关键词：航空发动机；精益；维修策略
引言
经济的增长推动了航空业的发展，同时，新一代发动机投入运营的步伐放慢，成熟型号的发动机服役时间一再延长，所以这些成熟型发动机MRO需求仍在增加。例如，近年来CFM国际公司的Leap发动机（CFM56的衍生型），以及普惠公司的PW1000G齿轮传动涡喷发动机(GTF)陆续出现各种技术问题。但CFM56和V2500等成熟机型的维修需求并未减少。据最新的《航空周刊民用机队及维修市场预测》显示，2020年商用发动机的年维修市场将达到347亿美元，其中CFM56和V2500总支出预计可达129亿美元。2020年预计CFM56系列发动机的在役规模将达到23058台，其中为波音737NG提供动力的CFM56-7B发动机将占半数以上。同时，空客A320系列飞机装配的V2500发动机在役规模将达6000台。除了维修业务饱满对于维修企业来说是一件好事，CFM56和V2500发动机的使用寿命长的特点也至少可以保证未来2~3年内维修市场的容量。但可以肯定的是，未来几年备用发动机和相关航材的供应很有可能会出现短缺，甚至直到这些机型完全退役后并供给二手航材时这一短缺情况才能得以缓解。因此，航空发动机精益维修提上了日程。
1航天发动机维修性指标分配方法
航天发动机维修性指标分配方法主要体现在以下方面：维修性指标分配是将客户对产品的维修性定量要求分配到指定的产品层次，并在设计中落实定量设计要求，是基于维修性设计的基础。维修性指标分配的目的：为产品各组成部分的研制者提供维修性设计指标，以保证产品最终符合规定的维修性要求；明确各承制单位所承担的维修性指标，便于总承制单位的管理。科学合理的维修性指标分配是产品维修性设计与评估工作的基础，也是提升产品维修性水平的先决条件。成熟的维修性分配方法包括：等分配法，按故障率分配法，相似产品分配法，按故障率和设计特性的加权因子分配法，按可用度和单元复杂度的加权因子分配法等。采用成熟的维修性指标分配方法需要满足以下条件，才可进行维修性指标分配工作：1）明确产品待分配的维修性定量指标。2）完成产品功能和结构分析，明确产品功能和结构的层次关系。3）明确产品的可靠性或故障率信息。新研航空发动机为复杂机电产品，由于缺乏历史数据，无可靠性数据、故障率数据等信息。分析新研航空发动机的功能结构特性及研究现状可知，客户提出产品航线级平均故障维修时间（MTTR）指标要求；通过分析相似机型的维修工艺可近似获得新研产品航线可更换单元（LRU）的维修过程复杂程度的比例关系；通过结构分析与LRU件的划分原则可形成新研航空发动机的LRU清单。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆基于上述分析内容，决定采用基于产品维修过程复杂程度的综合加权分配法来实现新研航空发动机的维修性指标分配。
2航空发动机精益维修策略
2.1精益维修策略的整体框架和实施流程
航空发动机精益维修策略之一是精益维修策略的整体框架和实施流程。发动机精益维修策略的整体框架是通过检测手段来获取当前发动机部件的健康状态，并预测和掌握其发展趋势，以此为基础决策合适的维修时机，在保证发动机零部件不发生故障失效的情况下，使其使用寿命得到最大程度的利用。同时，由于维修备件库存控制与维修策略具有不可割裂的关系，精益维修策略可以将备件库存控制进行联合决策，力求达到精益效果的最大化。主要是依据发动机部件健康状态发展趋势，为备件库存提供较为准确可靠的零部件需求时间点和数量，减少备件在库存中被动等待的时间，尽可能地做到零库存。精益维修策略具体步骤如下。1）对所有发动机进行逐台监测，根据每台的检测情况，确定维修时机。同时，提前确定备件需求，准备库存。2）对于单台发动机，通过发动机管理系统的检测指令，对发动机中当前需要检测的部件进行实时状态数据检测，检测的数据要输入信息库，进行累计统计；同时从信息库中调用与部件相关的状态监测的历史信息或横向信息。3）对步骤2中得到的所有信息数据进行处理分析，评估部件的健康状态，并预测部件健康状态的趋势走向。4）若部件需要维修，则决策维修时机；同时，根据备件需求数量和时间，适时发起订货，准备库存。5）对达到维修时机的部件进行维修，同时需求的备件被及时提供。6）对维修后的部件进行健康趋势判断，决策确定下次检测周期，将时间计划录入发动机管理系统，适时发出检测指令。7）若部件不进行预防性维修，则直接对下次检测周期进行优化决策，并将信息输入发动机管理系统，适时发出检测指令。
2.2确定多部件协同检测关系
航空发动机精益维修策略之二是确定多部件协同检测关系。由于发动机是复杂的多部件系统，各部件的性能退化规律和速度不一样，即各部件的可靠性函数大不相同，因此每个部件都有自己最优的检修间隔期和送修时机，这导致检修时间点离散比较严重。单部件频繁地检测或送修，会造成发动机可用度的损失和拆装成本增加。为解决该问题应引入多部件协同检测策略，即在任一时刻需要对发动机某一部件进行状态检测时，应根据部件的依赖关系（主要包括结构关联关系、功能关联关系和经济关联关系等）、检测间隔期等因素进行权衡分析，尽量多安排一些数量的部件一起进行检测，这样既能节省检测组织费用和工作量，又能减少对发动机正常运行的干扰。多部件协同检测的原则是，对部件的检测工作绝不会推迟，只可能适当提前，杜绝维修不足，因此该方法的故障风险不会超过单个部件检测的故障风险，保证了发动机高可靠性的要求。
结语
增长，新一代发动机的可靠性和可维修性仍是各方关注的重点。随着CFM56和V2500发动机的在翼时间表现空前，新型发动机Leap和PW1000发动机被寄予了更高的期望——返厂检查次数更少且重维修工作更具预测性。总之，在数字化时代，发动机维修在迎来升级改造机遇的同时，也被寄予了更多的期望，技术应用本身也将迎接一些挑战。
参考文献
[1]谭松林，李宝盛.液体火箭发动机可靠性[M].北京：中国宇航出版社，2014：22-23.
[2]李书明，王凌云，黄燕晓.民航涡扇发动机的维修性设计[J].机械工程与自动化，2015（3）：222-224.
论文作者: 贾旭
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第5期
论文发表时间:2020/4/30
标签：发动机论文; 部件论文; 分配论文; 精益论文; 航空发动机论文; 备件论文; 指标论文; 《工程管理前沿》2020年第5期论文;