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  • 货运航空机队重复性故障控制存在问题与对策浅析

    王涛 编 辑:王亚玲 2021-10-28 22:59:00

        

      摘要:本文主要研究当前货运航空机队重复性故障控制中存在的问题并建议建立完善的民航重复性故障控制程序。参考当前货运航空重复性故障控制体系中存在的问题,结合民航其他单位的普遍共性问题,确定建立完善重复性故障控制的必要性,并针对性提出对策建议。希望通过本文的探讨,能对货运航空重复性故障的控制起到一定作用。 

      一、重复性故障的影响 

      重复性故障是指航空器的某一子系统或部件失效导致相同故障重复出现。重复性故障的存在对机队的维修运行会造成重大影响,导致航空器长期在未判明真实故障失效原因的情况下运行,对航空器的安全运行造成了一定程度上的隐患;故障多次触发和排除,会浪费大量的维修资源及人力成本,同时会导致额外的拆换件和送修,增加了公司的维修成本;此类故障如果不及时正确处理,可能会造成航班的延误或取消,使公司运行成本增加。重复性故障率体现了运营人对故障控制和处理水平,是评价一个运营人维修系统保障能力的重要指标。 

      货运航空由于受机队老龄化、运行限制,重复性故障相对于客机更为多发,因此研究并制定形成一套完备实用的重复性故障控制体系,减少重复性故障发生率,对保障货机适航性具有重大意义。如何控制重复性故障,并将重复性故障控制在一个较低水平,确保航空器安全适航是维修系统的一项重要工作。 

      二、民机重复性故障控制现状 

      AC-121-60《民用航空器使用困难报告和调查》、AC-121-54《可靠性方案》等要求各航司对故障建立明确的调查程序,建立基于机队的可靠性控制方案,确保重复性故障在可接受的安全水平。规章虽对运营人处理飞机故障做出了基本要求,但未对重复性故障进行明确定义,同时无针对性要求,不便于局方对民航机队可靠性管理进行全面监管及评价。 

      国内各航司目前均按照民航局要求对飞机故障建立相应控制程序,其中都涵盖了重复性故障。随着故障重复次数的增加,控制方案也相应更加严格,通常普遍存在五个方面问题:通过后期梳理记录发现重复性故障,发现时机滞后;可能造成初期检查和维修工作重复;对关联系统的故障,通过ATA章节代码无法准确识别;可能遗漏长周期重复性故障;失去对相同故障不同失效原因的识别。 

      因货运航司与客运航司在机队构成、航次保障、运行特点、维修资源等各方面存在明显差异,整体重复性故障控制仍需针对货机运行维修特点进行针对性的研究和总结。 

      三、当前货航机队重复性故障控制中存在的问题 

      (一)老龄化对重复性故障的影响 

      随着货机运营年限增长,其对应的安全性和经济性都呈现出逐年下降趋势,故障率则呈现不断攀升趋势。国内货运航司目前多数运营老龄飞机(使用时限达设计目标DSO75%以上)。伴随飞机运行年限的增长,受部件老龄化影响,部件设计固有可靠性对飞机故障的影响愈加凸显。当前货航机队各机型的机龄一般都在20年及以上,在长期复杂环境下运行,部件不可避免会受到密封失效,金属腐蚀,导线老化等一系列影响,最终导致在部件寿命后期故障率会有比较大的攀升。根据浴盆曲线,老龄飞机部件性能衰退所带来的系统可靠性降低,线路及结构老化,使得老龄飞机故障的典型表现为隐蔽性、间歇性、多样性,最终升级为重复性。 

        

      1 2019年国内主流客货运航司平均机龄 

        

      2 故障浴盆曲线 

        

      (二)货机航材整体的保障率较低 

      国内货航因机队规模小、机型非主流其航材保障一直是保障难点。老旧飞机停产后部分改装为货机,制造厂家也逐步停产相关部件。货机排故所需航材通常为二手件,整体可靠性与新件比明显偏低。例如电子电气类故障航材送修后,部件维修单位的检测很难完美重现故障,维修深度也达不到原厂修理的标准,时常发生无故障返回实际上航材故障依旧的情况,装机隔离故障极易误导排故方向,增加排故难度。因此货机航材质量的不可靠,是造成后续飞机重复性故障的典型原因。 

      (三)厂家对货航的技术支持有限  

      目前国内货机大部分为波音生产,“黑箱”模块的检测受限于知识产权。货机的二手用户性质使得原厂的技术支援响应力度明显降低,且成本高昂;并且客改货的原厂方案较少,以国内运行数量最大的B737F为例,主流STC方案来自于PEMCO,其技术支援的力度与深度均与波音相去甚远。同时货机老龄化所带来的部分重复性故障均不常见,相关维护手册无法提供更加精细的检测方法或者参考数值,一是部分故障在手册中无法找到对应的程序及原理支持,二是地面维修工作无法完全重现航空器正常空中工作中的状态,这使得故障往往无法在第一时间排除。 

      (四)货航运行特点限制故障处理 

      货运航司多数采用的枢纽集散运行模式,此种模式的特点是由全货机在2-4小时时间内集中到达枢纽港,将货物转运集散后再飞抵外站。这种模式使得枢纽站点夜间经停飞机数量众多,但实际停场时间很短,通常为25小时的过站或日检,与客运航司基地机队航后长停场不同。白天货机零星散布各外站,航班量少、日利用率低。目前货航外站的维修能力羸弱,部分委托维修单位对于货机仅具备无故障放行技术能力。虽然外站有大量的停场时间,但排故处理深度有限,大多简单测试正常后放行,极易引起重复性故障。 

      (五)重复性故障控制手段不完善 

      货航的重复性故障控制多由技术支援组承担,优点在于二次故障排故的启动效率高,能有效调动维修资源在第一时间处理二次故障,缺点则是缺乏工程与可靠性部门的及时介入,系统和机队层面的分析相对滞后,二次故障易转化为重复性故障,重复性故障易转化为疑难故障,离散故障易转化为机队故障。另外重复性故障控制的重心仍偏重于排故的流程性,对于排故的合理性和合规性则关注不足。工程师人力有限,对于一般故障仅负责跟踪,而方案制定和排故执行由一线落实。但是由于维修人员排故水平良莠不齐,其方案合理性不高;同时正点压力使得维修合规性经常存在瑕疵,易发生人为因素导致的重复性故障。 

      四、降低货航重复性故障的对策建议 

      (一)优化重复性故障的整体控制流程 

      1. 建立完备维修管理系统采集故障数据 

      货航需建立以可靠性管理为中心的维修管理系统,依靠信息流与大数据管控重复性故障。维修人员无论是在基地还是外站,在科室还是在一线,均可实时查询某架飞机的故障状况,包括近一段时间的维修工作、排故情况。同时开发移动端维修管理系统APP,方便维修人员在现场完成日常工作中所需要的信息输入和查询。在系统上标注重复性故障的层级,并实时消息推送相关工程师处理。通过维修管理系统解决故障控制环节中信息录入的及时性问题,保障控制间隔。 

      2.可靠性管理对重复性故障全流程管控 

      货航接机时会评估融合客改货之前运行时的可靠性方案,但需根据运行实际和日利用率定义重复性故障,并将老龄飞机的可靠性因素考虑进去。例如中邮航定重复性故障为同一架飞机21天内连续出现3次或3次以上同一子系统(4位ATA)的故障,相较于部分客运航司将重复性定义10天内连续出现3次或3次以上同一子系统的故障,更为严格。重复性故障应该更强调全流程管控,而不是简单的故障排除。因此重复性故障应回归本源,由可靠性工程师监控并牵头,维修系统各岗位配合,协调维修资源进行处理。 

      3.需加强首次故障排除及二次故障监控  

      应根据重复性故障特点,建立从首次故障、二次故障,到重复性故障的全流程故障监控制度。需建立二次故障预警,将重复性故障控制前置。二次故障是指未触发重复性故障,但是在重复性故障定义期内发生的第二次故障。在此阶段,技术支援工程师应全面梳理前序排故工作,根据手册和维修经验提供排故方案。同时对未判明原因的故障要及时深入分析,加强预警,减少二次故障造成的排故困惑,降低重复性故障率。 

      4.统筹维修资源对重复性故障分级管理 

      货航维修资源有限,但与客机相比,重复性故障频率及复杂程度更高,因此需要划分重复性故障等级,按需投入资源排故。以中邮航为例,重复性故障初次触发后(除发动机、起落架、飞行操纵、导航等重要系统),则重复性故障定为一级,在重复性故障触发后5天或10个航段(后到为准)该故障再次出现,则对重复性故障升级为二级,在二级重复性故障触发后5天或10个航段(后到为准)该故障再次出现,则对重复性故障升级为三级,以此类推;对于重要系统初次触发重复性故障则直接升级为二级,后续故障再次发生时的升级和处理方式与之前一样。随着重复性故障级别的升高,由系统工程师、质量经理、总工逐级介入,并在三级以上限制运行,这样可避免重复性故障轻易升级,提升维修资源利用效率。 

      (二)完善预防性维修提升航材可靠性 

      1.研究老龄特性,完善预防性维修方案 

      局方搭建的老龄飞机工作组平台应继续发挥其老龄飞机维修适航的领军作用,一方面分享各航司的优秀经验,指导航司对重复性故障的控制,研讨维修方式升级,提升深度维修能力;另一方面着重开展与飞机制造厂家及客改货型号合格证持有人之间的典型重复性故障信息交流。货航应充分利用该平台,交流维修可靠性数据,进行对标分析,建立货机可靠性大数据平台,关注老龄化对重复性故障的影响,及时发现老旧机型典型的普遍性、重复性问题,及时建立具有老龄飞机特点的预防性维修方案。 

      2.谋划飞机拆解,提升二手航材可靠性 

      目前AC-145-FS-2019-17《航空器拆解》咨询通告已经正式发布,货航应主动介入航空器拆解业务,筛选合适机源进行拆解,从而获得稳定二手航材渠道,提升整体航材备件的可靠性及便利性。同时加大对于部件送修的全流程监控,由航材部门牵头,可靠性工程师、系统工程师及技术支援工程师配合,成立联合航材送修监控组。一是根据件号和章节,由指定工程师跟踪送修过程,及时与部件修理厂家沟通故障现象与修理方案,可加强对部附件修理能力的监督;二是对多次返修部件以及短时装机故障件及时调查分析原因,降低因航材原因引起的重复性故障。 

      (三)结合运行实际充分利用维修资源 

      1、运行考虑维修,发挥基地核心作用 

      充分考虑老龄飞机特点,加大维修因素在货运航线设置中指标权重占比,例如不同航线在同一外站经停时间尽量重叠,增加飞机调配裕度;机队规模扩大后在枢纽基地停放备机,可随时启用,将故障飞机留在基地,发挥基地维修核心作用优化重复性故障排故决策,依据故障现象和相关手册制定详尽排故方案,利用排故的每一个窗口期;如无窗口期,加强与运行部门协调,通过调换飞机、航线置换等创造窗口期,提升排故效率。 

      2、协调外站资源,强化外站排故能力 

      利用货机在外站白天长停场,一是根据维修方案安排相关预防性维修,例如紧固件、跑冒滴漏检查等,力争故障和缺陷提前发现提前处理,降低外站首发故障和二次故障,从而控制重复性故障;二是驻外维修人员应参照排故方案,根据实际情况做力所能及的测试及故障隔离工作,缩小可能的故障范围,为后续排故节约时间。同时货运公司应成立维修快速响应小组:例如中邮航、顺丰、金鹏均成立了排故“飞虎队”,配备能力突出、授权全面、证件齐备的维修人员,能够完成飞机排故、放行、检验、试车等专项维修工作,提前介入外站排故工作,避免外站维修能力有限导致排故不彻底引发重复性故障。 

      (四)加强排故经验总结确保正确施工 

      1.加强排故经验的总结 

      老龄飞机的重复性故障往往伴随着疑难性,每次排故的过程都有值得总结的地方。一是技术支援工程师要分章节管控故障,有利于提升各章节排故技术水准,同时对于重复性故障应及时编制排故报告发布,定期加入一线维修人员及工程师岗位复训,提升维修人员排故能力;二是利用飞机制造厂家的技术平台,例如波音的机队人员文摘及解决流程(Fleet Team Digest),发生重复性故障时可借鉴世界机队类似故障的处理方案或者进行技术讨论,加快重复性故障的处理流程。 

      2.排故维修按手册施工 

      重复性故障发生的一个典型因素,就是维修中人为因素产生的瑕疵导致故障依旧或者再次发生。按手册施工,不仅仅是维修人员的职责,更需要技能培训、生产准备、偏离评估与质量监察等系统性支撑。需要加强维修人员基本技能培训,确保有能力按手册施工;完善排故生产准备,确保有条件按手册施工;发挥工程偏离评估的功能,在相关航材工具不足时可等效施工;加大质量监察力度,敦促维修人员务必持单作业。 

      五、结语 

      民航机务维修的最大目标是争取在第一时间发现并及时排除飞机故障,尽量避免产生重复性故障,确保飞机安全运行。货机因其自身特点,相较于客机其重复性故障的致因更复杂。规范和加强货机故障控制方式,需以可靠性管理为基础,着重考虑货机老龄化因素,加强航材管控,提升排故能力,围绕运行提升排故效率,以期降低重复性故障率,提升货运航班的正点率。(作者:王涛 中国邮政航空有限责任公司 )