民用飞机主最低设备清单建议稿验证评价标准研究

尹楚雄，顾志武，薛小锋

（1.上海飞机客户服务有限公司飞行运行支援部，上海200241）

（2.西北工业大学 航空学院，西安710072）

0 引 言

主最低设备清单（Master Minimum Equip‐ment List，简称MMEL）是平衡飞机经济性和安全性的重要工具，是飞行运行评审委员会（Flight Op‐erations Evaluation Board，简称FOEB）的主要评审项目，民用飞机主制造商提交主最低设备清单建议 稿（Preliminary Master Minimum Equipment List，简称PMMEL）并通过局方评审后，发布MMEL［1］。民用飞机运行过程中，当飞机系统出现故障，短期内又不能修复时，需要通过MEL（该手册由航空公司根据批准的MMEL制定）确认是否能够放行，若MEL中包含飞机故障的设备，实现飞机放行，将极大地提高飞机的经济性，提升飞机的市场竞争力。因此全面考虑PMMEL制定过程中影响要素能为民用飞机主制造商提供有益的工作参考，间接提高民用飞机产品的市场认可度。

MMEL建议项目的验证目的是确保飞机带不工作项目放行的情况下，仍然满足规章所要求足够的安全水平，为FOEB评审和MMEL持续改进提供依据［2］。根据AC-91-037要求，验证对象包括故障影响分析、操作程序、维修程序、机组工作负荷。当验证完成并经FOEB评估通过后，建议项目才算作通过FOEB评审。而实际工作中，因型号研制进度的要求，为保证新型号PMMEL编制后能够尽快开展验证工作，且专项PMMEL验证工作也会占用主制造商较多的资源和精力，而从数百个MMEL建议项目中筛选需要开展特别验证的评价标准就显得尤为重要。

民用飞机主制造商通常是基于经验选取对应的PMMEL验证项目，但缺乏能全面考虑各影响因素的评价标准。开展PMMEL验证评价标准研究，能有效梳理PMMEL验证工作中的各影响要素（如安全性、民航规章、机组工作等），科学合理地筛选出PMMEL验证项目，为PMMEL项目通过FOEB评审提供支持和参考。

国外，欧洲航空安全局（EASA）编发了主最低设备清单的取证规范和指导材料（CS-MMEL）［3］，对PMMEL工作进行了较为全面的指导，但对PMMEL验证项目的选取并未给出具备可操作性的方法或原则。国内，许科龙［4］研究了民用飞机主最低设备清单验证工作的管理方法；朱杰霞等［5］研究了对运行文件和持续适航文件的验证实施，但均未对如何选择确定PMMEL验证项目进行深入研究。

层次分析法［6］作为一种将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法，比较适合于具有分层交错评价指标的目标系统，而且目标值又难于定量描述的决策问题［7］。在理论研究方面，郭金玉等［8］开展了针对层次分析法的研究与应用；常建娥等［9］开展了层次分析法确定权重的研究。在实践应用方面，付强等［10］开展变燃速发射药连续化生产模糊综合评价模型研究；郭立［11］开展了人机结合层次分析—灰色模糊综合评价方法的研究；崔建国等［12］开展了基于灰色模糊与层次分析的多属性飞机维修决策方法研究；刘爽等［13］开展了基于AHP和PCA的多指标评价建模方法及应用研究；贾宝惠等［14］研究了基于AHP-SPA方法的民用飞机修理级别确定综合分析模型。上述研究成果为应用层次分析法解决PMMEL验证评价问题，提供了理论可行性和可借鉴案例。

本文首先采用德尔菲法确定PMMEL验证评价标准的关键指标和各个指标的重要性得分，然后采用层次分析法计算得到权重，最后通过实际案例说明评价标准的应用效果。

1 PMMEL验证工作概述

PMMEL验证要满足民航规章对于PMMEL制定的各项要求及原则。根据AC-91-037要求，验证对象包括故障影响分析、操作程序、维修程序、机组工作负荷，其中考虑到MMEL的维修程序会直接引用或者列入飞机维修手册（AMM），且针对维修程序的验证仅能通过书面验证或地面试验开展，本文将不针对维修程序的验证予以讨论。

目前民用飞机主制造商对MMEL建议项目的验证主要采用书面验证、地面试验、飞行试验、模拟器试验的方法［5］，对各验证方法的说明如下：

（1）采用说明性文件的方法，通过编制PM‐MEL，对建议项目进行分析论证，表明建议项目符合AC-91-037的要求。

（2）采用地面试验的方法，对故障后的系统工作状态进行演示，表明故障影响分析与实际情况相符。

（3）采用飞行试验的方法，对故障后的飞行进行演示，表明故障影响分析与实际情况相符，和/或机组工作负荷可接受。

（4）采用模拟器试验的方法，对故障后的飞行进行模拟，表明故障影响分析与实际情况相符，和/或机组工作负荷可接受。

因实际工作中，所有MMEL建议项目均需开展书面验证，本文讨论的PMMEL验证仅包括地面试验、飞行试验、模拟器试验。

2 关键指标的提取

为提取PMMEL验证评价标准的关键指标（影响要素），通过德尔菲法［15］，根据经验列出可以用来评价验证方法的指标，然后建立专家组，并设计问卷，让专家评判各指标的重要程度。

第一步，建立专家组：选取环控、机电、航电、动力装置、结构5个专业每个专业领域的2名PM‐MEL工作经验丰富的专家，共10人，另外再增加3名飞行经验丰富的机长和2名资深乘务员，一同组成15人的专家小组。

第二步，设计问卷：问卷内容为请专家评价各项指标的重要性，为了能够评判各个指标，引入量表。特别重要计5分，重要计4分，不清楚计3分，不重要计2分，非常不重要计1分。

第三步，第一轮问卷进行完成后，回收问卷，整理数据（如表1所示）。

表1 第一轮问卷采集数据Table 1 T he data from the first round of questionnaires

为使问卷结果更加客观、可信，将第一轮整理的数据结果发送给各专家，由专家参考这部分内容修改自己的意见（如表2所示），最终获取各专家的一致性意见。得到的5项指标及其重要性得分的算术平均值：指标1，故障影响中对飞机安全性的影响（4.385）；指标2，继发故障影响中对飞机安全性的影响（3.923）；指标3，对所属系统或功能的熟悉程度（1.923）；指标4，操作程序内容是否来源于飞机飞行手册（4.230）；指标5，增加机组工作负荷程序（4.538）。

表2 第二轮问卷采集数据Table 2 The data from the second round of questionnaires

为了验证问卷数据的一致性，需运用信度检验，计算得到标准化Cronbachα系数值为0.924，大于0.9［16］，说明数据信度质量高，可用于进一步分析。而指标“对所属系统或功能的熟悉程度”的重要性得分低于3且明显低于其他指标，因此需在评价体系中将此指标删除。

3 层次分析法构建评价标准体系

3.1 构建关键指标判断矩阵

层次分析法对于判断矩阵的构建主要运用两两比较方法，具体的比例标度及含义［17］如表3所示。

表3 比例标度及其含义Table 3 Proportional scale and its meaning

举例说明，当X∶Y=3时，可以说X比Y稍微重要，反之Y∶X=1/7时，则X比Y强烈重要。

根据层次分析法比例标度的定义并结合德尔菲法得到的各指标重要性打分结果，各关键指标的两两比较判断矩阵A（正互反矩阵），如表4所示，其中P1为故障影响中对飞机安全性的影响，P2为继发故障影响中对飞机安全性的影响，P3为操作程序内容是否来源于飞机飞行手册，P4为增加机组工作负荷程度。

表4 PMMEL验证关键指标的判断矩阵Table 4 The judgment matrix of PMMEL validation critical indicators

3.2 权重计算

利用算数平均法计算各关键指标的权重［12］步骤如下：

第一步，将判断矩阵按列归一化（每个元素除以其所在列的和）；

第二步，将归一化的矩阵按行求和；

第三步，将向量中每个元素除以关键指标个数，就得到了权重向量W。

3.3 一致性检验

式中：W为所求的特征向量；(AW)i为向量AW的第i个元素。

不同阶判断矩阵的平均随机一致性指标IR如表5所示。

表5 1~8阶判断矩阵的IR值［14］T able 5 IR value of 1~8 order judgment matrix［14］

3.4 建立PMMEL验证标准评价体系的标准计算方法

为方便针对每个PMMEL项目进行PMMEL验证评价，需建立PMMEL验证评价体系的标准计算方法，如表6所示。

表6 PMMEL项目验证评价体系的标准计算方法Table 6 Standard calculation method for PMMEL item validation evaluation system

4 案例运用

以国产某型号大型客机的28章PMMEL项目举例，验证评价的分值为分别计算各PMMEL项目的验证评价分值，计算结果如表7所示。

从表7可以看出：PMMEL项目“28-22-01中央翼油箱交流泵”、“28-23-02 APU供油切断阀”的验证评价分值明显高于其他项目，可针对上述两个PMMEL项目进行验证。

结合验证方法适用范围以及PMMEL项目功能考虑，可得出结论：PMMEL项目“中央翼油箱交流泵”安排试飞试验，PMMEL项目“APU供油切断阀”安排地面试验。后续其他系统将同样按此方法开展PMMEL项目验证评价，确定完整的PMMEL验证清单，并在型号研制阶段的试飞工作中结合或单独开展。

5 结 论

（1）本文提出的PMMEL验证评价标准，采用定性分析与定量计算相结合的方式对影响PM‐MEL验证的各项因素进行了综合评价，为解决筛选需验证的PMMEL项目提供了一种新思路，避免了先前工作只能依赖经验或等待审查方在评审所有PMMEL项目后给出建议性质的验证清单。

（2）本文所论述的评价标准，可通过故障影响中对飞机安全性的影响、继发故障影响中对飞机安全性的影响、操作程序内容是否来源于飞机飞行手册、增加机组工作负荷程度这四个关键指标，根据各PMMEL项目的实际情况，并在最终的评价计算前综合考虑机组意见，最终根据评价值快速提取出PMMEL验证项目清单，在型号研制过程中同步开展PMMEL建议项目的编制与验证，为民用飞机主制造商开展PMMEL相关工作提供一定的建议和参考。