人机交互界面层提供了良好的交互界面服务，通过可视化界面显示信息和搜集数据。诊断维修应用层运用计算机、数据库技术将复杂的诊断规则和算法以组件的形式封装起来，实现诊断维修的关键操作。维修信息数据层存放了大量诊断、维修数据，基于关系型数据库，实现数据的存储、访问和集中管理，通过数据访问组件为应用层提供接口，保证其完整性、安全性和可维护性。

　　1.4数据库构成

　　数据库的架构是以S1000D、S2000M标准作为数据结构的参考依据，由交互式电子手册（IETM）数据、故障案例库、测试/诊断策略数据和飞机产品数据组成。各组成数据的内容如下：

　　IETM数据包括了描述类信息、操作类信息、维修计划类信息、维护程序类信息、故障类信息和故障隔离类信息数据。这些数据主要来源于飞机的设计数据、保障性分析记录及用户使用需求数据。

　　故障案例库主要为研制、生产和试飞过程中形成的故障信息库。这些故障信息经数据确认、特征提取、统计分析后形成了故障案例库。故障案例库主要由故障特征表、故障描述文本和故障排除方案组成。故障特征表包括了故障征兆、故障发现时间、故障发生环境特征等。每一个特征维护有置信度和权重，用于在案列匹配中计算相似度。故障案例文本支持进行全文检索，当用特征表无法查找类似案例时可以通过全文检索进行查询。故障排除方案包括故障件、故障位置、故障原因、隔离方法等内容，用于形成故障诊断维修报告。

　　测试策略库描述了产品测试项目的具体实现，并建立测试程序。它包括了信号建模和测试程序控制建模。信号建模是测试实现的基础，定义被测信号和测试所需的激励信号，包括信号类型、IO方向、幅值范围、频率等参数。对于总线信号来说还要对总线的协议进行建模。测试程序控制建模用于控制测试程序的执行流程，如测试程序的启动、停止、顺序、循环、延时等。诊断策略库描述了故障检测和隔离的判断标准和诊断结果。故障的检测和隔离可以采用阀值判断法，即根据测试结果是否超差进行判断。由此可见，诊断策略库中的故障模型可以是一个数值区间，也可以是一个计算公式。诊断结果主要包括了故障模式、故障位置、故障原因、故障影响等信息。

　　产品数据是飞机技术文件所规定产品在使用特征和性能差别上的信息集合，是飞机技术状态标识的重要手段。在维修过程中，产品数据将记录飞机不断更换故障件、不断改进设计的情况，还包括了主要机载设备的安装结构、安装位置、安装数量、工作的执行间隔和累积时间等信息。数据库通过对维护产品数据可以实现对飞机使用阶段技术状态的掌握。

　　2故障诊断维修体系的工作模式

　　故障诊断维修工作的执行是通过从OCMS下载的故障信息和状态信息以及飞机检查、维修和故障排除过程中发现故障的诊断和隔离记录，来分析、确定飞机的故障件集合或关键系统和部件的故障趋势，其工作流程如图3所示。故障诊断维修采用了三种工作模式：快速诊断模式实现飞机故障的快速诊断隔离，包括了OCMS数据的快速处理、案例分析法进行故障快速匹配和IETM快速引导排故；增强故障诊断模式是通过CMS地面站进一步筛选、汇总PMA与OCMS机载测试设备记录的信息，由诊断维修服务器对这些维修信息开展深入诊断和故障趋势分析；远程专家支持模式是对疑难故障提出维修方案，并对诊断规则、算法不断优化。

　　图3故障诊断总体流程图

　　2.1快速故障诊断模式

　　快速故障诊断模式是在检查与排故现场，对OCMS报出的具有故障代码的故障执行快速诊断。该模式下的工作流程如图4所示，飞机在着陆后，地勤人员使用PMA从机载中央维护系统下载故障数据。首先查找历史案例库，通过案例分析法进行案例匹配。如果有匹配案例，地勤人员可以直接获取对应故障的故障件列表；如果没有匹配案例，地勤人员再通过交互式电子技术手册（IETM）数据隔离出故障件。然后对飞机进行放飞评估分析，判断故障件是否影响下一次任务的飞行。如果影响则根据资源满足情况给出是否立即排故建议，指导人员按照IETM进行故障排除。如不能立即开展维修活动，则反馈给计划人员停止飞行。对于无法判断的故障将转入增强故障诊断模式。

　　快速诊断模式由以下三种方法具体实现：CMS快速处理法，OCMS获取飞机各成员系统BITE发送的故障信息，去除连锁故障得到具有详细描述的故障信息，并向飞行员报告飞机的健康状况。飞机着陆后，PMA快速下载OCMS上的维护信息文件及其他状态监控数据文件，显示输出CMS隔离后的故障件列表信息。PMA启动故障件的地面BIT测试再次确认故障存在，快速确认OCMS系统隔离的故障件；基于案例的故障诊断法，PMA通过案例匹配为有故障现象的案例提供快速故障确认。在PMA上部署有一个历史故障案列库，新的故障数据与历史案例库中的特征数据进行匹配，并使用匹配上的案例的结果作为故障的诊断结果。该方法会随着故障案例库的不断丰富，匹配规则的不断细化和精准，匹配成功率会不断提高；基于IETM的诊断法，IETM交互式电子技术手册包括了FRM故障报告手册和FIM故障隔离手册。地勤人员根据故障代码或故障信息，通过IETM检索故障代码与修复信息关系的数据模块，或通过信息模糊匹配检索所有的故障报告数据模块，依据IETM数据模块提供的检查步骤和检查结果引导出故障位置。

　　图4快速故障诊断模式流程图

　　2.2增强故障诊断模式

　　增强故障诊断模式接收快速故障诊断模式无法排除的故障，对OCMS记录的状态信息建立知识库，采用智能故障诊断技术给出飞机可能的故障原因集合。诊断维修服务器将运用数据分析、数据处理与融合、故障诊断与趋势预测等技术手段，计算出每种故障原因发生的概率。然后根据诊断结论，服务器上的诊断维修决策软件制定出飞机的排故方案。

　　如图5所示，中央维护系统地面站（CGS）根据OCMS与PMA上的故障信息和飞机状态信息，完成数据的预处理、特征提取。数据处理和特征提取是针对特定的故障信号经过时域、频域、时频等变换后，提取基频、峰值等参数；为该模式下的诊断、预测工作提供并行数据的输入。然后，诊断/预测模块根据故障特征、经验数据从诊断规则表中选择合适的诊断规则，形成诊断与预测结果给维修人员。故障顺利排除后，服务器将故障诊断过程以案例的形式存储在数据库中，并实时更新PMA、CGS上的历史故障案例库。

　　图5增强故障诊断模式流程图

　　2.3远程专家支持模式

　　远程专家支持模式是利用网络资源在远程终端对增强故障诊断模式的维修数据进行审查、测试与分析，进一步提高故障诊断定位的精确性，加强对隐含故障和偶发故障的诊断能力。当故障排除后，将测试分析的最终诊断结果反馈给故障诊断维修服务器，优化完善服务器的故障诊断规则与推理算法；并在原有数据库的基础上，补充专家诊断数据使其不断扩充维修信息。

　　该模式下的工作过程是由智能专家终端、专家分析诊断模块和诊断规则与算法修订模块来实现。智能专家终端使用远程支持服务器与其他设备建立联接，完成对诊断维修服务器的控制与交互，以及对维修信息数据库的访问与更新操作。专家分析诊断模块利用概率计算、推理软件等诊断工具结合产品的设计原理，对获取到的增强诊断的分析数据和飞机状态信息进行分析。专家将推理、诊断得到飞机可能的故障模式集合，并计算出每种故障集合产生异常的概率，以缩小故障范围并制定出有效的排故方案。随着飞机使用维修过程中的不断积累，专家通过归纳疑难故障的特征、故障发生的时间等数据，总结找出故障规律，使用诊断规则与算法修订模块不断地对故障诊断维修体系进行完善。

　　3结语

　　本文提出了构建以网络资源为通信平台，诊断维修服务器为核心，远程专家支持为技术支撑的分布式、网络化、信息化的故障诊断维修体系，并研究了基于故障案例库、IETM数据手册、诊断规则与决策算法、远程专家支持方法在该体系中的应用。目前，我国正处于飞机设计与制造的高速发展阶段，一个先进的诊断维修体系将有助于飞机日常维修活动的开展，降低维修的难度和成本，大大增强了国际竞争力。

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