基于S1000D的故障分析手册标准研究

王 伟

(中航西安飞机工业集团股份有限公司，陕西 西安 710089)

0 引言

由中国人民解放军总装备部批准发布的《飞机故障分析手册编制要求》（GJB5564）对故障分析手册的编写内容、编写方法都有具体规定，对故障现象的描述和故障分析程序的编写有详细的要求。国内民机（新舟60）已根据GJB5564编制了相应的故障分析手册。国内军机方面，技术资料研制阶段由于缺少外场经验和实践数据，故障分析手册一般不作为研制总要求的项目，因此国内军机项目大多没有编制故障分析手册。随着部队备战打仗的需求日益迫切，飞机综合化、信息化程度不断提高，部队战训任务增多，现有技术资料不能满足部队用户日益增长的使用维护需求，近年来在军方机关的主导下，军机已陆续开始编制故障分析手册。但是，近些年应用S1000D技术标准的交互式电子技术手册[1-5]（IETM）已逐步交付用户使用，而现有的《飞机故障分析手册编制要求》（GJB5564）并没有考虑到 S1000D对数据结构、信息码、隔离程序等的要求，因此GJB5564不能适用于基于 S1000D的飞机故障分析手册的编制。本文给出 S1000D标准的飞机故障分析手册的编写方法，为推动故障分析手册（trouble shooting manual，简称TSM）在IETM上应用提供有益借鉴。

1 故障信息

故障[6-10]是指一个潜在的故障征兆、损伤或飞机系统或非结构部件的不正常状态。故障是指系统功能失效，区别于结构部件的损伤。

根据 S1000D标准规定，故障类信息内容包括故障报告信息和故障隔离信息。故障报告信息是独立的文件，包含空勤人员和地勤人员认可的故障清单。故障报告提供技术数据，使空勤人员和地勤人员能用唯一的故障代码向飞行目的地报告他们发现的所有故障。

故障隔离信息属于非预定维护类信息。针对非预定维护信息中除结构损伤之外的飞机系统或部件在空中、地面发生/发现的故障现象进行隔离和排除。故障隔离信息与下述信息集相关：

（a）线路信息（含原理和布线）：线路信息为故障隔离程序提供分析原理和检修线路的支持数据

（b）维修程序：维修程序信息集为故障隔离程序中的检测措施和纠正措施提供参引

（c）签派信息：纳入故障隔离信息中的故障现象，有些是不允许带故障放行的，有些故障项允许在限定条件下放行，这些故障项纳入签派信息中，在签派信息中给出放行的条件，并要求在指定的修复期限内修复故障；而故障隔离信息则为维修人员给出故障检测、隔离和修复的程序及信息。故障信息与其它信息集关系见图1。

图1 故障隔离与其它信息集关系Fig.1 relationship between fault isolation and other information sets

2 基于S1000D标准的故障分类

S1000D对故障的分类有四种：隔离的故障（isolated faults）、检测的故障（detected faults）、观察的故障（observed faults）、关联的故障（correlated faults）。下面对这四类故障详细说明。

（1）隔离的故障

隔离的故障是能被监控系统检测并隔离的故障。隔离的故障通常显示在EICAS显示器上，大多情况下，中央维护计算机（CMC）给出了隔离的故障的相应维修信息。

（2）检测的故障

检测的故障是能被监控系统检测并自动存储的故障。检测的故障通常显示在EICAS显示器上，大多情况下，中央维护计算机（CMC）给出了检测的故障的相应维修信息。

与隔离的故障的区别：隔离的故障是已确定故障件（LRU），给出纠正措施。而检测的故障只确定了疑似故障件（LRU），可能多个。须对每个疑似故障件做检测工作，根据检测工作再采取纠正措施。

（3）观察的故障

观察的故障是能被飞行机组或维护人员发现的故障。观察的故障不在EICAS显示器上显示，它是通过机组或维修人员感知，中央维护计算机（CMC）可能会给出相应的维修信息。

（4）关联的故障

关联的故障是能被监控系统检测、过滤、分组的一组故障，关联的故障不应包含在其他类型的故障中。关联的故障通常显示在EICAS显示器上，大多情况下，中央维护计算机（CMC）给出了相应的维修信息。

3 故障报告

故障报告提供的技术数据以使受过训练的飞行机组人员能很容易地识别和分析飞机的故障并将它准确的传递给地面维修部门。

故障报告的主要内容包括以下部分：隔离的故障清单、观察的故障清单、关联的故障清单、故障代码索引、维修信息索引。

（1）隔离的故障（isolated fault）清单

隔离的故障是能被监控系统检测并隔离的故障。这些数据模块列出所有与隔离的故障相关的信息，且必须列于系统层级。隔离故障清单必须包含下列信息：

（a）信息识别（如显示给维修人员的信息）；

（b）故障代码；

（c）故障信息文本（如显示给维修人员的信息）；

（d）警告级别；

（e）故障描述：简洁和/或更为详细的描述；

（f）故障隔离程序：恢复飞机到正常状态的纠正措施，如无信息，发布为“参见相关维修信息”。

（2）检测的故障（detected fault）清单

检测的故障是能被监控系统检测并自动存储的故障。这些数据模块列出所有与检测的故障相关的信息，且必须列于系统层级。包含信息与隔离的故障清单信息相同。

（3）观察的故障（observed fault）清单

观察的故障是能被飞行机组或维护人员发现的故障。这些数据模块列出所有与观察的故障相关的信息，且必须列于系统层级。包含下列信息：

（a）故障代码

（b）故障描述：描述维修或操作人员观察到的故障现象（警告描述和出现故障的条件）；

（c）故障隔离程序：恢复飞机到正常状态的纠正措施。

（4）关联的故障（correlated fault）清单

关联的故障是一组能被监控系统检测、过滤、分类的故障，具有唯一的对故障隔离程序的参引。关联的故障清单列出所有与关联的故障相关的信息，其内容来自于各系统的关联的故障数据模块，包含下列信息：

（a）故障代码

（b）故障信息文本：显示给维修人员的信息；

（c）告警级别；

（d）故障描述：简洁和/或更为详细的描述；

（e）关联故障信息：包括相关的故障代码和相关的故障信息文本；

（f）故障隔离程序：整个关联故障的隔离信息。

（5）故障代码索引（fault code index）

故障代码索引是按照数字顺序进行编排的所有故障代码清单，每个故障码必须提供一个或多个故障隔离程序的参引。其内容来自于各系统的隔离故障模块、检测故障模块、观察数据模块、关联故障数据模块。故障代码索引包含以下信息：

（a）故障代码

（b）故障描述

（c）维修信息

（d）故障隔离参引

（6）维修信息索引（maintenance message index）

维修信息索引是按照数字顺序进行编排的维修消息的清单。每一则维修消息必须提供对一个或多个故障隔离程序的参引。其内容来自于各系统的隔离故障模块、检测故障模块、观察数据模块、关联故障数据模块。维修信息索引包含下列信息：

（a）维修信息

（b）维修信息文本

（c）故障隔离参引

4 故障隔离程序（fault is olation procedure）

故障隔离程序为维修人员隔离故障和确定纠正措施提供技术支持，故障报告中的每条故障，均应有相应的故障隔离程序。故障隔离流程见图2。

图2 故障隔离流程Fig.2 fault isolation process

4.1 故障隔离程序的编制原则

（1）一个故障现象对应一个唯一故障代码；

（2）一个维修信息对应一个唯一维修信息代码；

（3）一个故障现象可以有对应的一条或多条维修信息，也可以无；

（4）一条维修信息可能与多个故障现象相关；

（5）一个故障现象可以有一条故障隔离程序，也可以无（故障现象对应多个维修信息），此时每个维修信息对应一个故障隔离程序；

（6）在有维修信息的情况下，维修信息与故障隔离程序一一对应，故障隔离程序的技术名应为维修信息代码；但是故障现象本身也可能有对应的故障隔离程序；

（7）如果没有维修信息，那么，故障隔离程序与故障现象（代码）是一一对应关系。故障隔离程序的技术名应为故障代码；

（8）一个故障隔离程序只能有一个故障代码或维修信息代码（按S1000D SCHEMA）。

4.2 故障隔离程序的内容要求

故障隔离程序用于识别和描述故障，并提供对故障项目进行隔离的诊断途径。每个故障隔离程序必须包含隔离故障所需的所有操作，且以纠正措施为结尾。故障隔离程序是隔离故障最直接、最简短的方法，不可包含任何不必要的步骤。若每个故障均可用同一程序准确隔离，则一个隔离程序可用于若干故障代码。

故障隔离应当进行到更换设备或者能够在飞机上完成的其他工作，即检修线路、插件的更换或调节。通常参见线路信息集或维修程序。线路信息中的框图、系统原理图、接线图等内容以帮助用户更好地理解飞机系统。

尽管特定信息通常同若干不同数据模块相关，每个数据模块包含了针对各个故障代码完整的故障隔离程序。程序不会让用户为完成故障隔离而参引另一个数据模块。

在一个给定的恢复工作（corrective action）中，若涉及若干部件，则所有部件必须按照故障概率的顺序列出。

故障隔离程序应按照下述顺序编排：

（1）适用性；

（2）故障代码：故障代码是用于识别故障信息的唯一编码，故障代码有助于在飞机故障隔离信息集中识别故障隔离数据模块。

（3）故障描述：对故障的简要或详细的描述。对于受到监控的故障及状态消息，在显示屏上显示故障文本；

（4）准备工作：提供执行故障隔离程序前的操作前准备信息；

（5）故障隔离程序：故障隔离程序可采用故障隔离流程图或结构化的隔离步骤描述。各个故障隔离步骤均需包含：操作(须执行何种操作)、后跟一个问题（执行该操作会产生何种结果）、可能的回答（每个步骤均参考另一个隔离步骤）。

5 结论

本文通过研究 S1000D标准，详细阐述了S1000D标准下故障的分类、故障报告、故障隔离程序的编写原则。给出适合于 S1000D标准的飞机故障分析手册的编写方法。适用于所有武器装备技术资料的数字化，基于该标准编制的手册可在IETM系统上应用，对推动武器装备的信息化建设具有重要意义。