漫谈-预防性维护基础

预防性维护其本质是以预防故障的发生，提高飞机可靠性为目的，通过一系列计划性的检查和测试任务以及监控措施和手段，及时发现故障的征兆或防止故障的发生，从而减少飞机不必要的停场维护时间，提高飞机的运行可靠性。随着对飞机维护方式的不断深入研究，预防性维护从最初的以保持飞机的物理完整性为主，逐渐发展到目前以保持飞机的功能完整性为主。本篇我们将从什么是可靠性说起以及维护分析方式和逻辑的演变过程。

可靠性是指航空产品在不同的运行条件以及规定时限范围内（日历日、飞行小时或循环），可以保持其设计功能的能力，即无故障运行的概率。它是航空产品的一个重要属性，产品的可靠性越高代表其正常工作的时间也就越长。从商业角度说，可靠性高低代表的是使用者对产品的满意程度。

航空产品的可靠性通常可以分为设计可靠性、生产可靠性以及运行可靠性。

航空产品的设计可靠性是通过设计方案来决定的，而生产可靠性是产品在生产制造的过程中，由生产厂家的制造水平等因素决定的。由于在生产制造过程中不可避免会产生与设计之间的误差，所以生产可靠性从本质上说通常会小于设计可靠性。产品的设计方案和生产制造水平最终决定了产品的固有可靠性水平，在此基础上想获得更高的可靠性水平，只有通过改装或者对产品的重新设计的方式实现。

航空产品的运行可靠性是产品投入正式运行后，在规定条件下产品可以达到的可靠性水平，运行可靠性通常小于或者等于生产可靠性。

需要注意的是，虽然通过各类维护工作，也无法将运行可靠性提升至高于生产可靠性的水平。但是，在飞机投入运行后，运营人可以通过对信息数据的采集，如机组报告、维修报告、使用困难报告等，建立以可靠性为中心的管理体系对现有维修方案进行持续的优化并按照限制规定严格执行、最终将飞机的（运行）可靠性始终保持在一个较高的水平。

在早期对飞机维护的研究中将机部件/系统失效频率和使用时间结合后发现，大约89%的功能性失效是随机发生的，与时间老化程度无关。对于这部分大比例部件，早期的维护方式显然无法及时在失效前对其予以及时纠正，飞机的可靠性自然也无法保障。于是乎，发展新的维护方式用于保障飞机的运行可靠性显得尤为重要，接下来我们重点介绍维护分析方式和逻辑的演变过程。

在维护方式发展的初期阶段，维修理念还主要是停留在发现设备失效的情况下去及时修复，并且也仅仅是在其明显出现性能衰退的情况下才会对其进行被动翻修。

随着航空业的不断发展，为了加强飞机在运行中的可靠性，对于维护方式的研究逐渐被重视起来。通过自下而上的分析方式，发展出了以预防性维修为主要维修方式的MSG-1和MSG-2决断逻辑和分析程序。在这种决断逻辑下产生的维修方式信仰的是对飞机维护越多，可靠性也就越高，虽然这一观点被后来的MSG-3逻辑证明是错误的，但这是后话了。

在以维护方式为导向的MSG-2决断逻辑下，发展出了三种维护方式：定时维护（HT）、视情维护（OC）和状态监控（CM）。

定时维护HT（Hard Time）作为预防性维护的一种维护控制方式，要求在固定时限内（如日历日，飞行小时或循环）通过维护手段将已知部件或者系统的老化、性能衰退等情况控制在一个可接受的水平范围内。

如上图，对于满足上述故障率变化曲线的部件，一般采用定时维护的控制方式在后期故障率曲线发生陡变前，定期对这些部件进行翻修或报废。常见的按照定时维护方式进行的维修工作有：起落架翻修、灭火瓶爆炸帽的报废等。

视情维护OC（On Condition）作为预防性维护的一种维护控制方式，要求定期对飞机系统或者部件进行检查、测试和维护，通过确定的标准来确保其在下一次检查前可以保持足够的可靠性水平。

如上图，对于满足上述故障率变化曲线的系统或者部件，由于后续阶段随着时间的增加故障率并没有较为明显的变化，即后续曲线无陡变。这种情况下，按照定时维修的方式并不能减少故障的发生率。于是，通过检查和测试标准来确定后续所需的维护工作。当对飞机系统或部件的检查低于规定标准时，意味着其无法在下一次检查前始终保持在足够的可靠性水平范围内，这时就需要通过进行相应的修理或者维护工作使其恢复到一个可接受的可靠性水平范围内。

在上图失效模型中存在潜在失效（P）和功能失效（F）两个点。所谓潜在失效是指在临近功能失效前可以确定部件将不能完成既定功能的状态。P-F之间的间隔称为失效发展阶段。

视情维护方式确定的检查间隔，可以通过检查手段在飞机系统/部件的失效发展阶段就可以被及时发现，从而避免功能失效情况的发生，提高飞机运行的可靠性。使用视情维护方式的前提条件是失效模型的失效发展阶段的时间段足够长，以便可以通过定期检查维护的方式防止、消除或减少功能失效发生的概率。

常见的按照视情维护方式进行的维修工作有：一般目视检查、操作测试以及润滑工作等。

状态监控CM（Condition Monitor）的维护控制方式不属于预防性维护。

航空器上的部分部件由于对飞行安全并不会造成直接影响，即使在发生故障的情况下，飞机仍然能够安全运行。如上图，定期的检查维护并不一定能够起到降低故障发生概率的作用。针对这种情况，状态监控的控制方式规定，针对此类部件不需要在故障发生前花大气力去预防，通过对状态的监控，待故障发生后或有失效征兆前及时予以排除即可。较为典型的涉及状态监控维护控制方式的飞机部件如NEF设备。（关于NEF设备的讲解可以点击链接：闲谈-非重要设备和装饰）

目前，“以可靠性为中心”为主要维修方式的 MSG-3已经完全取代了MSG-1和MSG-2，完成了以维护方式为导向到以维修任务为导向的逻辑转变。并且，MSG-3的逻辑分析方式将研究重点从部件层面上升到了对飞机系统层面的研究上来，即通过采用自上而下的研究方式，从飞机的系统层面来确定合适的计划维修任务。MSG-3的逻辑分析程序包含系统和动力装置、结构、区域和闪电/高能辐射防护（L/HIRF）四个部分。

MSG-3逻辑作为构成预防性维护的一部分，实现了将预防性维护重点从保持飞机物理完整性到保持飞机功能完整性的转变，改变了之前维修方式导致的过度维护或者维护不足的情况，从真正意义上提高了飞机运行的可靠性并且降低了飞机的维护成本。由于篇幅原因，这部分的具体讲解将在之后的文章中呈现，欢迎关注。