T/CATAGS 107-2026 民用航空器系统预测性维修任务分析方法

　　CATAGS

　　中 国 航 空 运 输 协 会 团 体 标 准

　　T/CATAGS 107-2026

　　民用航空器系统预测性维修任务分析方法

　　Predictive maintenance task analysis method for civil aircraft system

　　2026-4-1 发布 2026-4-1 实施

　　中国航空运输协会 发 布

　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国航空运输协会提出并归口。

　　本文件起草单位：南京航空航天大学、上海飞机客户服务有限公司、中国民航科学技术研究院、中国南方航空股份有限公司、中国东方航空集团有限公司、北京飞机维修工程有限公司、厦门航空股份有限公司、东航技术应用研发中心有限公司、中国航空综合技术研究所、中国航发商用航空发动机有限责任公司、中航西飞民用飞机有限责任公司、中国直升机设计研究所、南京工业职业技术大学。

　　本文件主要起草人：孙见忠、冯子寒、李晓磊、孙明敏、闫洪胜、刘瑞、钱昆、卢小培、宋剑、李海军、赵红华、甘力中、滕跃、黄智超、王越、胡强、段司正、左洪福。

　　民用航空器系统预测性维修任务分析方法

　　1 范围

　　本文件规定了民用航空器系统预测性维修任务分析的框架、分析输入、属性评估、分析步骤和分析输出。

　　本文件适用于固定翼运输类民用航空器制造厂家以及运营人制定或优化航空器维修方案。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 43555 智能服务 预测性维护 算法测评方法

　　T/CATAGS 97—2025 民用航空器地面健康监控系统技术要求

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　飞机健康监测 aircraft health monitoring ;AHM

　　利用飞机系统或部件状态的数据，开展飞机状态监测、故障诊断、寿命预测等分析，为飞机运行与维修提供监控信息的活动。

　　3.2

　　预测性维修 predictive maintenance

　　通过监测、诊断或预测航空器系统或部件的状态而决定的连续或间断进行的维修活动。

　　[来源：T/CATAGS 97—2025 ，3.5] 3.3

　　传统任务 classic task

　　基于MSG-3下层分析得出的传统的计划维修任务。

　　3.4

　　AHM 任务 AHM task

　　AHM活动及其触发的维修活动。

　　3.5

　　隐蔽失效 hidden failure

　　履行正常职责的空勤人员无法发现的一类功能失效。

　　3.6

　　AHM 候选项 AHM candidate

　　AHM能够覆盖且存在传统任务的失效原因。

　　3.7

　　虚警 false alarm

　　飞机运行状态正常但AHM识别为异常并发出告警的情况。

　　3.8

　　漏警 missing alarm

　　飞机运行状态出现异常但AHM未能发出告警的情况。

　　3.9

　　预测提前量 lead time

　　从AHM发出预警的时刻，到系统或部件发生功能失效的时间间隔。

　　4 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件。

　　ACMS：飞机状态监控系统(Aircraft Condition Monitoring System)

　　MTC：维修技术委员会(Maintenance Technical Committee)

　　MSG：维修指导小组(Maintenance Steering Group)

　　OMS：机载维护系统(Onboard Maintenance System)

　　SMR：计划维修要求(Scheduled Maintenance Requirement)

　　5 预测性维修任务分析框架

　　预测性维修任务分析框架包括分析输入、属性评估、分析步骤、分析输出。在MSG-3上层和下层分析所生成的传统任务的基础上，收集传统任务对应的失效原因、失效影响类别、任务间隔和成本数据等相关信息，并根据飞机AHM设计相关信息，针对AHM候选项开展AHM属性评估。针对AHM候选项，分别面向“润滑/勤务类 ”任务和“非润滑/非勤务 ”类任务开展预测性维修任务分析。最终分析结束后，汇总AHM候选项评估分析过程和结果并提交MTC技术审查。预测性维修任务分析框架见图1。完整的预测性维修任务分析示例见附录A。

　　注：本文件中使用的MSG版本为MSG-3 Revision 2022. 1 ，见参考文献[4 ]。

　　图 1 预测性维修任务分析框架

　　6 预测性维修任务分析输入

　　6.1 传统任务相关信息

　　传统任务相关信息包括但不限于SMR任务号、任务描述、失效原因、失效影响类别、任务类型、任务间隔和成本相关数据，表格样式见表1。

　　表 1 传统任务相关信息

　　6.2 AHM 相关信息

　　AHM相关信息包括但不限于AHM候选项编号、监控参数/报文、监控类型、监控信息传递方式、告警阈值和采集频率，表格样式见表2。

　　表 2 AHM 相关信息

　　7 AHM 属性评估

　　7.1 AHM 有效性评估

　　民用航空器AHM数据来源包括机载监控系统(如OMS系统、ACMS系统等)和地面健康监控系统，直接地获取具有明确物理意义的参数，或者通过故障监测或预测模型(如数据驱动、模型驱动等方法)间接地获取表征系统\部件故障的特征参数。AHM的监控在实践中除了模型不完善问题，还存在传感器漂移失效、采集设备不可靠等问题，会导致虚警和漏警情况。AHM需通过测评并具备相应的准确性、有效性和适用性，宜参考GB/T 43555相关方法建立AHM测评体系。

　　AHM有效性评估宜从虚警率、漏警率和预测提前量三个方面开展，各指标计算方法如下。

　　a) 虚警率。虚警率可用给定时间段内某 AHM 候选项的监控虚警数量和实际告警总数量(虚警数量与准确告警数量之和)之间的百分比进行表示。虚警率按公式(1)计算。

　　Af x 100%················································· (1)

　　式中：

　　Af ——给定时间周期内AHM虚警率;

　　cae ——给定时间周期内航空器运行状态正常，但AHM发出错误预警的数量;

　　cac ——给定时间周期内航空器运行状态异常，且AHM发出准确预警的数量。

　　b) 漏警率。漏警率可用给定时间段内某 AHM 候选项的监控漏警数量和理论告警总数量(漏警数量与准确告警数量之和)之间的百分比进行表示。漏警率按公式(2)计算。

　　Au x 100%··················································(2)

　　式中：

　　Au ——给定时间周期内AHM漏报率;

　　cu ——给定时间周期内航空器运行状态异常，但AHM未能发出报警的数量;

　　cac ——给定时间周期内航空器运行状态异常，且AHM发出准确预警的数量。

　　c) 预测提前量。预测提前量针对 AHM 候选项评估 AHM 是否能够在失效发生前的足够的时间内给出故障预警信息，按公式(3)计算。

　　LTα = TEol __ Ta · ····················································· (3)

　　式中：

　　LTα ——AHM预测提前量;

　　TEol ——功能失效的时刻;

　　Ta ——针对AHM候选项告警的时刻。

　　7.2 AHM 完整性评估

　　AHM系统应符合相关技术标准规定的功能、性能、安全和管理等方面要求，其中AHM系统地面部分可参考中国航空运输协会团体标准T/CATAGS 97—2025 ，宜从监控数据完整性和监控系统使用可用度两个方面评估AHM完整性。

　　a) 监控数据完整性。监控数据完整性宜从数据丢失率、数据丢失持续指数等方面评估。

　　1) 数据丢失率是指针对某个 AHM 候选项，在给定时间段内地面系统能够完整获得 AHM 监控数据包的比率。数据丢失率应按公式(4)计算。

　　Dm 00% · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · (4)

　　式中：

　　Dm ——数据丢失率;

　　Md ——给定时间段内地面系统完整获取数据包的累计航段数量;

　　M ——给定时间段内地面系统所监控的全部航段数量。

　　2) 数据丢失持续指数是针对某个 AHM 候选项，在给定时间段内地面系统未能完整获取 AHM监控数据包的最大持续航段数量。数据丢失持续指数应按公式(5)计算。

　　Dmcm = Max{Dcm1, Dcm2 , . . . , Dcmn} · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · (5)

　　式中：

　　Dmcm ——数据丢失持续指数;

　　Dcmi ——给定时间段内地面系统未能完整获取AHM监控数据包的持续航段数量。

　　b) 监控系统可用度。监控系统使用可用度应按公式(6)计算。

　　Ao

　　式中：

　　Ao ——给定时间周期内地面系统使用可用度;

　　TMTBM ——系统平均停机间隔时间;

　　TMDT ——系统平均停机时间，包括计划性停机维护时间和非计划性故障停机维修时间。

　　7.3 AHM 能力评估

　　AHM能力评估宜从分析AHM任务执行意图与传统任务执行意图角度开展。

　　针对民用航空器，一项传统任务可能对应一个失效原因或多个失效原因，AHM任务能力包含以下两种情况：

　　a) AHM 任务覆盖传统任务的全部失效原因，且 AHM 任务完全满足传统任务的执行意图;

　　b) AHM 任务覆盖传统任务的部分失效原因，或 AHM 任务仅能满足传统任务的部分执行意图。

　　7.4 AHM 属性评估结果

　　汇总AHM属性评估结果，输出表格样式见表3。

　　表 3 AHM 候选项属性评估结果

　　7.5 AHM 属性评估周期性确认

　　考虑AHM的传感器、采集设备、通信系统、地面系统和监控模型等随运行环境与时间推移可能发生的退化问题，针对上述AHM候选项属性指标，宜开展周期性的确认，以确保在航空器服役周期内AHM属性指标始终保持在可接受水平。

　　8 预测性维修任务分析步骤

　　8.1 概述

　　预测性维修任务分析包括第一步分析和第二步分析：针对每个AHM候选项首先开展第一步分析，评估AHM是否有能力提前足够时间检测到润滑或勤务工作需求，以确定是否生成AHM驱动的润滑/勤务任务;第一步分析结束后，开展第二步分析，判断AHM是否有能力探测退化或隐蔽失效，根据传统任务对应的功能失效影响类别，从安全性、运行性和经济性角度进行分析评估与逻辑决断，分析是否生成AHM替代任务、AHM混合任务或保持传统任务不变。

　　8.2 第一步分析

　　8.2.1 分析流程图

　　预测性维修任务第一步分析流程图如图2所示。

　　注： 图中菱形框表示逻辑决断问题，在逻辑决断过程中某些定量指标缺失或不适用的情况下，由分析人员采用工程方法判别或经验决断。

　　图 2 第一步分析流程

　　8.2.2 基本分析步骤

　　第一步具体分析步骤如下。

　　a) 进行逻辑决断 1- Ⅰ , 基于 AHM 属性评估结果，判断 AHM 是否有能力检测到需要润滑或勤务工作：

　　1) 如果回答为“是 ”，则进入步骤 b);

　　2) 如果回答为“否 ”，结束第一步分析，进入第二步分析(见图3)。

　　b) 进行逻辑决断 1-Ⅱ , 基于 AHM 属性评估结果，评估 AHM 是否能为安排润滑或勤务工作提供足够的准备时间：

　　1) 如果回答为“是 ”，则进入步骤 c);

　　2) 如果回答为“否 ”，结束第一步分析，进入第二步分析(见图3)。

　　c) 进行逻辑决断 1-Ⅲ , 从维修任务的有效性方面评估 AHM 任务是否等效或优于传统任务：

　　1) 如果回答为“是 ”，则进入步骤 d);

　　2) 如果回答为“否 ”，结束第一步分析，进入第二步分析(见图3)。

　　d) 进行逻辑决断 1-Ⅳ , 判断 AHM 任务是否完全满足传统任务的执行意图：

　　1) 如果回答为“是 ”，则生成 AHM 替代任务，进入第二步分析(见图3);

　　2) 如果回答为“否 ”，则生成 AHM 混合任务，进入第二步分析(见图3)。

　　8.3 第二步分析

　　8.3.1 分析流程图

　　预测性维修任务第二步分析流程图如图3所示。

　　注： 图中菱形框表示逻辑决断问题，在逻辑决断过程中某些定量指标缺失或不适用的情况下，由分析人员采用工程方法判别或经验决断。

　　图 3 第二步分析流程

　　8.3.2 基本分析步骤

　　第二步具体分析步骤如下。

　　a) 进行逻辑决断 2-Ⅰ , 基于 AHM 设计相关信息，评估 AHM 对退化的探测能力：

　　——如果回答为“是 ”，则进入步骤 c);

　　——如果回答为“否 ”，则进入步骤 b);

　　b) 进行逻辑决断 2-Ⅱ , 基于 AHM 设计相关信息，评估 AHM 对隐蔽失效的探测能力：

　　——如果回答为“是 ”，则进入步骤 c);

　　——如果回答为“否 ”，则结束分析，保留传统任务不变。

　　c) 判断传统任务对应的功能失效影响类别，可依据传统任务 MSG-3 分析结果确定：

　　1) 如果传统任务对应的功能失效影响类别是 5 或 8 类，则进入步骤 d);

　　2) 如果传统任务对应的功能失效影响类别是 6 或 9 类，则进入步骤 e);

　　3) 如果传统任务对应的功能失效影响类别是 7 类，则进入步骤 f);

　　d) 进行逻辑决断 2-Ⅲ , 基于 AHM 有效性评估，宜重点考虑 AHM 的漏警率等指标，评估 AHM

　　任务在降低失效风险、保障安全运行方面的有效性是否等同或优于传统任务： ——如果回答为“是 ”，则进入步骤 e);

　　——如果回答为“否 ”，则结束分析，保留传统任务不变。

　　e) 进行逻辑决断 2-Ⅳ , 基于 AHM 有效性评估，宜重点考虑 AHM 的虚警率、漏警率和预测提前量等指标，评估 AHM 任务在降低失效风险到可接受水平的有效性是否等同或优于传统任务：

　　——如果回答为“是 ”，则进入步骤 f);

　　——如果回答为“否 ”，则结束分析，保留传统任务不变。

　　f) 进行逻辑决断 2-Ⅴ , 基于 AHM 有效性评估，宜重点考虑 AHM 的虚警率、漏警率和预测提前量等指标以及 AHM 开发与实施成本，评估在成本效益方面 AHM 任务是否等效或优于传统任务：

　　——如果回答为“是 ”，则进入步骤 g);

　　——如果回答为“否 ”，则结束分析，保留传统任务不变。

　　g) 进行逻辑决断 2-Ⅵ , 基于 AHM 完整性评估，重点考虑 AHM 系统建设是否遵循相关技术标准，满足功能、性能、安全和管理等方面要求，在监控数据完整性和监控系统使用可用度等指标要求方面，宜区分安全影响类(5 、8 类)和非安全影响类(6 、7 、9 类)任务：

　　——如果回答为“是 ”，则进入步骤 h);

　　——如果回答为“否 ”，则结束分析，保留传统任务不变。

　　h) 进行逻辑决断 2-Ⅶ , 可根据 AHM 能力评估信息来确定：

　　——如果回答为“是 ”，即 AHM 任务覆盖传统任务的全部失效原因，且 AHM 任务完全满足传统任务的执行意图，则并生成 AHM 替代任务;

　　——如果回答为“否 ”，即 AHM 任务覆盖传统任务的部分失效原因，或 AHM 任务仅能满足传统任务的部分执行意图，则生成 AHM 混合任务。

　　9 预测性维修任务分析输出

　　9.1 AHM 替代任务

　　AHM任务覆盖传统任务的全部失效原因，且AHM任务完全满足传统任务的执行意图，该类AHM候选项经过预测性维修任务分析可生成AHM替代任务。

　　注1：完全基于AHM预警触发的润滑/勤务、恢复和报废任务，也归类为AHM替代任务。

　　9.2 AHM 混合任务

　　AHM任务覆盖传统任务的部分失效原因，或AHM任务仅能满足传统任务的部分执行意图，该类AHM候选项经过预测性维修任务分析可生成AHM混合任务，即AHM任务与传统任务的组合。

　　注2：AHM的监控通过改变间隔值、间隔参数、任务类型、适用范围等影响传统计划维修任务，从而可能产生一个新的计划维修任务，该任务与AHM任务的组合可完全等效替代原传统任务。在AHM混合任务中，AHM任务和计划维修任务同时存在。

　　9.3 保持传统任务不变

　　保持MSG-3分析生成的传统计划维修任务不变。

　　9.4 预测性维修任务分析汇总输出

　　AHM候选项预测性维修任务分析输出，应包括AHM候选项编号、AHM任务编号、SMR任务号(任务描述)、AHM任务类型(AHM替代任务或AHM混合任务)、监控参数/报文、告警阈值、预测提前量以及额外的传统任务，表格样式见表4 。汇总分析过程和结果并提交MTC技术审查。

　　表 4 AHM 候选项预测性维修任务分析输出

　　附 录 A

　　(资料性)

　　预测性维修任务分析案例

　　A.1 燃油滤芯报废任务分析

　　某飞机燃油滤芯传统计划维修任务(报废燃油滤芯)相关信息如表A. 1所示。

　　表 A.1 传统报废燃油滤芯任务

　　某飞机燃油滤壳体顶部安装有压差传感器用于探测进、出口的燃油压力差值，当传感器测量压差值超过即将旁通或旁通对应的阈值时，机载维护系统将显示L(R) FL FILT APP BYPASS告警信息，表明燃油滤芯出现即将堵塞或堵塞故障，航线上可以根据告警信息提前安排更换燃油滤芯，该AHM候选项可生成AHM替代任务。

　　针对燃油滤芯AHM候选项，AHM属性见表A.2。

　　表 A.2 燃油油滤 AHM 属性

　　燃油滤芯预测性维修任务分析见图A. 1 ，加粗线框表示分析决断过程。

　　图 A. 1 燃油滤芯预测性维修任务分析流程

　　上图中分析过程如下：

　　a) 进入逻辑决断 1- Ⅰ , 基于 AHM 属性评估结果，AHM 没有能力检测到需要润滑或勤务工作，回答为“否 ”，进入第二步分析;

　　b) 通过评估 AHM 对退化或隐蔽失效的探测能力，逻辑决断输出“AHM 具备探测退化能力 ”，然后判断传统任务对应的失效影响类别为 7 类，进入逻辑决断 2-Ⅴ;

　　c) 针对逻辑决断 2-Ⅴ , 考虑 AHM 的虚警率、漏警率和预测提前量等指标以及 AHM 开发与实施成本，评估在成本效益方面 AHM 任务等效或优于传统任务，回答为“是 ”，进入逻辑决断2-Ⅵ:

　　d) 针对逻辑决断 2-Ⅵ , 基于 AHM 完整性评估，AHM 系统建设遵循相关技术标准，满足功能、性能、安全和管理等方面要求，回答为“是 ”，进入逻辑决断 2-Ⅶ:

　　e) 针对逻辑决断 2-Ⅶ , 根据 AHM 能力评估，AHM 任务覆盖传统任务的全部失效原因，且 AHM任务完全满足传统任务的执行意图，回答为“是 ”，则取消传统任务 73- 10-00-03-01 ，并生成完全由AHM 预警触发的油滤滤芯更换任务，即 AHM 替代任务。

　　燃油滤芯预测性维修任务分析结果见表A.3。

　　表 A.3 燃油滤芯 AHM 任务分析结果

　　A.2 正常刹车系统功能检查任务分析

　　某飞机起落架刹车系统传统计划维修任务( “功能检查正常刹车系统 ”)相关信息如表A.4所示。

　　表 A.4 功能检查正常刹车系统任务

　　通过AHM系统分析脚蹬位移和刹车压力传感器的数据，对比基线，可以检测刹车控制阀的退化状态，能够覆盖失效原因刹车控制阀故障(1a1c:内轮刹车控制阀故障，不能控制内轮刹车/1b1c:外轮刹车控制阀故障，不能控制外轮刹车)，但是不能覆盖表A.4中传统计划维修任务对应的全部失效原因，即AHM任务仅能满足传统任务的部分执行意图，因此该AHM候选项可生成AHM混合任务。

　　针对刹车系统，AHM候选项的AHM属性见表A.5。

　　表 A.5 刹车系统 AHM 属性

　　刹车系统预测性维修任务分析见图A.2 ，加粗线框表示分析决断过程。

　　图 A.2 刹车系统预测性维修任务分析流程

　　上图中分析过程如下：

　　a) 进入逻辑决断 1- Ⅰ , 基于 AHM 属性评估结果，AHM 没有能力检测到需要润滑或勤务工作，回答为“否 ”，进入第二步分析;

　　b) 通过评估 AHM 对退化或隐蔽失效的探测能力，逻辑决断输出“AHM 具备探测退化能力 ”，然后判断传统任务对应的失效影响类别为 6 类，进入逻辑决断 2-Ⅴ;

　　c) 针对逻辑决断 2-Ⅴ , 考虑 AHM 的虚警率、漏警率和预测提前量等指标以及 AHM 开发与实施成本，评估在成本效益方面 AHM 任务等效或优于传统任务，回答为“是 ”，进入逻辑决断2-Ⅵ:

　　d) 针对逻辑决断 2-Ⅵ , 基于 AHM 完整性评估，AHM 系统建设遵循相关技术标准，满足功能、性能、安全和管理等方面要求，回答为“是 ”，进入逻辑决断 2-Ⅶ:

　　e) 针对逻辑决断 2-Ⅶ , 根据 AHM 能力评估，AHM 任务覆盖传统任务的部分失效原因且仅能满足传统任务的部分执行意图，回答为“否 ”，则更新传统任务 32-41-00-01-01 ，并和AHM 监测刹车控制阀退化任务组成一条 AHM 混合任务。

　　刹车系统预测性维修任务分析结果见表A.6。

　　表 A.6 刹车系统 AHM 任务分析结果

　　参 考 文 献

　　[ 1] GB/T 40571—2021 智能服务 预测性维护 通用要求

　　[2] GB/T 43555 智能服务 预测性维护 算法测评方法

　　[3] T/CATAGS 97—2025 民用航空器地面健康监控系统技术要求

　　[4] ATA MSG-3. Operator/Manufacturer Scheduled Maintenance Volume 1 - Fixed Wing Aircraft.Revision 2022. 1.Air Transport Association of America, Inc.