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[摘 要]航材需求預测的影响因素较多，保障客户正常运营，支持飞机全寿命周期内使用、修理等各种航材需求是航材保障的基本任务。本文结合实际工作深入探讨民用飞机结构备件的选取流程，并详细介绍航材需求预测的方法，对民用飞机客户服务人员具有实用性参考价值。
[关键词]航材；预测；技术；应用
中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0249-01
近年来航空业迅速发展及国际市场竞争力加大，为了满足更高效的航材支援服务，国外知名飞机制造商各自制定科学航材供应计划，并建立了完善的航材保障检测系统。而预测准确的需求量、选取合理正确的航材、保障率之间关系及平衡航材成本已成为航材工程技术研究的重要方向。
一、备件介绍
恢复及保持飞机主机、地面保障设备设计性能所必需的零、部件以及飞机维护修理中所需的零部件、修理更换用的成品替换件和耗材均为飞机备件。飞机正常营运离不开备件，备件安全是飞行最基础的物质要求。机体备件、发动机备件、系统备件是备件组成的三大类，根据价值可分类为消耗件和周转件。
二、影响航材预测的因素分析
通过对国内外民用飞机航材工程理论的研究，结合实际进行调查，归总航材需求预测的重要影响因素可从数据源、可靠性、 维修性、重要性、实用性、经济性、可获取性等方面进行分析[1]。（1）数据源：采集精准航材数据，使用统一数据源是航材有效重要保障。（2）可靠性：可靠性主要关注平均非计划拆换间隔时间及平均故障发生间隔时间，是航材选取重要依据。随飞机运营信息不断统计，可靠性数据将逐渐趋于准确。（3）维修性：航材供应可根据情况向用户提供不同维修等级的航材 飞机零部件；航材储备可依据维修计划分阶段进行。维修性对于航材需求预测的精准性影响重大。（4）重要性：航材重要性主要表现在，通过判断飞机设备故障对飞行安全的影响程度，指示不能放飞、一定限制条件下允许放飞或可放飞项目。根据航材不同的重要性，可提供不同航材采购及储备策略，达到节约成本的目的。（5）实用性：航材预测应密切关注用户使用航材各种信息，不断修正航材品种及数量促进其趋于完善，发挥航材保障作用。（6）经济性：根据航空公司的机队规模、资金分配等因素进行实际性考虑，科学制定航材计划。经济性对合理库存控制具有更高要求。（7）可获取性：航材渠道管理是航材按时交付的重要保证，航材能否及时获得直接影响航材的保障，涉及航材供应链的各个环节，主要取决于航材的交付周期、运输时间，修理时间以及管理。
三、结构航材的需求分析及预测方法
飞机全寿命期内一切维修、维护可能用到的原材料、结构件、结构连接件等均为结构航材。航材供应包括初始航材供应和持续航材供应，采用的备件储备原则随阶段不同而变化[2]。初始航材常面临经验不足、航材数据不完善等问题，其航材需求分析与预测是具有挑战性的问题。为保证有限资金达到最大航材保障率，主制造商会依据航空公司需求提供有效航材支援供应方案。本文通过研究不同机型航材供应状况，归总出飞机结构航材需求分析与预测的主要方法主要有：工程数据分析法、维修工程分析法、相似机型类比法、行业经验修正法。飞机航材预测实践中，常需结合多种方法进行互补修正，保证选用航材的准确性。
（一）工程数据分析
飞机型号研制初期，维修分析进行阶段，可通过依据工程数据分析法初步判定飞机潜在航材，数据分析应遵循是否具有可更换性、寿命是否小于飞机寿命这两个原则。（1）可更换性分析。单机装机零件清册、工程物料清单、数模为飞机零部件更换基础，通过对飞机结构装配层级、连接关系等发现可更换结构件及连接件，同时对装配件中的所有基本零件进行分析。操作方法：①依据工艺规范辨识零组件组装工艺中是否涉及粘接、密封及焊接等工艺，对组件是否可更换进行初步判断。②详细分析结构特点，以便准确判断零组件是否可更换、不易或不能更换，注意考虑零部件功能完整性。③通过对连接件性质分析，判断某一级装配件中零组件是否可更换。（2）寿命分析。依据各种不同设计要求确定的寿命值及零部件设计时的试验数据，对航材的储备具有指导作用[3]。将小于飞机寿命的零部件选入备件：① 可修件：对维修级别作出判断，根据结果判定零部件故障或损坏时是否需要修复或报废。考虑将需报废的零部件做为备件。②时寿件和时控件：时寿件指航空产品持续适航文件中强制更换的部件；时控件为到期需作校验、翻修、测试等的航材，促进其恢复正常使用。时寿、时控件应考虑备件，可依据维修大纲中寿命限定进行时控件报废。③非金属件：若有老化、开裂、变形、寿命等问题，应考虑备件。
（二）维修工程分析
定期维修分析、维修任务分析、维修级别分析等均为维修工程重点分析方向。航材工程师根据分析结果对潜在备件项目及其使用、维修要求等要素进行梳理，以选择合理的维修航材。此外应注意关注维修类手册，其中包含航材重要信息，比如图解零件目录、图解零件清单、维修计划文件等[4]。其中解零件目录描述了飞机结构、各系统及组件的组成和分解，包括飞机可更换的所有零部件、机载设备相关信息；图解零件清单中包含供应商及制造商零部件中潜在备件及备件的大修信息；维修计划文件等其他相关文件中包含计划维修中所涉及的可能用到的结构件及其连接件。虽然航材贵重件的数量紧占急库存数量约10%，但价值却占急库存航材价值的70%，因此航材预测研究重点应放在航材贵重件的维修分析上。
（三）相似机型类比分析
新型号飞机在没有航材厉史消耗数据的情况下，可参照相似机型的航材推荐清单及航空公司实际运营中航材消耗统计数据，针对飞机自身结构特征达成备件项目。
（四）行业经验修正
通过探究行业专家多年工作经验，本文归总以下作为飞机结构备件的项目：①处在维护通道上常拆卸安装的结构零部件及系统部件维护时可能频繁拆卸的结构件；②方向舵、襟翼、缝翼、 升降舵、副翼、扰流板等可活动零部件以及连接件；③飞机上的互换件、替换件及需频繁拆卸维护的零部件；④支架、支座、口盖、接头等应作为潜在备件。
四、结构备件选取流程
（一）选取备件项目
工程数据、试飞数据、供应商数据及用户使用消耗数据均为航材数据的主要来源。工程师根据实际结构航材需求的分析与预测方法，选出可能影响飞机寿命期出现的故障、航线更换零部件作为潜在备件。确定潜在备件后，根据航材预测影响因素对潜在备件进行反复修正分析优化，即通过重要性、可靠性、互换性等信息制定合理备件储存计划，进而满足全球机队航材需求[5]。随着飞机研制不断发展，潜在航材项目逐渐趋于完善。根据用户选购飞机构型提供的机队运营条件制定客户化航材推荐清单，如飞机日利用率、机队规模、修理周转时间、航材保障率等。
（二）确定备件数量
由于新型号飞机数据存在可靠性低，无相关航材消耗的历史经验数据参考等问题，因而航材数学模型通过计算得出的航材数量达不到实际要求，备件储备数量应不断在航材需求预测过程中实施优化管理，保证备件正常使用。
参考文献
[1]董兴芝.航材需求分析与预测技术的应用研究[J].科技与企业，2015，34（12）：188-189.
[2]陈侠，王拓，王磊，等.通用飞机航材需求预测方法分析研究[J].沈阳航空航天大学学报，2014，31（6）：83-91.
[3]刘文浩， 鲁世红， 王伟. 基于可靠性数据的航材备件需求预测方法[J]. 航空计算技术，2017，47（4）：53-56.
[4]刘旭，周丽华，朱臣.基于PCA-SVM的航材需求预测方法研究[J].舰船电子工程，2017，37（7）：105-109.
[5]商兴华， 马燕妮. 航材可修件备用量需求优化研究[J]. 兵工自动化， 2016，35（1）：83-85.
[关键词]航材；预测；技术；应用
中图分类号：TU198 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0249-01
近年来航空业迅速发展及国际市场竞争力加大，为了满足更高效的航材支援服务，国外知名飞机制造商各自制定科学航材供应计划，并建立了完善的航材保障检测系统。而预测准确的需求量、选取合理正确的航材、保障率之间关系及平衡航材成本已成为航材工程技术研究的重要方向。
一、备件介绍
恢复及保持飞机主机、地面保障设备设计性能所必需的零、部件以及飞机维护修理中所需的零部件、修理更换用的成品替换件和耗材均为飞机备件。飞机正常营运离不开备件，备件安全是飞行最基础的物质要求。机体备件、发动机备件、系统备件是备件组成的三大类，根据价值可分类为消耗件和周转件。
二、影响航材预测的因素分析
通过对国内外民用飞机航材工程理论的研究，结合实际进行调查，归总航材需求预测的重要影响因素可从数据源、可靠性、 维修性、重要性、实用性、经济性、可获取性等方面进行分析[1]。（1）数据源：采集精准航材数据，使用统一数据源是航材有效重要保障。（2）可靠性：可靠性主要关注平均非计划拆换间隔时间及平均故障发生间隔时间，是航材选取重要依据。随飞机运营信息不断统计，可靠性数据将逐渐趋于准确。（3）维修性：航材供应可根据情况向用户提供不同维修等级的航材 飞机零部件；航材储备可依据维修计划分阶段进行。维修性对于航材需求预测的精准性影响重大。（4）重要性：航材重要性主要表现在，通过判断飞机设备故障对飞行安全的影响程度，指示不能放飞、一定限制条件下允许放飞或可放飞项目。根据航材不同的重要性，可提供不同航材采购及储备策略，达到节约成本的目的。（5）实用性：航材预测应密切关注用户使用航材各种信息，不断修正航材品种及数量促进其趋于完善，发挥航材保障作用。（6）经济性：根据航空公司的机队规模、资金分配等因素进行实际性考虑，科学制定航材计划。经济性对合理库存控制具有更高要求。（7）可获取性：航材渠道管理是航材按时交付的重要保证，航材能否及时获得直接影响航材的保障，涉及航材供应链的各个环节，主要取决于航材的交付周期、运输时间，修理时间以及管理。
三、结构航材的需求分析及预测方法
飞机全寿命期内一切维修、维护可能用到的原材料、结构件、结构连接件等均为结构航材。航材供应包括初始航材供应和持续航材供应，采用的备件储备原则随阶段不同而变化[2]。初始航材常面临经验不足、航材数据不完善等问题，其航材需求分析与预测是具有挑战性的问题。为保证有限资金达到最大航材保障率，主制造商会依据航空公司需求提供有效航材支援供应方案。本文通过研究不同机型航材供应状况，归总出飞机结构航材需求分析与预测的主要方法主要有：工程数据分析法、维修工程分析法、相似机型类比法、行业经验修正法。飞机航材预测实践中，常需结合多种方法进行互补修正，保证选用航材的准确性。
（一）工程数据分析
飞机型号研制初期，维修分析进行阶段，可通过依据工程数据分析法初步判定飞机潜在航材，数据分析应遵循是否具有可更换性、寿命是否小于飞机寿命这两个原则。（1）可更换性分析。单机装机零件清册、工程物料清单、数模为飞机零部件更换基础，通过对飞机结构装配层级、连接关系等发现可更换结构件及连接件，同时对装配件中的所有基本零件进行分析。操作方法：①依据工艺规范辨识零组件组装工艺中是否涉及粘接、密封及焊接等工艺，对组件是否可更换进行初步判断。②详细分析结构特点，以便准确判断零组件是否可更换、不易或不能更换，注意考虑零部件功能完整性。③通过对连接件性质分析，判断某一级装配件中零组件是否可更换。（2）寿命分析。依据各种不同设计要求确定的寿命值及零部件设计时的试验数据，对航材的储备具有指导作用[3]。将小于飞机寿命的零部件选入备件：① 可修件：对维修级别作出判断，根据结果判定零部件故障或损坏时是否需要修复或报废。考虑将需报废的零部件做为备件。②时寿件和时控件：时寿件指航空产品持续适航文件中强制更换的部件；时控件为到期需作校验、翻修、测试等的航材，促进其恢复正常使用。时寿、时控件应考虑备件，可依据维修大纲中寿命限定进行时控件报废。③非金属件：若有老化、开裂、变形、寿命等问题，应考虑备件。
（二）维修工程分析
定期维修分析、维修任务分析、维修级别分析等均为维修工程重点分析方向。航材工程师根据分析结果对潜在备件项目及其使用、维修要求等要素进行梳理，以选择合理的维修航材。此外应注意关注维修类手册，其中包含航材重要信息，比如图解零件目录、图解零件清单、维修计划文件等[4]。其中解零件目录描述了飞机结构、各系统及组件的组成和分解，包括飞机可更换的所有零部件、机载设备相关信息；图解零件清单中包含供应商及制造商零部件中潜在备件及备件的大修信息；维修计划文件等其他相关文件中包含计划维修中所涉及的可能用到的结构件及其连接件。虽然航材贵重件的数量紧占急库存数量约10%，但价值却占急库存航材价值的70%，因此航材预测研究重点应放在航材贵重件的维修分析上。
（三）相似机型类比分析
新型号飞机在没有航材厉史消耗数据的情况下，可参照相似机型的航材推荐清单及航空公司实际运营中航材消耗统计数据，针对飞机自身结构特征达成备件项目。
（四）行业经验修正
通过探究行业专家多年工作经验，本文归总以下作为飞机结构备件的项目：①处在维护通道上常拆卸安装的结构零部件及系统部件维护时可能频繁拆卸的结构件；②方向舵、襟翼、缝翼、 升降舵、副翼、扰流板等可活动零部件以及连接件；③飞机上的互换件、替换件及需频繁拆卸维护的零部件；④支架、支座、口盖、接头等应作为潜在备件。
四、结构备件选取流程
（一）选取备件项目
工程数据、试飞数据、供应商数据及用户使用消耗数据均为航材数据的主要来源。工程师根据实际结构航材需求的分析与预测方法，选出可能影响飞机寿命期出现的故障、航线更换零部件作为潜在备件。确定潜在备件后，根据航材预测影响因素对潜在备件进行反复修正分析优化，即通过重要性、可靠性、互换性等信息制定合理备件储存计划，进而满足全球机队航材需求[5]。随着飞机研制不断发展，潜在航材项目逐渐趋于完善。根据用户选购飞机构型提供的机队运营条件制定客户化航材推荐清单，如飞机日利用率、机队规模、修理周转时间、航材保障率等。
（二）确定备件数量
由于新型号飞机数据存在可靠性低，无相关航材消耗的历史经验数据参考等问题，因而航材数学模型通过计算得出的航材数量达不到实际要求，备件储备数量应不断在航材需求预测过程中实施优化管理，保证备件正常使用。
参考文献
[1]董兴芝.航材需求分析与预测技术的应用研究[J].科技与企业，2015，34（12）：188-189.
[2]陈侠，王拓，王磊，等.通用飞机航材需求预测方法分析研究[J].沈阳航空航天大学学报，2014，31（6）：83-91.
[3]刘文浩， 鲁世红， 王伟. 基于可靠性数据的航材备件需求预测方法[J]. 航空计算技术，2017，47（4）：53-56.
[4]刘旭，周丽华，朱臣.基于PCA-SVM的航材需求预测方法研究[J].舰船电子工程，2017，37（7）：105-109.
[5]商兴华， 马燕妮. 航材可修件备用量需求优化研究[J]. 兵工自动化， 2016，35（1）：83-85.