基于商业目标的航空公司飞机工程管理——结束语(七)

七、结束语

（一）航空公司急需纠正的一个普遍的错误概念：过去我们通常把MRO理解为“Maintenance、Repair、Overhaul”，这一认识很容易误导航空公司对自身维修活动的认识和理解。例如：国内大部分航空公司只进行飞机维修和部分修理工作，并没有或者很少进行与飞机相关的大修工作。

因此，这一传统的MRO概念实际上无法准确反映这类航空公司的维修活动，反而误导其忽略了作为航空公司维修单位的核心功能，即技术运行。即使对于具有较强的大修能力的航空公司维修单位（如：包括飞机、起落架、APU、刹车、客舱和发动机等大修能力），作为航空公司的维修单位其核心功能仍然是技术运行，只有当其向第三方提供维修服务时，才能称之为MRO（Maintenance、Repair、Overhaul）。

实际上，航空公司MRO的一般定义是“Maintenance、Repair、Operation”，基本责任是保持（Retaining）和恢复（Restoring）飞机、系统和部件的功能，使其能够完成所要求的功能（飞机适航）。其中“Retaining”通常对应于预防性维修，“Restoring”通常对应于纠正式维修。Operation的功能是确保飞机无故障或者减少故障的发生，最终服务于航空公司运行。

FAA最大的贡献在于定义了航空运输（airtransportation）和航空商业（air commerce） 两个重要概念，其出发点是为了区分两者安全标准的差异，前者对安全标准的要求最高，后者则次之。从事公共运输航空公司的飞机维修首先需要满足121部规章的要求，，只有在其向第三方提供维修服务时才需要进行FAR145的运行合格审定。

按照FAA的定义，作为FAR-145授权的独立维修单位（MRO）属于航空商业范畴，这时MRO才能称为“Maintenance、Repair、Overhaul”。，FAA并不强制要求运行人维修单位建立FAR-145维修单位（只有在其向第三方提供维修服务时才进行要求），其核心功能是确保实现航空公司的最高安全水平（确保放行的飞机是适航的），并使飞机、系统和部件的失效和故障降到最少，以及使飞机保持良好的技术状态（维修结果），最终服务于航空公司运行目标，这时MRO的准确定义是“Maintenance、Repair、Operation”。

工程管理属于“Business”范畴，，或者称为航空公司MRO的“Operation”功能，服务于航空公司机队管理。维修结果（Maintenance Result）是为了取得维修效能（MaintenanceEffect）。维修效能体现在以最低的运行成本实现航班不正常最小化和飞机可用性最大化的运行目标，并使各个利益相关方满意。

为此，航空公司需要实行基于商业目标（Business-oriented）的飞机工程管理，通过对维修流程、改装流程和运行流程的优化设计（包括各种方案的设计），以最低的运行成本实现航空公司的运行目标，这一过程我们称之为工程管理，或者称之为航空公司机队管理。总结下来，基于商业目标的飞机工程管理主要包括：

（二）航空公司急需建立基于系统安全的现代安全管理理念：我们应该把任何影响实现航空公司运行目标的不确定性定义为运行风险，安全管理再也不是仅仅对人员伤害与财产损失的风险管理，而是基于系统安全的运行风险管理，目的是以最少的成本实现航空公司的“任务”目标。

各类工程方案的设计离不开系统安全工程的支持，通过系统安全工程可以减少方案的实施成本和提高方案成功的可能性，也是飞机工程管理的重要内容之一，建立基于系统安全的现代安全管理理念是解决长期困扰航空公司安全管理的“药方”，更是实现机队管理目标不可或缺的手段。为此，航空公司机务工程部急需建立自己的安全管理功能，以对航空公司实行系统安全的管理。

传统的安全管理理念缺乏商业因素的考虑，不仅已经过时，而且效果极其有限。随着技术的发展和运行可用性绩效的提出，体现Business要求的现代安全管理理念逐步为大家所接受。

维修理念从过去的纠正式维修发展到现在的预防式维修以及未来的预测式维修，安全管理也从过去的被动式安全管理发展到现在的主动式安全管理以及未来的预测式安全管理。不管航空公司采用何种安全理念，或者几种安全管理理念的综合应用，最终的目标一定是以运行任务为中心的系统安全，而仅仅关注不安全的环境与行为的传统安全管理只是其中的一部分而已。

（三）航空公司急需建立新的维修理念以服务于运行目标：飞机维修理念是指一系列维修规则，用于对需要完成的维修做出相应的规定与安排，其中包括维修考虑、维修限制和维修战略，目的是满足航空公司对Business的要求。维修理念的标准定义是“The maintenanceconcept of a technical system is theset of rules prescribing what maintenance is required and how demand for theseoperation is activated”，基于以上定义，我们可以得出维修理念所包含的两个主要内容，即需要做什么维修工作和在飞机运行过程中是如何触发这些维修活动的。

• 飞机设计维修理念：在飞机设计阶段，新一代飞机是根据S4000P生成初始计划维修任务（满足飞机可用性要求），之后按照S3000L对系统和设备所需的维修活动进行分析，在这一过程中形成最初的飞机设计维修理念，也称作设计维修理念，目的是用于管理这些维修活动的维修层级和类型，以满足飞机设计可用性和寿命周期成本的目标要求。因此，我们可以说维修理念源于飞机设计，并需要满足Business的要求。

• 航空公司维修理念：在飞机运行阶段，航空公司应该根据飞机设计维修理念，并结合自身的各种限制条件，如规章要求、各种资源、运行航线、地理位置、运行环境、飞机型号、年利用率、平均航段、合同要求、运行基地分布等等、形成自身的维修理念。同时，这一维修理念需要服务于航空公司的商业目标（Business）和满足运行维修控制要求，最终形成航空公司的飞机运行维修控制方案以实现机队管理目标。

试想一下，如果航空公司仍然采用传统的维修理念去维修B787和A350，或者说仍然用传统的维修理念制定新一代飞机的维修计划，其实际运行可用性和成本绩效可能还比不上B777和A330。新维修理念的特点主要体现在如下方面：

• 预测式维修理念：新一代飞机是基于综合保障支持（ILS）设计的，满足基于BIT或者飞机健康监控的预测式维修(Prognostic)要求，也满足无纸化运行要求。其中预测式维修的实施将大量的减少维修方案中的视情维修任务或者使维修间隔大大的延长，从而为维修计划的优化提供了条件。

• 合同维修工程管理：新一代飞机的技术越来越复杂，价格也越来越高，航空公司与OEM签署的各种支持性协议也越来越多，特别是各类飞机健康管理协议、LSAP（FLS）服务协议、发动机与高价件包修协议和航材共享协议等等。基于ILS的飞机设计使各种PBL协议成为可能，而签署这些协议将成为航空公司飞机引进过程中的必要选项，因此，航空公司需要对这些协议进行工程设计以满足未来的运行可用性和成本要求。合同维修工程管理对航空公司的合同谈判与管理能力提出了新的要求，同时，这些合同又对维修方案制定与维修计划制定产生重要影响。

• 无纸化技术运行：无纸化运行是指OEM、供应商、承修商、MRO、局方、机场当局和航空公司（MCC）之间，以及航空公司内部各个部门与单位之间的无纸化数据传输、分析、信息生成，最终帮助航空公司进行运行决策制定和提升航空公司的运行可用性及降低运行成本。其中，无纸化技术运行是无纸化运行的重要组成部分之一，对于航空公司提升飞机运行可用性和降低维修成本起到至关重要的作用，同时，也对优化维修方案与计划也起到关键作用。

（四）航空公司急需建立新的飞机工程管理理念：不同于传统的飞机工程管理，基于商业目标的飞机工程管理需要运用系统工程的流程，并辅助以综合技术管理和专业工程的支持，为航空公司机队管理提供各类机队管理的解决方案，其核心是Business。典型的解决方案包括：

• 航空公司数字化战略解决方案；

• 维修系统的设计与持续改进；

• PBL合同设计与绩效管理；

• 机队可用性保证方案设计与管理；

• 维修方案与计划的持续优化；

• 无纸化技术运行设计与运行管理等等。

需要强调的是，做好工程管理的前提是分清维修管理与工程管理的区别。维修管理的目标是确保飞机运行中间无故障，属于受规章限制的持续适航范畴，主要考虑对维修单位的成本效率和生产率的相关要求，并服务于工程管理目标。

工程管理则关注总的维修成本、飞机运行可用性和客户满意，目的是在取得安全性、可用性和成本平衡的基础上，实现飞机经济性维修，并满足利益相关者的要求，属于航空公司Business范畴。如果国内航空公司不能纠正过去错误的工程管理理念，将会使我们与国际同行之间的差距越来越大，那时，庞大的机队规模将成为国内航空公司的巨大负担。

需要强调的是，合同维修工程管理（包括合同集成管理）是基于商业目标的飞机工程管理的显著特点。随着维修管理合同化趋势的发展，对工程管理提出了新的挑战，特别是对于工程管理外委的商业模式（Business Model），航空公司实施合同维修工程管理已经刻不容缓。

（五）航空公司急需实行综合机队管理（IFM）：IFM是一个极其复杂的过程，主要与飞机管理、运行管理、飞机使用行、维修、和飞机采购有关。其相关流程如图66所示。

图66

机队管理是指在考虑所需的维修计划、机队构型和所有机队可用性因素情况下，为满足机队运行计划与调配要求而需要完成的所有任务。机队管理的目标是以最低的运行成本保证机队可用性（Availability）和能力（Capability）满足航空公司的运行要求。如果航空公司不实施综合机队管理，将无法满足机队规模日益扩大的要求，将导致航空公司失去竞争性，成本也会居高不下。

综合机队管理主要包括了以产品管理和运行为中心的一系列活动，其中有的活动是由不同的角色完成的，涉及的内容和流程也极其复杂。飞机运行的可靠性、可维修性和维修支持性绩效决定了飞机运行可用性绩效，而飞机运行可用性是一个运行的概念，需要进行机队管理以实现航空公司的运行目标。

航空公司急需实施综合机队管理，并从系统安全的角度建立机队可用性保证方案（FAAP），并充分考虑各种服务水平协议（SLA）及合同因素对机队管理的影响。另外，航空公司急需建立基于S1000D数据交换标准（XML）的维修信息系统，以满足数据交换速度、数据准确性和简化流程的要求，并持续对机队管理进行持续绩效管理，确保以最低的成本实现飞机可用性目标。

图67

需要强调的是：从“运行可靠性管理”向“运行可用性管理”转变是现代综合机队管理的显著特点。运行可用性涵盖了运行可靠性，如图67所示，但两者有着本质的区别。准确地理解这种差异是做好机队管理的前提条件。从实际技术运行的角度，运行可用性管理主要是对技术运行不可用性的管理，两者本质上是一致的。技术运行不可用时间包括：

• 非计划维修导致的不可用时间包括：

• 航班中断（包括与飞机有关和与飞机无关两种情况）；

• 计划停场时间超期；

• 备注：对于因飞机不可用而临时更换飞机的情况，虽然未导致航班影响，但仍然按非计划不可用时间统计，直至故障飞机恢复运行为止。

• 计划维修导致的不可用时间包括：

• 飞机定检（大修）；

• 改装和检查；

• 发动机维修；

• 客舱维修。

飞机技术运行不可用时间的统计涵盖了上述两种原因导致的不可用时间，而且主要关注那些可控因素导致的不可用时间，对于那些不可控因素导致的不可用时间则不在技术可用性管理范围，如飞机遭受雷击等等。

因此，相对与传统的飞机运行可靠性管理，飞机运行可用性管理能够比较有效的服务于航空公司运行管理（机队管理），而飞机运行可靠性管理仅仅关注与飞机有关的运行中断情况，而那些与管理和人为因素有关的则不在运行可靠性管理范围之内。

（六）航空公司急需建立数字化战略：新一代飞机是基于无纸化运行的而设计的，对维修信息系统提出了更高的要求，信息保障已经成为综合机队管理不可或缺的前提条件。

目前，从运行的角度，航空公司仍然是以MCC为中心的信息保障系统，对于这一种传统信息保障系统，我们通常称为单一信息源的信息保障系统（Single Sourceof Truth-SSOT），如图68所示。

该类型系统的最大特点是能确保信息的唯一性，并通过API实现信息传输。缺点是以信息人工推送为主，而不是数据的自动传输，中间过程需要大量的人工输入、整理、核对和推送，导致信息/数据的准确性很难保证，而且效率较低。

图68

随着新一代飞机的引进，基于S1000D数据标准的技术数据模块(Business Categories)将取代了过去基于信息的技术手册；航空公司的维修信息系统也从过于基于信息（SGML）的结构化标准向基于数据（XML）的结构化标准转变，从而确保OEM的技术手册系统与航空公司的维修信息系统的融合，并实现手册数据的自动与快速传输，如图69所示。

图69

例如：随着A350的推出，OEM的机队管理也从过去按照客户化机队序列号（FSN）的管理方式向基于MSN的世界机队管理方式转变，并通过共用源数据库（CSDB-Common Source Data Base）实现了许多新的商业功能，如构型控制、数据在线查阅（End to End）和3D图形等等，从而可以确保在正确的时间、把正确的手册程序内容传输到正确的人员（飞机）以进行正确的维修决策（放行或者排故）。

如果航空公司没有建立满足新一代飞机要求的数字化战略，特别是满足无纸化技术运行要求的维修信息系统，将会极大地影响新一代飞机技术运行的效率与效能，即使对于现有的庞大机队，其适航符合性也将会面临巨大的风险。另外，OEM也在纷纷建立自己的数字化战略，图70表示了空客设想的未来数字化战略。

图70

（七）未来区块链技术应用：目前，基于MCC为中心的传统信息保障模式（SSOT），主要用于在航空公司、MCC、MRO、OEM和NAA之间进行信息传输与存储。尽管S1000D数据标准的推出改进了OEM的技术手册系统，但是对于航空公司的运行数据（包括维修记录），还无法实现与各个利益相关方的数据实时共享，特别是对于航空公司的运行数据是否应该与OEM共享的问题还存在一些争议。

为了解决未来飞机寿命周期的构型管理问题，波音设想的方案是利用物联网和区块链技术来建立开放的数据平台。对于飞机寿命周期，波音公司把飞机构型分成如下几个阶段：设计构型、制造构型、交付构型、运行构型、维修构型和文件构型（记录）。

图71

每一阶段飞机构型都可以用数字模型来表示，又称为数字孪生（Block）。各个数字模型之间存在相互关联的关系，如图71所示。其中前一个构型是就后一个构型的基线(Baseline)，前者对后者形成限制条件，后者是在前者的基础上进行改变，同时也对前者进行验证和完善。

其中，这些构型数据分别由不同的利益相关方生成，并覆盖到飞机的整个寿命周期。未来，如果这些数据模型能够在同一个开放的平台上实现实时共享，将彻底改变目前SSOT的信息保障模式，这就是波音的“ 物联网+区块链平台”的概念。

未来，基于区块链技术（Blockchain）的开放数据平台将彻底改变我们维修管理方式，并进而实现智能维修。相对于现在，这一开放式数据平台将带来如下变化：

利用该开放式平台，可实现飞机绩效数据、构型数据和维修记录的实时共享，并实现对数据的自动核对，特别是飞机构型数据。

1.  目前，基于S系列规范的飞机设计就是基于这一理念而发展的。A350采用了共用源数据库（CSDB-Common Source Data Base）的概念，CSDB中包含了ACT(Applicability Cross-reference Table)、CCT(ConditionCross-reference Table)、 PCT(ProductCross-reference Table)三个数据模块（DM）以完成对产品“允装构型”的定义，如图72所示。如果航空公司的维修信息系统同时满足S1000D的要求，飞机的“实际构型”数据将能够实现与“允装构型”数据进行自动比对和验证，进而实现对构型控制的自动管理。

                                              图72

2. 未来，随着开放式数据平台的建立（OEM与航空公司的MIS之间不再是相互隔离的），OEM的初始主数据（ACT/CCT/PCT/交付构型数据）、航空公司的飞行数据与维修数据可以共同在这一平台上实时共享，并利用区块链技术可实现飞机寿命周期的构型控制。

利用该开放式平台，并基于当前飞行数据和历史数据可以对未来的维修活动进行预测式分析，进而可优化航材库存管理和优化维修方案。

1. 目前，波音向航空公司提供的AHM以及OMP服务，其原理就是基于当前飞行数据和历史维修记录实现预测式维修和对维修方案的优化。鉴于目前还没有这样的平台，波音只能通过与航空公司合作，并借助ACARS的实时下载数据和航空公司定期提供的运行数据（包括维修记录），来帮助航空公司实现这一目标。

2. 未来，随着基于区块链技术的开放式数据平台的建立，波音将可以直接利用这一数据平台的数据来完成上述功能。

另外，鉴于开放式数据平台可以实时提供飞机绩效数据，并在区块链平台上提供可追溯的和准确的维修记录，可以实现许多其他新的功能。如局方可以通过该平台快速的对定检进行偏离批准等等。区块链技术的基本原理如图73所示。           

图73

未来，以单一数据版本（SVOT-Blockchain）的信息保障系统将取代单一信息源的信息保障系统（SSOT-Central entity）。SVOT又可称为分布式同步数据的储存与管理，或者称为区块链数据平台。

利用区块链技术的去中心化、可追溯性（可验证性）、开放性和使用共同规则的特征，使各个利益相关方之间实现可追溯的数据交换和对数据的自动纠错（相互验证以确保数据准确），并进而可实现基于计算机的智能维修，SVOT的原理如图72所示。

基于区块链技术的SVOT要求航空公司按规则（Business Rule）填写维修记录（或者自动上传），并在一个相对开放的平台上共享给相关利益相关方以确保所有的构型数据的准确性和历史记录的不可更改性。这将给飞机维修带来革命性的变化，航空公司需要做好相关的准备，特别是在数字化转型的过程中。

图74

顾名思义，区块链是指不同的区块（Block）相互串联(chain)在一起。区块中包含了各种记录的数据，因此，使区块链看起来像一个记账本，其他人可以对其分享和验证。

如图74所示，我们可把“Maintenance Masters”、“Aircraft Component list”、“Flight Data”和“Maintenance Data”看成不同的区块，各个区块的数据是互相分享的和相互验证。这一过程是通过“Smart Contract”实现的，其本质是一种计算机程序。

（八）未来的飞机构型控制：为了能够准确理解未来的飞机构型控制，我们需要首先了解当今航空公司是如何进行构型控制的。以航线排故的部件更换为例，假设航线放行人员排故时已经决定了更换某一个部件：

• 传统技术运行背景-放行人员面临巨大的工作压力

• 构型控制要求：按照构型控制的原则，对安装上的部件需要满足如下基本要求：

• 满足IPC对“允装构型”的要求（IPC虽然属于客户化手册，但是飞行构型并不能完全反映在客户化的IPC中；另外，对于IPC中关于Interchangeable的判断需要较高的能力）；

• 满足对部件证件的要求；

• 满足AD指令的要求；

• 满足相关合同要求；

• 满足该机“Concession”的要求；

• 满足对部件安装人员的授权要求；

• 满足航空公司的其他特殊要求。

• 实际构型控制流程：维修人员在确认件号之后到库房领取航材，如果航材件号满足IPC要求（或者与原来的装机件号相同）,且证件满足要求则领出并进行安装，安装完成后在技术记录本上签署放行并把放行记录人工上传到维修信息系统。这一过程有如下特点：

• 对“时间”的要求（航班保障）；

• 未经维修信息系统的全程监控（虽然MCC可能以某种形式参与了决策，并对飞机排故过程进行了监控）,实际上构型控制的责任全部落实给“放行人员”，或者称为“部件安装人员”。对放行人员来说，上述构型控制要求实际上是无法完成的任务，需要靠整个维修系统来保证；

  
  

• 飞机放行前无其他人员对所安装部件构型的符合性进行验证。

• 未来的无纸化技术运行背景（SSOT）-放行人员的工作压力得到缓解

• 构型控制与工作流程：对“时间”的Business要求主要反映在流程时间和反应时间的大大减少，这有利于提升飞机可用性。如飞机故障信息的实时发布、技术手册的在线查询、排故方案的快速决策、维修支持的快速响应、维修结果（电子签名）的实时通报等等，上述过程是通过无纸化技术运行完成的，MCC则起到了信息控制中心的作用。为了提升整个维修系统的支持绩效和效能，对于构型控制需要满足如下要求：

• 通过维修信息系统实现对所安装部件信息的实时传输；

• 通过维修信息系统自动检查维修人员是否满足授权要求；

  
  

• 通过维修信息系统实现对AD的符合性控制（如“禁装”件号）；

• 通过维修信息系统快速确认安装了正确的部件（满足“允装构型”的要求）；

  
  

• 对飞机构型改变的实时更新（飞机的最新构型状态）。

  
  

• 备注：对于满足无纸化运行的新一代飞机设计，当飞机出现故障时，放行人员只需通过机载设备（EFB）来判断飞机能否放行和查找相应的排故方案与程序。另外，对于A350飞机，通过CSDB与航空公司维修信息系统接口，其中构型数据模块（ACT/CCT/PCT）可对实际安装部件的符合性进行自动验证。

• 未来的区块链技术应用背景(SVOT)-航空公司与放行人员的工作压力得到根本缓解

  
  

• 基于寿命周期的构型管理与控制：未来，飞机的最新构型状态、技术手册、飞机技术状态、维修数据、飞行数据等将全部显示在一个开放式区块链数据平台上，放行人员可以快速、准确的查找所需的任何信息以进行维修决策，安装部件后所有的维修记录将自动上传到这个平台以更新飞机最新构型（如通过RFID），同时对构型的符合性进行自动验证。MCC已经不再是唯一的信息中心，所有的信息均显示在一个开放的数据平台上（向授权的人员开放）。对于构型控制要求的符合性表现在：

• OEM的飞机主数据与航空公司的维修信息系统共同组成了区块链数据平台，确保构型文件的准确性，真正实现了技术数据的客户化要求，并形成了不可串改和可追溯的记录；

• 在这个数据平台上，所有的利益相关方（内部和外部）均可对所安装部件的构型控制符合性进行验证，并形成记录；

• 系统通过与“允装构型”进行自动比对、检查与核对，确保构型符合性，并形成记录；

• 在一个开放的区块链数据平台上，实现了一个去中心化的信息保障系统。所有维修过程均实时的显示给授权的利益相关方，增加了过程的透明性。所有的相关记录信息都无法串改，并且可追溯，提升了维修记录的准确性。另外，OEM和航空公司可利用所有的运行数据进行机队管理、维修方案和维修计划的优化。未来，区块链技术在飞机资产管理、构型管理和机队管理方面将会得到广泛的应用。

（九）总结：基于商业目标的航空公司飞机工程管理是一个完整的理论体系，其核心思想是“Business”；主要产品是“各种机队管理的解决方案和系统设计”；主要方法是“系统工程流程”；主要工具是“维修信息系统”；主要考虑因素是“合同影响”；主要关注点是“维修计划、构型控制和其他可用性因素”；主要目标是“机队管理与系统安全”。该理论体系包括内容：

• 概念定义：维修、工程、Business、绩效管理、维修经济学、PDCA 、Benchmark、系统安全等等；

• 工具：系统工程、综合技术管理、构型管理、系统安全工程、LCE、ILS、S1000D、无纸化技术、SMS、预防式维修、预测式维修、合同维修工程管理（包括对PBL的合同工程管理、合同集成管理）；

• 工程方案设计：包括维修系统设计、维修信息系统的设计、构型控制方案、维修该方案与计划的优化、可靠性方案的设计、审计方案、机队可用性保证方案、无纸化技术运行方案等等；

• 目标：机队管理（包括混合机队管理）；资产管理（合同周期成本管理、飞机寿命周期拥有成本管理、维修投资回报）；系统安全等等。

未来，也许我们还会天天谈论 “适航”，但我们也会更多的讨论“Business”。因为，适航只是实现Business目标的限制条件，我们的目标应该是Business和实现系统安全，最终让利益相关者满意，这其中包括我们的员工、投资人、社会、旅客、公司等等。

-全文结束，谢谢大家，欢迎批评指正

来源：民航资讯CAI