEL版的“结构修理后续监控清单”填写需要后续监控的项目并进行人工监控, 12、 工程师将各项修理信息填写在EXCEL版的“超手册修理清单”, 13、 工程师填写完毕后将“超手册修理清单”后发给QA存档
缺陷: 1、 由于时间跨度较长,且没有闭环的系统流程,经常会由于人为因素导致相关人员忘记给工程师完工反馈,工程师也会忘记改版DMDOR,忘记填写超手册修理清单等
2、 ETS系统、DMDOR文件、厂家文件、TDMS系统相对独立,文件类型不统一,没有固定的存档要求,缺少关联,难以查询
3、 由于没有继承关系,大量的内容不能由系统生成,需要重复填写好几遍,比如损伤信息需要重复填写起码9遍(ETS一遍,EO一遍,DMDOR三个文件加改版一共六遍,超手册修理清单再填写一遍),修理方案要重复填写4遍,类似的文件也需要重复审批好几遍,浪费时间和人力
4、 由于没有一套应力分析软件,且迫于时间压力,DMDOR原本应该进行数据分析、强度校核等核心工作被忽略或流于形式
5、 结构修理往往需要后续监控,而监控时间、检查的内容可能都待厂家几年后确定,这就需要工程师人工监控,存在安全隐患
(三)退租资料的准备方面 每次退租,结构方面需要准备的各类清单繁多,维修记录虽然都在档案室,但需要一页一页翻找,并将修理记录都提取出来整理成电子版,最后还需结合实际情况画出飞机损伤图、凹坑图等
缺陷:整理修理记录需要花费大量时间,由于缺少填写规范及监控,结构类修理记录往往内容简略、漏洞百出,很容易被租机公司抓住把柄,导致退租工作举步维艰
(四)结构可靠性方面 由于结构件和系统部件的属性有很大区别,目前结构件的可靠性主要依靠腐蚀信息来分析,但由于结构件的件号繁多,且NRC系统由于记录的信息较少,并不能完全满足作为结构损伤数据信息源的要求
缺陷:质量部门想监控结构部件的可靠性,但是由于没有精确到部件、位置的结构损伤数据来源,结构可靠性一直没有较大进展
(五)维修方案监控方面 波音飞机结构类适航限制项目(AWLs)的检查门槛值是根据MPD SECTION 9中的两类飞行长度敏感(FLS)门槛曲线结合每架飞机不同的小时/循环数画图拟合出来的
而目前我们的AMICOS系统并没有此类拟合计算功能,只能依靠工程师预估每架飞机的小时循环比值后手工进行曲线拟合或解二元一次方程算出各类门槛预估值,并将这些预估值录入AMICOS系统进行监控
缺陷:由于每架飞机的小时循环数都不一样,工程师预估的小时循环数的比值往往与未来的实际情况相差很多,因此估算出来的检查门槛值并不准确
而不准确的门槛值一旦在系统中设定,很可能造成适航限制项目过早或超期执行
只有使用每架飞机每天的小时循环数并时时计算,才能得出精确的检查门槛值并预警,而目前没有一个系统能做到这一点,埋下了安全隐患
综上所述,我们目前还没有一套完整的结构修理管理与记录体系,以目前的管理方式既难以满足未来局方对飞机结构完整性各方面的要求,也难以满足可靠性、退租的要求,极大的抑制了工程能力的扩展空间,且埋藏了众多隐患
由于机队规模越来越大,飞机结构问题涉及的人员、环节众多,如果光凭制定规则,用人肉模式来维持现有状态,无疑是对未来的不负责任
当全社会都在呼吁改革创新时,身在创新之都的我们更是要开阔思维,应建设强大的结构修理管理与记录体系来应对十三五规划
三、新形势下的新思路 (一)各方需求 各方面的需求已经很明确: 1、MCC及航线工作者需要一个能查询到飞机结构损伤位置、是否超标、保留情况的图形索引
2、 结构修理工作者需要一个已经定义好填写内容的、能快速填写结构损伤、修理信息的电子版的维修记录工作单,并且能够生成带电子签名、编写日期与完工日期的纸板工作单
3、 结构工程师及DMDOR单位需要一个能对损伤及修理能从头到尾地进行设计、分析、审批、监控、记录的平台;并能结合每架飞机的小时循环数每日计算适航限制项目的检查门槛值并做监控预警
4、 可靠性小组需要一个能精确到部件、位置的结构损伤数据来源; 5、 退租资料小组需要一个能按飞机导出所有的结构修理数据,并能生成各类修理、改装清单、生成飞机损伤、修理图的平台
结合上述需求,且为了满足CCAR-121R5对损伤容限评估要求、对老龄飞机结构完整性的要求,为了满足AC121-59R1对结构修理记录的细节要求,有必要建立一个统一的、电子化的、闭环的结构维修管理系统,贯穿生产、工程、质量、DMDOR单位
(二)信息化系统的功能设想 闭环的结构维修管理系统需要实现的功能如下: 1、 损伤报告模块:可结合ETS系统、AMICOS系统的数据,实现损伤描述、飞机信息的采集
需采集的损伤数据内容详见AC121-59R1; 2、 修理设计模块:工程师用此模块进行修理设计、强度校核、DMDOR审批、编辑EO或结构修理工作单,并且对厂家邮件、FAA批准文件、DMDOR文件、EO或结构修理工作单进行存档
3、 修理记录模块:提供电子化结构修理记录工作单,方便工作者录入,并且能够生成带电子签名、编写日期与完工日期的纸板工作单,可作为插页插入FLB或定检工作包,工作单填写完毕后能自动反馈工程师
需记录的修理内容详见AC121-59R1; 4、 修理监控模块:对需要后续监控的损伤及修理进行监控,提示工程师在几年内向厂家索要检查时限和检查方法,并对已经确定时限的监控项目进行监控,对尚未确定时限的项目如结构类适航限制项目(AWLs)进行时限计算并监控,能对重复检查的监控项目生成重复检查工作单
5、 图形索引模块:提供每架飞机的三维模型或三视图,可在图形上进行损伤、修理位置标注,点击标注即可查看相应的损伤描述及修理记录
6、 可靠性模块:由于结构损伤信息已经按照件号、位置等信息进行了详细分类,此模块可通过预设的公式对损伤数据进行实时分析,超过上控线可进行可靠性报警
7、 其它功能:包含数据导出功能,人员权限设置功能,邮件发送功能等
(三)信息化系统的细节设想 各模块的细节设想: 1、 损伤报告模块: 工作者通过此模块记录损伤情况,需要记录的内容包括:飞机的机型、机号(生产线号、注册号)、使用时间(包括飞行小时和循环数、日历时间),执行的检修级别和发现该损伤的执行文件号(工卡或EO号)、损伤起因(鸟击、雷击、冰雹、外来物撞击、人为原因、改装原因、其它)、损伤类别(腐蚀、裂纹、凹坑、划痕、折痕、刻痕、分层、崩鼓、材料缺失、灼伤、其它)、损伤发现地点、损伤部件名称、件序号(如有序号)、损伤部件所属的章节号、损伤部件的小时循环数(如是可串件部件)、损伤尺寸、损伤位置、损伤描述、是否超标、腐蚀级别、保留期限、重检要求等,最后还可将损伤图片上传
2、 修理设计模块: 此模块将预设数种修理材料的特性参数,如不同厚度的铝板、不同直径的紧固件的抗拉抗剪强度等,并预设数种SRM典型修理、搭配不同的强度计算公式,工程师或工艺人员可自由选用不同材料,紧固件组合,设置紧固件间距、边距等,并设置修理区域的原始材料厚度等信息,系统会自动计算静强度并与初始静强度进行比对,判断是否满足强度要求
预设DMDOR文件模板,从损伤报告中提取相关信息至DMDOR文件,并在此模块中完成编辑及审批流程
同时将厂家往来邮件、各国局方的批准文件等进行存档
在此模块中,按局方要求填写的字段有:是否加强修理、是否影响外观、是否手册内修理、修理分类(一般/重要)、修理类别(A/B/C类)、修理简述、制造厂家信函号、AD/SB号、按手册修理的章节号及版本号、厂家批准文件、中国局方批准文件、国外民航当局批准文件及其阶段、后续监控要求(需重复检查的项目,需包括检查部件和位置、检查方法、检查门槛值、重复周期等)
3、 修理记录模块: 将修理设计模块的内容及损伤报告模块中的相关信息汇总,生成签署版的EO或修理工作单卡
施工者可以在系统中逐项使用电子签名进行反馈填写及完工签署,还能生成纸板工作单卡,方便施工及作为插页插入FLB或定检工作包存档
EO或修理工作单完工签署后,系统会自动发邮件给工程师进行完工反馈
4. 修理监控模块: 与AMICOS系统形成接口,授权人员可在此进行监控设置,设置对需要后续监控的损伤及修理进行监控,比如提示工程师在几年内向厂家索要检查时限和检查方法;可及时根据每架波音飞机的小时/循环数,按照波音MPD的SECTION9中的两类飞行长度敏感时限曲线对每架波音飞机时时计算各个适航限制项目(AWLs)结构检的门槛值并监控;还可根据后续监控要求(包括检查部件和位置、检查方法、检查门槛值、重复周期)对已经确定时限的监控项目进行监控,能对重复检查的监控项目生成重复检查工作单
5. 图形索引模块: 提供每架飞机的三维模型或三视图,可在图形上进行损伤、修理位置标注,点击标注即可查看相应的损伤描述及修理记录
并支持按飞机导出、打印功能
6. 可靠性模块: 此模块与可靠性平台、NRC腐蚀系统进行接口,由于结构损伤信息已经按照件号、位置等信息进行了详细分类,此模块将通过预设的公式对需要监控的件号范围、位置范围的损伤数据进行实时分析,生成趋势图,超过上控线可邮件通知可靠性工程师进行可靠性报警
7. 其它功能: 包含数据查询、导出功能
查询界面可以按各种条件筛查所需数据(筛选项包括但不限于:时间或者时间段、是否超手册、是否重要、是否影响外表、是否是加强修理、雷击、腐蚀、后续监控等信息,可复选),同时显示所需图示(图形显示也可筛选)
包含导出和打印功能
需要导出的报表有:重要结构改装清单、重要结构修理清单、飞机外部修理和损伤示意图
可对各模块设置人员权限,可实现邮件自动发送功能等
四、总结 当机队规模越来越大,飞机越来越旧,结构维修呈几何级数递增,据统计,前年深航有20个经DMDOR审批的超手册修理,去年达到38个,而最近12个月产生了52个超手册修理
按这个增长速度,等3年后,预计每2天就会有一个超手册修理,加上近几年有大量飞机需要退租,迫切需要一个信息化系统的支持,因此建立结构维修管理系统刻不容缓,及早将老旧飞机的结构修理数据初始化到系统中去,让系统成为保证飞机结构完整性的强有力工具,才能切实保障十三五的发展,做到公司满意、局方宽心
参考文献 [1]中国民用航空局.CCAR-121R5《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》意见征求稿. 2015年1月 [2]中国民用航空局. AC-121-59R1《飞机维修记录和档案》意见征求稿. 2014年8月 [3]中国民用航空局. AC-121-65《航空器结构持续完整性大纲》. 2005年8月 [4]FAA. FAR PART-121《Operating Requirements: Domestic, Flag, AndSupplemental Operations》. 2015年1月 [5]BOEING.《Structure Repair Guidance Document》.D6-81987. 1997年12月 [6]BOEING.《737-600/700/800/900/900ER Maintenance PlanningDocument》. D626A001. 2014年7月