摘要：為了保證民航航空器的持續適航和運行安全，配合CCAR121R5規章的頒布實施，經過對航空器持續適航管理的充分調研的基礎上，北京捷冠科技有限公司研發了“航空器結構管理云平臺”，該平臺能夠提供一站式的解決方案，有助于民航產業鏈落實航空器的持續適航和安全改進規章要求，解決行業規章面臨的困難與困境。
研發背景
隨著CCAR121R5于2017年10月10日生效，世界民航運輸業的主要國家和地區對航空器的持續適航和安全改進都有了明確的要求（CCAR1215R5附件J）。以我國CCAR 121R5附件J 航空器的持續適航與安全改進的規章為例，配套的還有8個相應的咨詢通告（FAA和EASA要求與CAAC基本相同），規章和AC不僅對航空器的結構和系統的維修工程管理提出清晰且嚴格的要求，而且明確局方除了日常監管外，還要以十四年為門檻值、七年為循環周期強制對營運的航空器進行檢查，以保障航空器的持續適航和安全管理要求的切實落實。
由于航空器結構在管理和技術方面存在某些特殊性，當前航空器結構管理普遍存在數據記錄不準確或不完整、構型管理和結構可靠性管理都未能真正開展等問題，因此對腐蝕評估、修理和改裝的損傷容限檢查等多項管理要求落實情況不盡人意，存在諸多缺陷。故此，FAA、EASA以及CAAC均生效了航空器的持續適航和安全改進的規章，這意味著在世界范圍內，民航產業鏈上的維修工程管理將面臨巨大的挑戰和壓力，尤其是航空運營人將直接承接規章落實的壓力，MRO必將面對航空運營人為此提出更高的管理要求，而產業鏈上游的租賃公司的技術標準和管理要求也需要因此有所改變，否則可能因不能滿足新規章的要求導致機隊價值銳減，公司將蒙受巨大經濟損失。
基于上述情況，北京捷冠科技有限公司（以下簡稱“捷冠科技”）推出了“航空器結構管理云平臺（Aircraft Structure Management Cloud）” （以下簡稱“ASMC”），該平臺能夠提供一站式的解決方案，有助于民航產業鏈落實航空器的持續適航和安全改進規章要求，解決行業規章面臨的困難與困境。
平臺的介紹
捷冠科技在研發“航空器結構管理云平臺”時，對行業存在的問題進行了仔細的調研，針對每個問題制定相應的解決方案，且在需求調研階段和方案確定階段得到行業頂級技術專家的支持和幫助，因此該平臺不僅很好地解決當前航空器結構存在的問題：數據記錄缺失或不完整、構型管理和結構可靠性管理都未能開展等，而且平臺的輸出完全貼合規章及咨詢通告的要求。下面對“航空器結構管理云平臺”介紹如下：
1.平臺概述?！昂娇掌鹘Y構管理云平臺”通過將航空器的實體模型輕量化處理后嵌入WEB瀏覽器，可同時在PC端、平板、手機及專業工具等多種設備平臺上使用。ASMC可為用戶提供結構維修方案、結構適航文件、結構損傷修理、結構腐蝕預防與控制、結構損傷容限、結構改裝、結構執行文件、結構可靠性、結構可串件、結構服務申請等多種管理服務，實現了航空器結構業務信息的可視化、流程化和智能化管理，方便用戶全面落實規章和AC的要求。平臺運行效果圖如下所示：
圖1 航空器結構管理主界面
圖2 航空器結構管理平臺移動端效果
2.針對在數據的輸入和輸出時存在問題的解決方案。對于結構數據收集困難、結構數據不完整、不準確、填寫數據量大且方式多樣、現場信息查詢困難等問題，ASMC平臺提供如下解決方案：
2.1除了提供標準位置輸入方式（BS，WL，BL）外，兼顧了當前航空器使用維護習慣，能夠識別機身站位、桁條位等位置信息；同時還可采用模型位置拾取、曲面拾取、參數生成包圍盒拾取等交互方式，解決航空器結構件定位復雜，無法在現場提供準確位置的問題。航空器機身非等直段選取如圖3所示：
圖3 航空器非等值段的構件選取
2.2針對部件件號輸入困難且容易失誤、現場結構信息獲取困難等問題，平臺對部件、修理和改裝等關注項自動生成二維碼或者條碼，因此通過平板、手機等移動平臺，在現場就能快速查詢和獲取信息。如下圖所示：
圖4 條形碼或二維碼實現快速查詢
平臺的上述措施保證航空器維修記錄的準確、完整、規范的同時也提高用戶數據輸入的效率和便利性。
3.對于結構管理中存在的不易掌握構型信息和航空器的實時狀態、工作流程多、時間跨度大等問題，ASMC平臺提供如下的解決方案：
3.1在平臺中可對航空器構型結構屬性定義，以便結構件屬性信息在三維視圖以及其它業務模塊中可以即時顯示，當結構件和位置信息確定，系統能夠自動提示該構件的所有屬性信息、廠家信息、所屬區域、ATA等信息，方便工程師對問題的快速識別和技術決斷。例如機身隔框被選取后的效果如圖5所示：
圖5 航空器結構件屬性信息
3.2.ASMC平臺提供業務數據與航空器構件或位置的自動關聯功能，航空器結構維修方案、適航文件等的管理一旦明確其位置、部件和區域，平臺會自動顯示與之關聯的所有業務信息（結構維修方案、適航文件及評估信息、歷史損傷及處置信息、可靠性警報、結構改裝信息等），為工程師提供全方位的信息，方便正確決策，從而確保任何涉及疲勞關鍵結構的適航指令、服務通告等技術文件能被準確識別并及時評估和采納執行；評估發現疲勞關鍵基準結構上的損傷，修理完成后，系統會提示工程師需要獲取DTI信息加入維修方案，并跟蹤后續管控直到工作關閉。構件與之相關聯的業務信息如下圖所示：
圖6 航空器結構件關聯信息
3.3.關聯業務信息展示的同時，系統會自動根據管理要求進行智能判斷和提醒。例如：針對PSE的腐蝕損傷，提醒進行腐蝕評估，獲得確認后自動發起后續腐蝕評估工作任務；針對疲勞關鍵件上或增壓結構件的損傷，提醒結構損傷容限評估；結構件的修理區域或改裝影響區域如果恰好有適航指令，則平臺會自動提醒工程師申請AMOC，平臺提供了構型差異對比功能，如下圖所示：
圖7 航空器不同構型對比
3.4.ASMC平臺通過對適航文件的解讀和管理要求的結構化，將評估結果與執行文件的時間進行科學管理，按照用戶的實際運行使用情況（FC/FH）及時提醒相關文件的落實和執行期限，保證結構工程評估決策和執行文件不超期、不遺漏，實現完整鏈條的閉環管理；對于識別出的涉及結構完整性的服務通告，當評估結果為“適用”但“不執行或部分執行”時，平臺會提示設置重新評估的觸發條件（一般兩年），屆時平臺會自動發起針對該服務通告的重新評估；
工程師將適航文件的時限要求結構化為時限表達式，平臺根據航空器運營情況，按照設定的閥值（提前量）自動提醒，時限表達式如下圖所示：
圖8 適航文件時限編輯器
3.5對于PS結構件上的腐蝕管理，ASMC平臺通過腐蝕預防與控制評估模塊，提供該位置的歷史腐蝕信息及機隊相同區域的歷史腐蝕損傷記錄，便于腐蝕等級的正確確定，根據腐蝕的等級以及相同位置機隊的腐蝕歷史情況，系統自動發起相應的適航警告，并按需改進腐蝕工作任務。廣布疲勞損傷信息展示如下圖所示：
圖9 航空器廣布腐蝕管理
4.關于結構可靠性管理。ASMC平臺通過對航空器損傷、改裝、維修方案等模塊損傷和異常信息數據的綜合整理，并對其進行量化，結合CBR模塊，實現結構可靠性管理，協助用戶及時掌握單架航空器和機隊的結構性能變化趨勢。用戶在設定可靠性數據警戒值后，平臺將在統計數據突破警戒值時自動觸發可靠性警報，確認后發起工程調查確定改進措施，并持續改進措施的落實效果。
例如：ASMC平臺長期監控機隊宏觀的腐蝕發展的趨勢和微觀的腐蝕分布集中狀況，按需發起警告和工程調查，并監控工程調查實施的效果。ASMC平臺通過自動生成損傷熱力圖（支持區域、位置、單機、機隊等模式），方便工程師進行結構區域的可靠性及性能趨勢分析與預測。針對結構可靠性數據展示，平臺提供多種直觀圖表顯示，例如柱狀圖、餅圖、熱力圖等，如下圖所示：
圖10 航空器結構可靠性柱狀圖
圖11 航空器結構可靠性餅狀圖
圖12 航空器結構損傷局部熱力圖
圖13 航空器結構損傷局部熱力圖
5.關于結構可串件的管理。ASMC平臺建立機隊完整的結構可串件、裝機位和空間位置的結構化檔案管理，結構可串件在發生轉移時，平臺會將其關聯的所有業務信息隨之打包轉移。
6.關于其他功能。ASMC平臺還提供了航空器的引入和退出管理、服務申請管理、結構適航報表（與CCAR121R5附件J要求格式一致）管理。
綜上所述，ASMC平臺可以有效幫助用戶提高工作質量和效率，減少人為差錯，在提高安全管理的基礎上節省管理成本。
捷冠科技提供的ASMC混合云平臺充分利用大數據與云計算等當下成熟穩定的IT技術手段，使工作負載能夠存儲在公共云或客戶運行的私有云上，有效利用私有云的安全性以及公共云服務的靈活性控制數據存儲，兼顧彈性與安全從而達到兩全其美的效果。
關于我們
北京捷冠科技有限公司成立于2007年7月，以“用先進IT技術為用戶創造價值”為經營理念，多年來潛心探索用鮮活的三維技術改造當前枯燥的平面系統，提高用戶工作質量、效率，改善用戶體驗，是中國領先的航空器管理軟件服務提供商，擁有自主研發、采用WEB網絡版架構的機務工程管理系統。以航空器維護管理為核心，提供航空器可靠性管理、三維可視化管理、發動機管理、航材管理、預測維修管理、無人機探測管理、VR遠程維修輔助管理等綜合服務管理。
附錄一、 關于CCAR 121R5附件調研情況的報告
隨著國內CCAR-121部運行機隊的快速擴張和運行總量的不斷增加，機隊的平均機齡也在逐步增長，進入航空器設計使用壽命中后期的航空器數量不斷增多，相關機型的老化問題（結構腐蝕、疲勞裂紋、系統和設備老化等）也將會增多。這些問題的根源不僅來自航空器設計問題，也有來自航空器運營期間的工程管理和維護質量問題。老齡航空器在結構方面存在的這些問題不僅導致運營人維護成本顯著增加，也為航空安全帶來了嚴峻的挑戰。因此，中國民航局根據國情和運行環境，頒發了持續適航和安全改進相關運行規章（CCAR 121R5附件J 航空器的持續適航與安全改進）及8個相關咨詢通告來保障航空器的持續運行安全。從持續適航方面，最新頒布實施的法規和AC對運營人提出更為迫切和更為嚴格的要求：
1.收集準確而完整的航空器結構相關數據【附件J 1（a）（b）（c）】；
2.航空器疲勞件基準結構需要滿足結構損傷容限要求【附件J 3（a）（b）（1）（3）】；
3.航空器疲勞關鍵結構件上的修理和改裝需要滿足結構損傷容限要求【附件J3（a）（b）（2）（3）】；
4.航空器機身增壓邊界件上的修理需要滿足結構損傷容限要求【附件J2】；
5.對航空器主要結構件上的腐蝕進行預防和控制【附件J1（a）（b）（c）】；
6.通過服務通告的評估和改裝，來預防和控制結構疲勞等重大隱患【附件J 1（a）（b）（c）】；
7.對航空器廣布腐蝕進行預防和控制；
8.適航當局將對規章適用航空器進行檢查和記錄審查，包括但不限于適航指令記錄、航空器重要改裝清單、航空器重要修理清單等等【附件J1（a）（b）（c）】；
可以看出，CCAR121R5附件J明確了對老齡航空器進行現場檢查與記錄審查，而運營人則需要整理和歸類的數據記錄包括適航指令狀態清單、服務通告狀態清單、時壽件狀態清單、重要修理和改裝記錄清單、腐蝕控制與預防狀態清單、腐蝕等級評估記錄、航空器機身增壓邊界結構修理方案的執行狀態、補充結構檢查方案執行狀態、針對具有損傷容限后續檢查要求的修理和改裝建立的檢查執行記錄、外部損傷圖和外部修復圖等等。
目前國內不少航空公司的維修記錄主要有技術記錄本（TLB）、工程指令（EO）、例行工卡（RC）、非例行工卡（NRC）等紙質版形式，分散保存在不同的維修區域，尚未對航空器結構損傷和修理記錄進行集中管理，也沒有統一的維修記錄信息化平臺，在持續適航管理中都或多或少的存在以下問題：
1.規章中適用的航空器所屬的結構構型數據不完整、不準確、填寫缺失或誤填；
2.由于部分DAH已不再提供服務，對于航空器疲勞關鍵件上的修理、改裝的符合性文件和損傷容限信息無法獲取，OEM歷史上的修理和改裝也缺少損傷容限信息，而損傷容限管理上流程長，周期久，眾多環節稍有差池，整個管理鏈條即無法正常開展；
3.歷史腐蝕損傷信息獲取困難，腐蝕等級評估無法正常進行，導致針對主要結構件的腐蝕預防與控制沒有正常開展，同時由于缺少信息支持，對涉及到AD的腐蝕也無法落實；
4.對于服務通告的評估缺乏結構完整性的判定標準，導致眾多相關的服務通告未被準確識別，從而并未將服務通告真正落實和執行；
5.未對服務通告的執行效果進行評估，導致服務通告的執行效果猶如泥牛入海，杳無音訊；
6.縱觀航空器結構管理現狀，由于航空器結構構型復雜，管理困難，隨著時間流逝，問題和隱患也在不斷累積，結構可靠性未能開展，造成航空器安全裕度和性能的持續降低，無法有效掌握結構惡化的趨勢并實施有效的管理干預，而行業內缺少可以深層次解決航空器結構管理的有效工具和解決方案；
總之，從持續適航運行安全方面，最新頒布實施的法規和AC對運營人提出更為迫切和更為嚴格的要求，如果航空器運營人缺乏有效的維修記錄信息化平臺支撐，面對海量的維修數據，將只能在浩如煙海的紙質文件中人工甄別和篩選航空器結構損傷和修理記錄，并進行歸類、清洗、整理等工作，其工作難度無異于大海撈針。
