在航空裝備大修領域，“數字化”幾乎是每一個業界有識之士都在關注的熱點話題。但是，大家對數字化的具體內涵卻有不同的理解，也在進行不同程度的成功或失敗、整體或局部的實踐探索。本文作者希望通過本人多年從事航空領域信息化工作的實踐經驗，給出一些兼顧可行性和可操作性的建議，幫助企業快速培育或提升數字化大修能力。
數字化大修的必要性
隨著CAX設計類軟件在航空裝備設計領域的廣泛使用，新型航空裝備的設計已基本實現數字化，有些廠家為了便于對早期產品進行統一的管理和提供更好的售后服務，甚至將早期產品的設計圖紙采用當前的CAX 類軟件進行了相應的數字化處理。采用數字化設計的新型航空裝備不斷交付使用，相應的大修工作需求也越來越迫切，工作量也越來越大，而航空裝備大修廠的傳統工作模式仍然是基于紙質的設計圖紙，更為關鍵的是設計單位出于種種考慮大多都不再愿意提供紙質圖紙而直接提供電子數據，這將對大修廠的維修能力和工作模式造成直接的沖擊。這一點，在國內軍用飛機、發動機的大修廠的表現尤為突出。自主研發的三代及以上新型飛機均采用了全新的數字化設計平臺，飛機、發動機、機載設備及其他零部件均采用CAX類設計軟件進行設計，其各種幾何及性能參數均以數字化的形式進行存儲、展示和管理，紙質圖紙在設計階段不再是必需品。為了迅速形成相應的大修能力，就必須建立與飛機數字化設計相適應的數字化大修平臺和體系。
數字化大修的意義
航空裝備大修數字化建設的最終目標是建立與飛機的數字化設計、制造相適應的數字化大修平臺和體系，形成數字化大修能力。具體包括如下4 個方面。
1 大修裝備數字化
作為航空裝備數字化設計、制造的延伸，大修過程中也應該實現基于三維的數字化技術，需要有三維數字化設計工具的支撐。航空裝備的數字化實現的不僅僅是基于不同視角進行的產品分解，而且還應該體現產品分解中每個分解元素相關的各種技術參數及技術文檔，進行三維立體的數字化展示和裝配，實現真正的數字樣機。數字樣機是數字化大修的先決條件，所有大修工作的標準制定和組織管理都是圍繞著數字樣機來進行的。
2 大修業務協同數字化
航空裝備的大修業務工作涉及航空裝備大修廠（以下簡稱“航修廠”）、設計單位、制造單位和用戶等多個實體單位，航修廠（含分廠）作為大修工作的主體，負責具體大修工作的執行，設計單位、制造單位負責提供必要的技術支持，用戶負責提供飛機的相關技術檔案。由此可見，航修廠必須與其他單位保持密切的合作，才能順利完成大修工作。而要支持不同單位之間的協同，除了常規的協同方式外，還應該建立一個數字化的協同平臺，并建立相關的標準體系，以確保各種相關的業務信息在各相關單位之間流動順暢。
3 大修工卡設計的數字化
航空裝備的大修工作同時具備通用性和特殊性，大修工卡作為大修工作落實的重要的技術文件，同樣也要體現這種特性。例如：同一機型的飛機大修工作可能有相當數量的工作內容是完全相同的，但是同一機型下不同型號的飛機或者同一機型、同一型號下的不同飛機之間因其實際構型的差異會存在一定數量的大修工作是不一樣的。如何簡便有效地為不同的航空裝備制訂恰當的大修方案并生成適用的大修工卡（即制訂個性化的大修方案）是大修工作始終要面對和解決的問題。大修工卡的數字化不僅可以實現大修工作的標準化和規范化，還可以非常有效地為航空裝備制訂個性化的大修方案。
4 大修過程管理數字化
航空裝備大修作為維修級別最高、涉及面最廣、內容最復雜、質量要求最嚴格的維修工作，其過程管理的重要性不言而喻。粗獷的、基于紙質報表和文檔的管理方式已經不能滿足現代（特別是自主進行數字化設計研發的）航空裝備大修工作的要求。基于數字樣機、數字化協同平臺和數字化個性化的維修方案進行航空裝備大修的數字化過程管理是未來發展的方向和必然選擇，其不僅可以實時地反映工作狀態和遇到的問題，還可以使日常的業務工作管理流程標準化和規范化。
數字化大修的內容
航空裝備大修數字化建設是航空裝備保障系統的基礎工程和重要組成部分，是信息化條件下各航修廠（含分廠）內部開展工作和日常辦公的基礎網絡和信息平臺。
中長期的目標設想是，遵照航修廠的整體信息化發展思路，建成適應現代化航空裝備發展需要，覆蓋航空裝備大修領域，縱橫互聯貫通，成體系運用、智能高效、安全保密，為企業提供基礎信息和輔助決策支持的航空裝備大修信息管理系統。其主要標志是：建成一個網絡平臺、制訂3套標準規范、構建4個應用系統、建立4個支撐體系。
1 建成1 個網絡平臺
構建航空裝備大修系統標準統一的網絡平臺，主要按建制單位（廠、分廠）建立局域網，依托企業的廣域網實現航修廠和航修分廠的網絡連接。條件具備的情況下，可以與航空裝備的設計單位、制造單位和用戶的網絡進行互聯互通，進行數據交換，進而形成一個完整的覆蓋航空裝備大修各業務流程的網絡環境。
圖1 航修廠網絡拓撲示意圖
（1） 航修廠網絡。
航修廠網絡中心部署在航修廠之內，可以充分利用航修廠原有的網絡設備，以達到與用戶網絡和各航修分廠進行高質量、高效率、安全可靠的通訊為主要目標進行改造升級。航修廠網絡中心負責連接各自的航修分廠。在設計時，應充分考慮當前航修分廠的數量及未來可能增加的數量。在網絡設備的選型方面建議采用端口密度高，模塊容量大的中端設備作為航修廠網絡中心的核心，同時選用大容量的光傳輸設備作為廣域網鏈路的接入保障。
（2）航修分廠網絡。
利用各航修分廠原有網絡設備，以達到與航修廠進行高質量、高效率、安全可靠的通訊為主要目標進行改造升級。建議采用三級擴展星形結構，每個層次采用單鏈路進行連接，層次化的結構設計便于路由協議的部署與IP 地址的匯總，也便于不同網絡之間的通信。
（3）用戶網絡。
用戶網絡建設不屬于航空裝備大修企業的建設范圍，如果用戶已建成相關的網絡平臺，則可實現用戶與航修廠的無縫信息交換和共享。如果不具備條件，也可通過離線的方式實現信息的上傳下載。
2 制訂3套標準規范
分別在航空裝備大修信息化建設的硬件、軟件和業務工作3 個方面各自建立一套相應的標準規范（每一套標準規范可能包括若干具體的標準或規范），用于指導當前及以后的信息化建設工作。
（1） 網絡建設標準規范。
網絡建設標準規范主要是根據當前的技術條件和實際需求以及未來的技術升級和業務需求擴展的要求，針對硬件及網絡終端設備的性能要求、技術標準和配置標準等進行統一規劃，以適應將來的網絡擴展和設備升級。有關網絡建設標準規范的內容請參照“數據交換標準規范”。
（2） 數據交換標準規范。
數據交換標準規范主要指航空裝備設計單位和航修廠、用戶和航修廠之間進行數據交換的標準。該標準規范首先明確各單位之間需要進行交換的數據項目及其來源，再進一步細化每個數據項目包含的具體數據元素的名稱、數據類型、大小。最后確定各類數據交換的形式。
長期來看，隨著有關單位信息化建設的推進和業務拓展的要求，標準規范的內容需要動態地進行相應的調整和更新。
（3） 大修業務管理規范。
當前的航空裝備大修業務工作總的來說是在非信息化條件下進行的，現有的管理流程顯然是不完全適用于數字化條件下的工作要求的。這里的大修業務管理規范特指的是數字化條件下航空裝備大修業務工作的管理規范。相應的業務工作流程和管理要求都需要和相應的軟件系統協調一致，只有這樣才能最大化地實現數字化的預期效果。
3 構建4個應用系統
建設航空裝備產品數據管理系統、IETM 系統、維修工程管理系統和航空裝備MRO 系統4 個應用系統。
（1）航空裝備產品數據管理系統。
航空裝備產品數據管理系統，也稱作PDM（Product Data Management）系統，使用單位為航修廠或航修分廠，主要用于接收航空裝備設計單位提供的在產品設計和制造過程中產生的與航空裝備的設計和制造相關的原始電子數據，以2D或3D的形式對產品進行全方位展示，便于航修廠進行深度的維修能力開發工作。
（2）IETM系統。
IETM系統也稱作交互式電子技術手冊，使用單位為航修廠或航修分廠，主要用于接收工業部門提供的各類技術手冊相關的原始電子數據，除了可以獲得技術手冊的電子版外，還可以此為基礎實現技術手冊數據的二次利用和開發，完成原始大修工卡的數字化編制與管理。
（3）維修工程管理系統。
圖2 航修分廠網絡拓撲示意圖
使用單位為航修廠，主要用于管理與航空裝備大修相關的各類靜態數據和技術文檔，此外，還可用來編制個性化的大修工卡。
（4）航空裝備MRO系統。
使用單位為航修廠或航修分廠，主要用于對飛機、發動機、機載設備及其他部附件的維護（Maintenance）、修理（Repair）和大修（Overhaul）工作進行全面數字化管理。此外，還可對航空裝備的大修工作狀況進行總體掌控和監管，并以此為依托進行宏觀層面的數據分析，提供決策支持。
4 建立4個支撐體系
通過建立安全保密、技術標準、管理法規和運行維護4 個體系，為航空裝備數字化大修體系的安全可靠運行、一體化發展和正規化建設提供有力支撐。
（1）安全保密。
網絡建設采取技術防護和安全管理等綜合措施，構建實體可信、行為可控、資源可管、事件事查和運行可靠的網絡安全防護體系。具體包括防火墻、入侵檢測系統、安全審計系統、病毒防護系統、非法外聯系統、VPN、漏洞掃描系統和綜合網絡安全管理平臺等。
（2）技術標準。
按照航空裝備大修企業自身的要求，參照相關網絡建設經驗，結合航修系統網絡建設發展的實際需要，梳理整合制定航修廠網絡建設規范及軟件開發標準，重點規范網絡技術體制、模式結構、設備配置、數據詞典和信息格式等規范、標準。主要包括《航空裝備大修網絡平臺建設標準》、《航空裝備大修業務管理系統軟件開發技術標準》、《航空裝備大修網絡平臺安全保密防護設備配置標準》、《航空裝備寬帶網絡平臺密碼管理設備配置標準》，以及其他有關的技術標準等。
（3）管理法規。
梳理現有的計算機及網絡管理法規，規范航空裝備大修網絡平臺的組織領導、職責分工、使用管理、值勤維護、安全保密、檢查監督等內容，形成《航空裝備大修網絡平臺應用系統使用管理規定》、《航空裝備大修網絡平臺應用系統值勤維護管理規定》、《航空裝備大修網絡平臺應用系統安全保密規定》、《航空裝備大修網絡平臺應用系統密碼設備使用管理規定》、《航空裝備大修網絡平臺系統建設成果評審辦法》等。
（4）運行維護。
網絡系統投入使用后，需要建立運行維護體系對網絡運行和業務系統進行統一有效的管理。運行維護體系注重分析網絡整體運維的特點，不僅方便運維管理人員隨時了解整個網絡系統的運行狀況，而且能從應用層面對企業網絡系統的關鍵應用進行實時監測。
運行維護體系兼顧多方面的需求，在統一的平臺上，實現對異構的IT環境的運行、維護的規范化，對客戶網絡系統的使用效果進行綜合管理和分析。它包括監控系統及服務管理系統兩部分。
a. 監控系統。
對IT系統進行7×24h的監控，提供IT系統性能監控、性能分析、故障監控、故障分析及定位、資產及配置文件的管理、強大的報表分析功能。監控系統劃分為3層，分別是數據采集層、數據處理層、數據展現層，被監控對象的網管數據( 性能數據、告警數據、部分配置數據) 通過3 個層面的處理，統一展現給監控和維護人員。
b. 服務管理系統。
用于網絡系統的統一維護管理工作，它主要提供事件管理流程、問題管理流程、變更管理流程和配置管理流程。
數字化大修能力建設的指導思想
通過建設網絡平臺、整合信息資源、開發應用軟件、完善配套建設，逐步形成與新裝備發展相適應，成網成體系、功能完備、智能高效的航空裝備大修綜合信息化管理系統。應遵循如下基本原則。
1 統一
航空裝備大修數字化建設立足航空裝備大修的發展，面向航修廠、各航修分廠以及各系統專業等多方面。項目實施過程需遵循統一規劃、統一標準、統一隊伍、統一實施、統一驗收的原則，保持建設過程的穩定性和規范性。
2 漸進
航空裝備大修數字化建設需結合當前急需與長遠發展，按階段、分步驟、成體系推進系統建設。項目過程中采用無限設計、有限實現，重點突出的指導思想，確保系統建設逐步向深度、廣度推進和發展。
3 融合
充分利用航修廠、航修分廠已有的設備和系統，以及依托工業部門信息化建設，整合現有的信息化建設成果，加強航空裝備大修體系內各單位的數據融合，新建網絡應用要和已有網絡應用的融合，業務管理與信息化推進的融合。
4 并行
航空裝備大修數字化建設時間緊任務重，為了加快數字化建設步伐，必須將軟件系統開發與網絡建設并行，同時各軟件系統建設也要并行，涉及的數據接口標準與業務系統建設，相應大修能力建設與大修過程管理相并行。
結束語
建立航空裝備的數字化大修能力是發展的必然趨勢和基本要求，數字化在航空裝備大修領域的應用和實現是一個系統工程，應該按照正確合理的方法，本著實事求是和具體問題具體分析的原則開展相關工作。
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本文標題：數字化在航空裝備大修領域的應用及實現
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