南航／GAMECO维修可靠性管理系统的建立与实施.doc

南航GAMECO维修可靠性管理系统的建立与实施中国南方航空公司GAMECO维修可靠性管理办公室曾玉剑 孙向华 陈钦彬中国南方航空公司机务工程部(以下简称南航)与广州飞机维修公司(以下简称GAMECO)合作，于1995年筹建维修可靠性管理系统。从正式投入运作迄今已有6年。事实证明，该系统的运作是成功的。南航和GAMECO都获益非浅。当然，在成功的背后，也经历了很多坎坷，本文试图对该系统的建立与几年中的运作情况作一分析，与国内同行共享。一、起点：维修可靠性控制方案经批准的中国南方航空股份有限公司维修可靠性控制方案(MRCP)是南航和GAMECO利用可靠性管理开展维修工作的基础。该方案初版(修订日期：1995年4月30日)于1995年5月获得CAAC批准。南航与GAMECO以该文件为依据，投入必要的人力物力资源，建立相应的组织机构，分配权限和职能，明确各部门的责任，向高层领导和基层工作人员提供培训，然后坚持按照方案要求不折不扣地执行。经历过最初的困难期后，从南航广州总部到各分公司、股份公司、到GAMECO各级各部门逐渐接受了该方案。该方案非常成功的一点在于建立丁一套“维修可靠性控制方案修订系统”，使其能够根据南航和GAMECO的实际情况及飞机维修技术和理论的发展得到及时修正、更新和审批。1996年3月20日修订1，1997年4月10日修订2，1997年12月1日修订3，1998年12月16日修订4，2000年2月2日修订5都引入了一些新的维修思想和工作方法，更新或删除了一些描述不清或不适用的条款。这切保证了该方案作为一份“活”的文件，真正起到指导实际工作的作用。其最新的版本是修订5，CAAC批准日期：2000年2月28日，FAA批准日期：2000年12月5日。但万变不离其宗，这几个版本的维修可靠性控制方案基本原理都是一样的：1.维修可靠性控制方案都认为航空器、系统或部件都有一定的固有可靠性水平，这种固有可靠性水平是在航空器设计阶段即已确定了的。除非重新设计、改装之外，任何维修方式或维修工作都不可能提高该水平。2.但通过实施恰当的维修方式或执行有效的维修工作，可以减少航空器固有可靠性水平的下降程度。3.实施维修可靠性管理的目标就是通过对飞机、发动机及机载设备的改装或损坏前的各种有意义的变化征候加以认识、分析、评估、处理和监控，确定各种纠正措施，应用逻辑分析法，科学地制定维修内容，优选维修方式，确定合理的执行间隔，以最少的维修费用，保持和恢复飞机固有可靠性和安全性水平。4维修可靠性管理系统是一个闭环系统，其原理如图1所示：收集能够体现机群可靠性状态的数据，监控纠正措施的有效性及机群状态对这些数据进行分析，将其与预定的警告标准进行对比，对达到警告水平的项目提出警告报告对警告项目进行工程调查，制定纠正措施或修改维修要求相关部门执行纠正措施或修改维修方案，并将此信息反馈给可靠性管理部门图15为实现上述闭环管理，至少需要如下6个子系统：数据收集系统数据显示与报告系统性能标准系统数据分析系统纠正措施系统维修方案管理系统作为辅助，还应建立可靠性方案修订系统。作为南航和GAMECO的特色，在可靠性系统下面还建立了一个发动机性能控制系统，专门负责对飞机的心脏：发动机的性能进行监控。二运作的基础：组织机构早在编写初版维修可靠性控制方案时，南航和GAMECO就考虑到：该系统能否成功地运作，高层管理者是否重视至关重要。使领导重视起来的最好方法是让他们参与进来。因此，南航GAMECO维修可靠性系统中建立了两级权力机构：1.技术评审委员会(TRB)TRB是维修可靠性管理系统的最高权力机构，由南航股份有限公司主管机务的副总经理、总工程师、GAMECO总经理等高层领导组成，每半年召开一次会议，负责对维修可靠性控制方案的有效性进行评估，并对维修可靠性系统运作过程中出现的重大问题作出决定。2.维修可靠性管理委员会(MRCC)MRCC是维修可靠性系统的直接管理机构，由南航总工程师、机务工程部总经理、GAMECO副总经理、南航及GAMECO质量、工程、维修、航材等各主要部门经理、副总监组成，每个月召开一次会议，负责管理维修可靠性系统的运作，如审批性能标准、审批维修方案修订建议、审批警告项目的调查分析报告和纠正措施等。广州基地维修可靠性管理办公室负责筹备、组织这两个委员会会议。通常会议要讨论的议题会随通知一齐发到委员会成员，并且相关的工程技术人员也会被邀请列席会议，以保证会议的高效和决策的专业性。广州基地维修可靠性管理办公室是维修可靠性管理委员会的常务执行机构，下设信息站、分析室、维修方案室、发动机性能控制室、部件管理室等部门，负责维修可靠性控制方案的具体实施。各分公司股份公司维修可靠性管理办公室一般由各公司质控部门为主体组建而成，主要负责各类数据的上报工作及部分警告通知项目的工程调查管理。维修可靠性管理是一项复杂的系统工程，需要飞机运行和维护中各相关部门的大力支持才能顺利地运转。如工程部门负责对可靠性系统中警告项目的工程调查、维修方案修订建议的评估等工作，维修、航材、培训等部门需要向可靠性系统提供数据或执行MRCC相关的决议等等。正是在各部门的大力支持下，CSNGAMECO维修可靠性管理系统才取得了成功。南航GAMECO维修可靠性管理系统组织机构如图2所示：技术评审委员会（TRB）维修可靠性管理委员会（MRCC）维修可靠性管理办公室信息站可靠性分析室维修方案室部件管理室发动机性能控制室可靠性办公室河南公司湖北公司湖南公司贵州公司广西公司深圳公司珠海公司汕头公司海南公司图2三源头：一切从数据开始准确、完善的数据收集是维修可靠性管理系统开展一切工作的基础。CSNGAMECO数据收集与报告系统由维修可靠性管理办公室下属的信息站负责。信息站利用维修可靠性数据收集网络，按照维修可靠性控制方案(MRCP)的要求，完成飞机各类运行、维修数据如航班不正常信息、机组报告、部件修理报告、非例行工卡信息的收集工作。南航现用的数据收集网络是通过PC机MODEM电话线组成的。该数据收集网络的优点是初期投入少。缺点是对公用电话线路依赖性强，数据通信带宽与基于局域网(LAN)广域网(WAN)的系统相比要窄得多，无法实时地更新和共享数据，只能在线路一端将数据打包后发送到对方，后者才能使用这些数据。信息站所维护的数据库中主要收集了如下几类数据：1性能标准类：南航机群的系统警戒值、延误取消警戒值、部件清单和警戒值。2航空器运行、使用和事件类：使用时间、循环、航班不正常事件、航空器运行重要事件、航空器检修重要事件、飞机故障及部件更换情况(主要来源于飞行记录本)等。3调查报告类重大故障缺陷调查报告、重大结构修理报告等。4非例行工卡：主要是飞机定检中发现的问题。5腐蚀防护与控制类：主要是飞机大C检中发现的问题。6部件修理报告7部件修理成本类四维修工作的热点：在报表中突显由于信息站的数据库中集成了各类性能标准，这样就可以通过定期出版各类报表，将实际运行状态与性能标准进行对比，将机群可靠性状况及运行与维修中存在的热点问题显示出来。为可靠性分析、工程调查、维修方案修订等工作提供有力的依据和信息支持。南航维修可靠性月报是可靠性系统用得最多的一种报表。主要包括如下内容：机队可靠性总结延误和取消总结全部ATA章节每百次离港延误取消率超出警戒值的ATA章节：实际情况与性能标准对比的曲线图机组报告总结全部ATA章节每百次离港机组报告率超出警戒值的ATA章节：实际情况与性能标准对比的曲线图部件非计划拆换总结非计划拆换率超出警戒值的部件清单部件非计划拆换率上述清单所列部件实际非计划拆换率与性能标准对比的曲线图发动机拆换和空中停车总结发动机拆换报告故障分析发动机非计划拆换故障分析发动机空中停车结构缺陷报告重大故障报告机群纠正措施执行状况五性能标准：警戒值系统正常情况下，可靠性分析室基于12个月期间的使用经验，通过标准方差的方法，对各机型的系统延误取消率、机组报告率、附件非计划拆换率设定警戒值(性能标准)，并根据机群运行状况定期提出修订建议，报MRCC审批。1.各机型的系统延误取消率按照ATA章节设定警戒值，即性能标准。通过各章节每百次营运放行的延误取消发生率平均值与性能标准的对比，可找出容易造成延误取消的系统，引起进一步的分析、调查和有针对性的纠正措施。在图3所示的例子中，B737机型ATA30章(防冰和防雨)的机组报告警戒值在2000年4月份之前设为0。017，在4月份修订为0019，即：在这一点上，我们希望达到的目标或者说我们设定的标准就是：整个南航B737机队每100次营运放行中，因防冰和防雨系统故障造成的航班延误或取消率应控制在0019以下，否则就要根据不同的情况，决定是否要做进一步的工作。图32.各机型的机组报告率按照ATA章节设定警戒值，即性能标准。通过各章节每百次营运放行的机组报告率平均值与性能标准的对比，可找出容易造成机组报告的系统，引起进步的分析、调查和有针对性的纠正措施。在本例中，B737机型ATA56章(窗)的机组报告警戒值设为0.083，即：在这一点上，我们希望达到的目标或者说我们设定的标准就是：整个南航B737机队每100次营运放行中，机组报告的窗系统故障率应控制在0.083以下，如果超过0.083，则应根据不同的情况，决定是否要做进一步的工作。图43.重要部件按照该件号非计划拆换率设定警戒值，即性能标准。由可靠性分析室建立需要控制部件清单，通过清单中的各个件号非计划拆换率平均值与性能标准的对比，可找出容易经常发生故障造成非计划拆换的部件，引起进一步的分析、调查和有针对性的纠正措施。在本例中，B737机型惯导组件(件号：HGl050AP09)的警戒值设为0105，即：对这一部件，我们希望达到的目标或者说我们设定的标准就是：整个南航B737机队惯导组件(件号：HGl050AP09)非计划拆换率应控制在0105以下，如果超过0105，则应根据不同的情况决定是否要做进一步的工作。图5六.数据分析工程调查纠正措施建立了一套性能标准后，由信息站将收集的实时数据与性能标准进行对比，将超警戒的项目以可靠性月报的形式显示出来，通知分析室。分析室按照MRCP的要求对这些热点问题进行分析，提出警戒报告，送工程部门进行深入的工程调查。分析过程中参考了AMM、FIM、IPC、MEL、SRM、SSM、WRM等主要手册及波音、空客等厂家的ISA、MT、SIL等维修经验数据资料，充分利用信息站能够提供的数据，如延误取消数据、机组故障报告数据、附件非计划拆换数据、修理报告数据、非例行工卡数据、监控数据、维修方案数据等，以发现并确认系统附件的故障模式，找出可能的原因，并提出适当的纠正措施建议。由分析室发出的警告通知报告中已经完成了针对某一热点问题初步的数据采集及分析工作。之所以还需要进一步的工程调查，是为了充分发挥工程部门熟悉飞机系统、部件性能，排故经验丰富的优势，对可靠性分析室提出的初步建议进一步确认和补充。在进行工程调查时应从工作原理入手，结合具体的工作环境，在系统中与其他部件的关系等进行综合分析。工程调查的分析途径包括如下几个方面：1.分析维护工作的排故程序是否合理例1：南航B-2911飞机于061997因风挡加温故障，同一故障在同一天内发生2次航班延误(200分钟)。机务人员在排故时，先后更换了风挡加温控制面板和控制器，没有解决问题。最后发现是线路故障。工程师针对相应的警告通知进行调查时，指出：从SSM可知，风档加温系统的电路连接仅仅是交流汇流条面板控制器接线排风挡。由于面板及控制器起重要控制作用，且易于更换，因此往往首先被换下。调查以上故障的处理方法可以证实这一点。至于与系统有关的其它原因如传感器加热丝在接线排上的连接是否正确可靠；风挡内部传感器；加热丝在空中大压差作用下能否保证不变形不断路；面板和控制器有无改装通告等等则很少考虑或最后才考虑到，但为时已晚。例2：警戒通知P-5-2431-01，警戒描述：维修操作不当导致2806飞机连续出现“MAIN BAT CHGR”信息分析员认为：B2806飞机在95年8月上旬期间，发生9次故障记录，FIM43100 F103信息，使同一故障在7天之内把两个相同的充电机对换了4次最后更换主电瓶充电机，故障才得以排除。在FIM指导中，没有对调主电瓶充电机与APU电瓶充电机的维修措施工程调查认为：主电瓶充电机信息是故障发生的原因，此问题中，由于主电瓶充电机的时好时坏，加上采用对换的错误排故方法，导致故障的根本原因没有查清，使故障多次重复出现。2.考虑是否与维修方案相关调查现行的维修方案系统中有无相关的工卡，在维护计划工作中是否有工程指令在执行它们执行的质量、效果情况如何等。例如：警戒通知C3215205，警戒描述：以有效的维修措施来排除座舱高温故障，分析数据表明：B-2923在9581395820的多次排故均末解决座舱高温的故障，工程调查认为：虽然故障的排除最后是更换空气循环机，但故障真正原因在于散热器清洗的工卡执行未采取正规设备及清洗剂所致。由于空调散热器的散热片空气通道被脏物及封严胶堵塞，使散热器达不到应有的效果。在航后的排故中，由于环境温度降低，往往座舱温度调节又正常。最后，建议修改了维修方案，在每年3月份拆下散热器送车间进行彻底的超声波清洗，同时要求在C检中用合理的清洗剂及设备完成散热器的装机清洗工作。3.系统或部件本身设计缺陷，导致可靠性不高，或是部件在接近大修时限前，提前出现性能普遍衰退情况例如：警戒通知C323090l，警戒描述：磁带粘连，磨损经常出现，磁头损坏分析员认为：95，6958间有7次声音记录器的拆卸工作，因此应该保持仪器干燥，注意清洁。工程调查认为：磁带的本身设计决定其寿命，且不能提高，同时，由于磁带和磁头都是密封在防撞金属壳内，无法进行清洁工作。厂家后来采用固态的记录器代替了磁带式记录器。4.故障由相关部件、系统工作不正常引起，或是工作环境问题引起。例如：液压油脏会引起液压系统部件出现故障，空气脏则会引起空调，或引气系统部件故障率增高警戒通知C3212101：737飞机空调系统再循环风扇可靠性水严明显降低，在分析期97.7986内，其MTBUR 14379远小于世界机群的31473FH分析员认为：轴承磨损导致卡阻。工程调查认为：由于气滤损坏，破碎的气滤导致风扇卡阻，同时累积的灰尘污染滑油，加剧轴承磨损，也导致风扇卡阻。5.拆换件是否存在部件维修质量问题例如：警戒通知C3341201，警戒描述：马赫空速表PN：2083111修理质量不高分析员认为：在分析期9611-971内的6个拆换件中，送某维修厂修理的件装机后使用时间(TSR)都不长，最长的只有1000多小时，工程调查证实了这一点。6.航材问题航材问题包括航材缺件、航材周转、航材库存及运输问题例如；缺件导致故障保留可能超过限制期限。警戒通知P7324205：自动刹车系统重复故障，排故效率不高。在分析期内，发生48起自动刹车系统机组故障报告，工程调查认为，该警告发生的原因在于航材备件不足，故障件不能及时更换导致故障长时间保留。又如：电瓶由于库存时间长，容易发生漏电，可能会导致装机时发生问题等。7.MEL是否正确执行末按MEL正确放行飞机，而执意排故般都会导致航班延误例如：警戒通知D-5222401，警戒描述：最低放行清单MEL未正确执行，造成延误工程调查认为：B2802 SAM上有一故障球翻出，复位后自检，工作正常。第二天，“马赫速度配平c级警告”灯亮，SAM上“人工手柄电门”故障球翻出，短停排故认为，系统需要重新校装，结果排除该故障使航班延误233分钟。事实上，该项目可参考MEL 222401放行(c级信息)，即只要两个马赫速度配平系统中有个工作正常就可放行。8.设备或装置的使用不当造成故障出现例如：驾驶舱中央仪表面板等容易被茶水浸泡导致短路，另外客舱设备，紧急设备等由于不正确使用而容易被损坏。警戒通知C232101：B737 VHF控制面板PN 6607605故障，造成非计划拆换。工程调查认为：频率转换开关在使用时由于用力过猛造成开关损坏，(旋钮拧断，内部触点松脱)导致整个组件拆换；而警戒通知C5345304：B757ATC控制面板PN：6226828-001 PN：G699212液晶显示片故障，拆换出现红色警戒。工程调查认为：在部件修理报告中，有三次反映内部电路板被咖啡和茶水腐蚀，此部件的故障与使用不当显然有关。9.维修操作方法不当例如：在更换部件时，如果方法不正确，如面板或计算机插件安装拆卸时用力过猛，野蛮施工，螺栓拧紧力矩过大等，都容易造成部件损坏。警戒通知C5-3112-02：B757警告指示面板PN：233N32021517灯组件损坏。工程调查认为在更换灯泡的过程中，方法不正确，使插件部位变形，端部被撕裂。数据分析和工程调查的目的是为了找到故障原因及解决问题的措施，使整个机队的维护质量得到提高，使飞机的可靠性维持在一个可以接受的水平之上。常见的纠正措施包括：1.改进故障诊断技术。2.针对维护中应特别注意的问题，可以下发相应的维护提示，提醒工作者在维护时注意。3.对于复杂系统的排故工作，可组织专题讨论，并将结果通告，提高整个机队的维护水平。4.改进维修方案。5.对部件系统进行改装以提高固有可靠性水平。6.通过适当的培训或学习，提高排故人员的素质。7.与飞机制造厂家或零部件生产厂家联系，解决设计缺陷及可靠性不高的问题8.各方面协调解决。如MEL的使用，飞行与机务的协调：废水系统的使用与维护，清洁队与机务的协调等。9.选择合适的质量好的修理厂家南航可靠性系统运作这么多年来的经验显示，我们很难对大部分的调查项目做结论，或者说制定纠正措施。这种现象不是很奇怪，因为在分析中我们发现大部分的调查项目是由：1分散故障(即没有主要故障模式)引起；2或基于现有的技术及经济条件没法解决，3或人为的因素(如排故的经验不足，误换等)，4或由于控制图本身的缺陷引起的(没有哪一种统计上的模型可以精确的描述事件)。对这些调查项目可以不采取措施。南航可靠性系统的实际运作中，对机群可靠性水平的监控也不仅仅是使用控制图，我们还使用其他方法，如将供应商提供的部件MTBUR担保值与南航实际的MTBUR值对比，用历史上各年度的MTBUR值与本年度MTBUR值对比等手段，这些监控手段同样可以达到上述控制图所能达到的效果，而且，我们还可以对南航实际MTBUR值低于供货商担保值的项目进行索赔；要求提供额外备件：免费改装；技术支持等。南航在引进777，320飞机时在这一方面有成功的经验，共索赔成功18次，共计获得总价值约95万美元的免费租用件及777驾驶舱打印机等部件的免费改装。七维修方案的制定及修订在南航可靠性系统的实际运作中，目前我们的维修方案主要是在MRB，MPD等文件的基础之上，结合南航机群实际的运行情况建立的，因此，在MRB，MPD修订时，我们也要作相应的修订。但是需要强调的是，MRB，MPD并不是针对南航机群的，我们在做修订时需要明确南航机群的可靠性水平，因此在MRB，MPD修订时，维修方案室提出的MRS修订要求都是在结合了南航机群的实际经验，也就是南航机群实际的可靠性水平的情况下进行的。另外，MRS修订的另一个重要来源是可靠性分析，也就是前面所提到的超过控制线项目的调查分析，这一部分实际上更重要，它完全是由于南航机队自身的可靠性水平的变化而导致的维修方案的变动。当然，MRS修订的来源还包括， 航当局的要求 生产计划的工作安排需要 可靠性部门数据采样的需要 南航管理层的决策要求等。最近，南航正在对777飞机A检间隔做调整，将其从500飞行小时提高到600小时。这一决定即是南航管理层的要求，我们考察了777机群的可靠性水平，认为可以延长A检间隔，由维修方案提出修订要求，可靠性分析提供可靠性水平数据，生产部门提供具体的间隔整合意见，工程部门进行安全性、经济性、可行性评估，这项工作即将进入报适航当局批准的阶段。如果报批成功，其可观的经济效益是显而易见的。八可靠性管理办公室系统信息中心，组织及协调我们应该强调一下可靠性管理办公室在维修可靠性系统中的作用，表面上看来，有以上的部门，可靠性系统就可以运作了，实则不然。我们知道闭环控制的要素是计划、实施、检验、反馈、控制。虽然维修可靠性控制方案对维修方案的管理实现了闭环控制，但是维修可靠性控制系统本身也是需要闭环控制来保证它自身的有效性的，这项工作由可靠