李婷 李德鵬 楊少軍 沈亮 詹玉鳳

摘要：近年來，隨著新一代軍用航空裝備系統(tǒng)復(fù)雜性、綜合化、智能化程度的不斷提高，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、數(shù)字孿生等前沿技術(shù)在維修保障領(lǐng)域內(nèi)普遍而深入的應(yīng)用推動(dòng)著維修保障手段、方法、體制與體系的變革。為了有效發(fā)揮維修保障效能，必須有模式先進(jìn)、技術(shù)前沿的信息化平臺(tái)作為有效手段。本文通過研究國內(nèi)外、軍民用航空裝備維修保障信息化發(fā)展歷程及現(xiàn)狀，分析了我國航空裝備維修保障信息化建設(shè)存在的不足，并據(jù)此提出了維修保障信息化發(fā)展的方向和建設(shè)思路，對航空裝備全壽命周期維修保障信息化建設(shè)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：維修保障；效能；信息化建設(shè)

Keywords：maintenance support； performance； Informatization construction

航空裝備是影響現(xiàn)代戰(zhàn)爭勝負(fù)的決定性因素，而航空裝備維修保障是戰(zhàn)斗力的“倍增器”，是保持和恢復(fù)戰(zhàn)斗力的重要組成部分。為了使航空裝備戰(zhàn)斗力充分發(fā)揮其效能，必須有快速有效、持續(xù)有力的維修保障作為堅(jiān)強(qiáng)后盾。而為了有效發(fā)揮維修保障效能，必須有模式先進(jìn)、技術(shù)前沿的信息化平臺(tái)作為有效手段。隨著新一代航空裝備系統(tǒng)復(fù)雜性、綜合化、智能化程度的不斷提高，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、數(shù)字孿生等前沿技術(shù)在維修保障領(lǐng)域內(nèi)普遍而深入的應(yīng)用推動(dòng)著維修保障手段、方法、體制與體系的變革。因此，為了有效形成貫穿航空裝備全壽命周期的維修保障能力，維修保障信息化建設(shè)顯得尤為重要。

1 維修保障信息化發(fā)展現(xiàn)狀

隨著數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)和智能技術(shù)為代表的新一輪技術(shù)革命的快速突破，世界先進(jìn)航空裝備制造商維修保障模式也在持續(xù)轉(zhuǎn)變，通過數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化手段，主要從加速信息傳遞、拓展數(shù)據(jù)應(yīng)用、廣泛資源共享三個(gè)方面推動(dòng)維修保障效能整體提升。

1.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀

波音全球服務(wù)集團(tuán)通過分布全球的14個(gè)飛機(jī)改裝維修中心、15個(gè)培訓(xùn)中心和40個(gè)備件供應(yīng)中心（Aviall公司）向政府和民用領(lǐng)域提供工程/改裝和維修、數(shù)字化航空和分析、供應(yīng)鏈、培訓(xùn)與專業(yè)服務(wù)四大類客戶服務(wù)，這些服務(wù)通過線上和線下兩種方式實(shí)現(xiàn)。其中線上服務(wù)，如在線培訓(xùn)、在線資料查閱等以MyBoeingFleet系統(tǒng)平臺(tái)為載體實(shí)現(xiàn)。此外，MyBoeingFleet系統(tǒng)平臺(tái)與波音飛機(jī)的健康管理系統(tǒng)聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)收集、信息實(shí)時(shí)分析、資源實(shí)時(shí)調(diào)動(dòng)，結(jié)合大數(shù)據(jù)建模分析，提供專業(yè)的數(shù)據(jù)分析服務(wù)，促使飛機(jī)維修保障方式從“基于診斷的計(jì)劃性保障”向“基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)的預(yù)測性保障”轉(zhuǎn)變[1]。

空客公司于2017年組建了全新的MRO（第三方維修商）聯(lián)盟，推出全新的航空數(shù)據(jù)開放平臺(tái)—“智慧天空”（SKYWISE），該平臺(tái)通過各類數(shù)據(jù)應(yīng)用分析，實(shí)現(xiàn)預(yù)防性故障監(jiān)控和故障分析，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用功能，幫助航空公司通過各個(gè)維度、類別數(shù)據(jù)的分析，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行成本的降低[2]。

洛馬公司通過由自主保障信息系統(tǒng)（ALIS）與機(jī)載系統(tǒng)組成的F-35飛機(jī)健康管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對美國本土和部署國部署的所有F-35飛機(jī)的狀態(tài)跟蹤、數(shù)據(jù)收集和傳遞，并通過ALIS系統(tǒng)為全球F-35機(jī)隊(duì)提供包括維修管理、飛機(jī)健康、供應(yīng)鏈管理、機(jī)下任務(wù)保障（OMS）任務(wù)規(guī)劃，以及飛行員和維修人員訓(xùn)練的追蹤和管理在內(nèi)的全面維修保障[3]。2020年1月，美國國防部宣布將用新的“運(yùn)行數(shù)據(jù)集成網(wǎng)絡(luò)”（ODIN）系統(tǒng)取代F-35自主保障信息系統(tǒng)（ALIS），將在綜合洛馬公司內(nèi)部研發(fā)實(shí)踐、美國空軍“瘋帽子”項(xiàng)目（實(shí)現(xiàn)敏捷開發(fā)）和“下一代自主保障信息系統(tǒng)”（系統(tǒng)托管上云以及敏捷開發(fā)）的研究經(jīng)驗(yàn)和研發(fā)成果基礎(chǔ)上，構(gòu)建一個(gè)便于快速部署的云原生系統(tǒng)，解決預(yù)先維修和供應(yīng)鏈問題，實(shí)現(xiàn)后勤保障程序自動(dòng)化，為降低壽命周期持續(xù)保障費(fèi)用和改進(jìn)戰(zhàn)備完好性提供決策支持 [4]。

通過對波音、空客、洛馬等公司維修保障業(yè)務(wù)布局、運(yùn)行管理模式、信息化手段、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與內(nèi)容等方面對比分析可知，先進(jìn)航空裝備制造商的維修保障體系主要應(yīng)從滿足機(jī)群運(yùn)行需要的全域布局、全生命周期的數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用、信息實(shí)時(shí)交互與聯(lián)通、精準(zhǔn)敏捷的航材資源共享、智能友好的服務(wù)載體等方面著手。

1.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，工業(yè)部門聚焦用戶“快、準(zhǔn)、精、優(yōu)”維修保障需求，針對航空裝備維修保障要素特點(diǎn)，為及時(shí)掌握裝備使用狀態(tài)，集中管控維修保障信息、數(shù)據(jù)、任務(wù)，統(tǒng)一管控和調(diào)度裝備全壽命周期維修保障過程中的資源，以維修保障一體化體系和流程為驅(qū)動(dòng)，陸續(xù)開展了航空裝備維修保障信息化建設(shè)，建立了維修保障信息化平臺(tái)及配套終端設(shè)施設(shè)備。

通過維修保障信息化平臺(tái)效能的發(fā)揮，一定程度上統(tǒng)一了維修保障標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了相關(guān)信息平臺(tái)的貫通并高效執(zhí)行，分維度、全過程管控維修保障信息、數(shù)據(jù)、任務(wù)，動(dòng)態(tài)感知航空裝備運(yùn)行狀態(tài)，統(tǒng)一調(diào)度多方資源，形成了全壽命周期一站式快速響應(yīng)、處理和管控中樞，有效提升了維修保障效能。

2 維修保障信息化建設(shè)探索與實(shí)踐

2.1 建設(shè)思路

十三五期間，工業(yè)部門以“信息打通、數(shù)據(jù)聯(lián)通、過程監(jiān)控”為主線大力推進(jìn)維修保障網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)監(jiān)控、維修保障信息收集、實(shí)時(shí)過程監(jiān)控、部分在線服務(wù)等功能。同時(shí)應(yīng)用數(shù)字孿生、沉浸式體驗(yàn)等技術(shù)開展了一系列終端設(shè)施設(shè)備的研制和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了維修保障需求精準(zhǔn)識(shí)別、保障快速響應(yīng)、過程實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)有效歸集，維修保障效率和用戶感知良好度顯著提升。

2.2 建設(shè)要素

近年來，結(jié)合維修保障要素需求，主要開展的信息化建設(shè)見表1。

3 維修保障信息化發(fā)展方向

對標(biāo)歐美等西方發(fā)達(dá)國家，我國在航空裝備維修保障方面還存在著一定差距：一是由于數(shù)據(jù)流未貫通，工業(yè)部門內(nèi)部之間、與用戶之間的數(shù)據(jù)流尚未全面貫通，完整、配套的維修保障標(biāo)準(zhǔn)體系還在建設(shè)與完善當(dāng)中；二是未實(shí)現(xiàn)基于業(yè)務(wù)流程驅(qū)動(dòng)的維修保障數(shù)據(jù)集成，不能充分發(fā)揮數(shù)字化條件下維修保障數(shù)據(jù)支撐決策和故障處理的作用，未實(shí)現(xiàn)飛機(jī)產(chǎn)品全壽命周期的技術(shù)狀態(tài)有效管控；三是基于全生命周期保障管理的理念還未充分貫徹在飛機(jī)產(chǎn)品研制、運(yùn)營過程中，飛機(jī)產(chǎn)品通用質(zhì)量設(shè)計(jì)和保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)有待加強(qiáng)，工程仿真、健康管理、數(shù)字樣機(jī)與控制技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G、區(qū)塊鏈以及基于視覺信息的智能裝備等新設(shè)備、新技術(shù)、新方法在維修保障領(lǐng)域還缺乏應(yīng)用。

3. 1 維修保障全周期數(shù)據(jù)管理及應(yīng)用

打通包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、性能測試、驗(yàn)收交付、使用、維修全流程的數(shù)據(jù)鏈路及流轉(zhuǎn)，形成機(jī)制，建立基于裝備效能發(fā)揮的運(yùn)行數(shù)據(jù)集成網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速集成、處理及廣泛共享。建立維修保障數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)維修保障業(yè)務(wù)需求進(jìn)行模型化，進(jìn)行可靠性、維修性、測試性、保障性等方面的挖掘、分析與歸集，形成適用于不同業(yè)務(wù)場景的數(shù)據(jù)集，有助于大幅縮短維修保障所需各類軟件研發(fā)周期、改善軟件運(yùn)行的可靠性。同時(shí)，探索云技術(shù)應(yīng)用，在節(jié)約硬件成本的同時(shí)，構(gòu)建新的綜合數(shù)據(jù)環(huán)境，增強(qiáng)跨主體之間的數(shù)據(jù)共享[4]。

3.2 快速響應(yīng)的綜合維修保障

構(gòu)建全周期全要素快速響應(yīng)綜合維修保障信息化能力。以維修保障信息化平臺(tái)為載體，以滿足裝備分布的服務(wù)前端為邊界，以基于數(shù)據(jù)和模型的健康管理、智能診斷、遠(yuǎn)程支援、在線培訓(xùn)、在線資料瀏覽、在線設(shè)備升級等手段快速收集、分析、處理問題并提供敏捷服務(wù)。同時(shí)，通過知識(shí)迭代、數(shù)據(jù)回轉(zhuǎn)，促進(jìn)裝備設(shè)計(jì)改進(jìn)升級和服務(wù)任務(wù)管理的持續(xù)優(yōu)化。

3. 3 精準(zhǔn)敏捷的航材支援

搭建基于用戶授權(quán)的航材共享平臺(tái)，將工業(yè)部門裝備制造單位、成品供應(yīng)商和用戶間的航材資源統(tǒng)籌結(jié)合，構(gòu)建精準(zhǔn)敏捷的航材共享機(jī)制，應(yīng)用“物聯(lián)網(wǎng)+應(yīng)用平臺(tái)”技術(shù)體系，通過跟蹤航材在工業(yè)部門節(jié)點(diǎn)上的駐留（積壓）和短缺（延誤）情況，及時(shí)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)敏捷的航材支援體系。

3. 4 創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的維修保障新能力

利用數(shù)字孿生、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)增強(qiáng)培訓(xùn)設(shè)備能力，提高培訓(xùn)實(shí)施效果，讓用戶直觀、真實(shí)掌握裝備的使用和維修能力；利用云架構(gòu)思路和智能編創(chuàng)技術(shù)提高用戶資料編制能力，讓用戶能夠更有邏輯和推理過程的使用技術(shù)資料，發(fā)揮技術(shù)資料的支撐能力；提升新工藝、新技術(shù)、新方法在維修工藝管理方面的運(yùn)用，開展維修執(zhí)行精細(xì)化管理，提高維修效率和數(shù)字化維修能力。

4 結(jié)束語

隨著新型航空裝備快速投入使用，現(xiàn)有的維修保障體系和模式已不適應(yīng)提升裝備完好率的現(xiàn)實(shí)需求，新型裝備全壽命周期全要素維修保障體系的構(gòu)建已成為當(dāng)務(wù)之急?；谖覈娇昭b備維修保障現(xiàn)狀，我們必須清晰認(rèn)識(shí)到，維修保障信息化平臺(tái)的建設(shè)還需要進(jìn)行大量的探索、實(shí)踐和完善，其建設(shè)過程必然是一個(gè)螺旋式上升、波浪式前進(jìn)的過程。必須基于國內(nèi)體制和現(xiàn)狀，利用前沿技術(shù)和手段，充分發(fā)揮維修保障整體效能，全面滿足新時(shí)代國防和軍隊(duì)現(xiàn)代化航空裝備平時(shí)、戰(zhàn)時(shí)訓(xùn)練和大規(guī)模作戰(zhàn)需要。

參考文獻(xiàn)

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[4] 王萍.美軍重新設(shè)計(jì)F-35自主保障信息系統(tǒng)[J].國際航空，2020（7），24-26.

作者簡介

李婷，高級工程師，研究方向：飛機(jī)維修保障發(fā)展規(guī)劃、飛機(jī)維修保障體系建設(shè)、飛機(jī)維修維修保障信息化建設(shè)等。

李德鵬，高級工程師，研究方向：飛機(jī)維修保障發(fā)展規(guī)劃、飛機(jī)維修保障體系建設(shè)、飛機(jī)維修維修保障信息化建設(shè)等。

楊少軍，工程師，研究方向：飛機(jī)維修保障發(fā)展規(guī)劃、飛機(jī)維修保障體系建設(shè)等。

沈亮，工程師，研究方向：外場維修保障、快速響應(yīng)中心建設(shè)、飛機(jī)維修維修保障信息化建設(shè)等。

詹玉鳳，工程師，研究方向：外場維修保障、快速響應(yīng)中心建設(shè)、飛機(jī)維修維修保障信息化建設(shè)等。