发动机设计分析方法、系统和存储介质与流程

1.本公开涉及航空发动机技术领域，特别是一种发动机设计分析方法、系统和存储介质。


背景技术：

2.航空发动机研制是十分复杂的系统工程，在发动机产品的全寿命周期中，运营维护是持续适航的重要手段。要做到持续、安全、可靠的适航，发动机必须具有良好的可维修性以恢复其技术状态。
3.相关技术中，会对发动机维修性设计提出可达性、标准件的通用性等宏观要求，用以对设计师的设计进行指导和审核，提高发动机全生命周期的可靠性和使用寿命。


技术实现要素：

4.本公开的一个目的在于提高发动机运行保障的可靠性。
5.根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种发动机设计分析方法，包括：根据发动机设计方案，基于虚拟仿真进行aog(aircraft operationally grounded，操作上停飞的飞机)场景下的支援模拟；确定与模拟的每种故障对应的故障解决方案，故障解决方案中包括维修使用的工具、耗材、备件和操作方法；在未查找到与故障对应的故障解决方案的情况下进行保障手段研发，获取与故障对应的故障解决方案，保障手段研发包括工艺设备研发、工具研发、设备研发、耗材研发和操作方法研发；根据各个故障解决方案生成航材供应清单和航材供应方案；确定发动机保障方案，其中，发动机保障方案包括航材供应清单和航材供应方案。
6.在一些实施例中，该方法还包括：通过模拟或实际运行确定发动机保障方案的适用性和可操作性；根据适用性和可操作性修改发动机设计方案或故障解决方案中的至少一项。
7.在一些实施例中，该方法还包括：在确定每种故障对应的故障解决方案后，根据每种故障的故障解决方案生成发动机技术出版物，发动机技术出版物包括航线维修手册、车间维修手册、部件维修手册、工具手册、耗材手册或无损伤手册中的一种或多种；发动机保障方案还包括发动机技术出版物。
8.在一些实施例中，该方法还包括：根据发动机设计方案确定运行场景；根据发动机设计方案确定虚拟仿真模型；通过运行虚拟仿真模型获取发动机设计方案在每个运行场景下的可靠性参数；根据可靠性参数确定发动机的安全性分析结果；其中，发动机保障方案中包括安全分析结果。
9.在一些实施例中，根据发动机设计方案确定虚拟仿真模型包括：针对各个运行场景，确定运行场景需求和功能分析流程；根据场景需求和运行功能分析流程，建立虚拟仿真模型。
10.在一些实施例中，运行场景包括地面启动场景、地面起动喘振场景、起动机辅助空
中启动场景、地面停车场景、高原场景、吸雨场景或吸冰雹场景中的至少一项。
11.在一些实施例中，该方法还包括：根据发动机设计方案执行维修工程分析，维修工程分析包括故障模式影响分析、人为因素分析、损伤分析、维修级别分析、比较分析、测试性分析、预定事件分析或维修任务分析中的至少一项；根据维修工程分析的结果和发动机设计方案，执行保障性分析，获取发动机保障信息，其中，保障性分析中包括aog场景下的支援模拟分析和运行场景分析，发动机保障方案中包括发动机保障信息。
12.在一些实施例中，保障性分析中还包括发动机航线检查、维护及勤务分析、整机级状态下发动机的维护工作项目分析、整机级状态下发动机的性能恢复级修理分析、发动机单元体级别的检查分析、大修级别的修理分析、零部件级别的预定修理项目维修方案分析或发动机工作范围中的至少一项。
13.在一些实施例中，该方法还包括：监控实际运行过程中的维修过程，获取维修改进方案；根据维修改进方案修改发动机设计方案或故障解决方案中的至少一项。
14.在一些实施例中，该方法还包括：在生成发动机保障方案后，根据发动机保障方案执行资源开发，资源开发包括工艺设备开发、工具开发、设备开发或耗材开发中的至少一项；在实际运行中，监控发动机的健康状态；在发动机的健康状态出现异常的情况下，使用发动机保障方案和开发的资源进行支援服务。
15.根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种发动机设计分析系统，包括：保障性分析模块，被配置为根据发动机设计方案，基于虚拟仿真进行aog场景下的支援模拟；确定与模拟的每种故障对应的故障解决方案，故障解决方案中包括维修使用的工具、耗材、备件和操作方法；在未查找到与故障对应的故障解决方案的情况下进行保障手段研发，获取与故障对应的故障解决方案，保障手段研发包括工艺设备研发、工具研发、设备研发、耗材研发和操作方法研发；根据各个故障解决方案生成航材供应清单和航材供应方案；和，保障方案生成模块，被配置为确定发动机保障方案，其中，发动机保障方案包括航材供应清单和航材供应方案。
16.在一些实施例中，该系统还包括：反馈调节模块，被配置为通过模拟或实际运行确定发动机保障方案的适用性和可操作性，根据适用性和可操作性修改发动机设计方案或故障解决方案中的至少一项。
17.在一些实施例中，该系统还包括：开发模块，被配置为在生成发动机保障方案后，根据发动机保障方案执行资源开发，资源开发包括工艺设备开发、工具开发、设备开发或耗材开发中的至少一项；监控和支援单元，被配置为在实际运行中，监控发动机的健康状态，并在发动机的健康状态出现异常的情况下，使用发动机保障方案和开发模块开发的资源进行支援服务。
18.根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种发动机设计分析系统，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行上文中提到的任意一种发动机设计分析方法。
19.根据本公开的一些实施例的一个方面，提出一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上文中提到的任意一种发动机设计分析方法的步骤。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
21.图1为本公开的发动机设计分析方法的一些实施例的流程图。
22.图2为本公开的发动机设计分析方法中支援场景的一些实施例的示意图。
23.图3a为本公开的发动机设计分析方法的另一些实施例的流程图。
24.图3b为本公开的发动机设计分析方法的又一些实施例的流程图。
25.图4为本公开的发动机设计分析方法的再一些实施例的流程图。
26.图5为本公开的发动机设计分析系统的一些实施例的示意图。
27.图6为本公开的发动机设计分析系统的另一些实施例的示意图。
28.图7为本公开的发动机设计分析系统的又一些实施例的示意图。
具体实施方式
29.下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。
30.相关技术中的维修性设计要求主要包括：
31.1)部件的检查点、测试点、润滑点、设备的维修点和连接点应布局在便于接近的位置上；
32.2)需要维修或拆装的零部件，其周围要有足够的空间，以便进行测试或拆装；
33.3)结构设计中应考虑维修作业时人的体位和姿势；
34.4)需维修的零部件结构应便于人手的抓握，以便于拆卸、组装；
35.5)应优先选择标准的机械零件。
36.发明人发现，以上这些设计要求仅停留在定性要求方面，导致产品研制阶段的维修性设计表层化，维修资源开发欠缺。
37.本公开的发动机设计分析方法的一些实施例的流程图如图1所示。
38.在步骤101中，根据发动机设计方案，基于虚拟仿真进行aog场景下的支援模拟。在一些实施例中，该发动机为航空发动机。在一些实施例中，aog场景下的支援模拟可以包括发动机在翼支援场景和车间大修场景。在一些实施例中，模拟可能发生的故障，进而通过以下操作模拟解决对应的故障。
39.在步骤102中，确定与模拟的每种故障对应的故障解决方案，故障解决方案中包括维修使用的工具、耗材、备件和操作方法。在一些实施例中，可以根据发动机设计方案和故障在已有的故障解决方案中查找，寻找能够解决对应问题的工具、耗材、备件和操作方法。
40.进一步的，对每种故障依次执行步骤103中操作。
41.在步骤103中，判断是否查找到与故障对应的故障解决方案，若未查找到，则执行步骤104；若查找到可行的故障解决方案，则执行步骤105。
42.在步骤104中，针对当前的发动机设计方案和模拟的故障进行保障手段研发。在一些实施例中，可以将发动机设计方案和模拟的故障交由维修团队或研发部门分析，获取与故障对应的故障解决方案，进而执行步骤105。在一些实施例中，保障手段研发包括工艺设备研发、工具研发、设备研发、耗材研发和操作方法研发，从而确保故障的顺利解决，提高服务保障的可靠性。
43.在完成获取所有故障的故障解决方案后，执行步骤105。
44.在步骤105中，根据各个故障解决方案生成航材供应清单和航材供应方案。在一些实施例中，可以根据故障发生的概率确定航材需求量，需求的紧急程度等，进而生成航材供应清单和航材供应方案。在一些实施例中，可以根据航材需求量和紧急程度确定不同航材的需求比例，进而结合成本、预算确定每种航材的需求量和供应方案。
45.在步骤106中，确定发动机保障方案，其中，发动机保障方案包括航材供应清单和航材供应方案。在一些实施例中，还可以在上述103或104中确定每种故障对应的故障解决方案后，根据每种故障的故障解决方案生成发动机技术出版物。
46.在一些实施例中，发动机技术出版物包括航线维修手册、车间维修手册、部件维修手册、工具手册、耗材手册或无损伤手册中的一种或多种。将发动机技术出版物作为发动机保障方案的一部分，方便相关工作人员得到对应的培训，获取解决故障的指示储备，也便于后续翻看查找，提高保障的可靠度。
47.通过上文实施例中的方式，能够在发动机设计分析过程中，针对可能发生的各种故障，通过方案查找和研发，预先生成解决方案，在工具、耗材、备件和操作方法方面做好充足准备，并生成航材供应清单和方案，使得发动机在实际运行中能够得到及时、完善的修理，提高了全生命周期保障的可靠性和及时性。
48.在一些实施例中，发动机设计分析方法还包括步骤107和108。
49.在步骤107中，通过模拟或实际运行确定发动机保障方案的适用性和可操作性。在一些实施例中，可以通过虚拟仿真操作实时发动机保障方案，如基于虚拟仿真平台模拟实际运行，根据运行中出现的故障实时调取发动机保障方案，并在虚拟仿真平台上模拟发动机保障方案进行故障排除，确定发动机保障方案是否适用，以及是否便于操作，获取适用性和可操作性。
50.在一些实施例中，还可以在实际运行适用过程中，通过发动机保障方案进行aog支援，确定发动机保障方案是否适用，以及是否便于操作，获取适用性和可操作性。
51.在一些实施例中，若发现故障解决效率低或难以实施(如操作空间有限、难以拆卸组装等)，则降低适用性和可操作性。在一些实施例中，可以在发生不能够实施支援的情况下，如采用当前的故障解决方案不能排除故障，或不能顺利实施，立即执行步骤108；在一些实施例中，对于实时效率低但能够执行支援的情况，可以逐渐降低适用性或可操作性性中的至少一项，当其中任意一项低于对应的预定阈值时，则执行步骤108。
52.在步骤108中，根据适用性和可操作性修改发动机设计方案或故障解决方案中的至少一项。
53.基于上述实施例中的方式，能够通过模拟或实际运行中的至少一种，对发动机保障方案进行反馈调节，使保障的可靠度和及时性进一步提升。
54.在一些实施例中，针对支援场景的处理流程如图2所示。在21中，模拟aog支援任务，发出故障指令，通过维修工程技术22寻求解决方案，并在生成对应的技术出版物24时包含解决方案。在一些实施例中，当现存的技术出版物(如发动机手册)中未包含对某种或某些故障的具体解决方案时，可以将数据发送给设计研发部门23完善技术资料，进而经出版物部门发布，更新发动机出版物技术文件，以便于维修工程团队依据该“故障解决方案”现场排除故障。
55.在一些实施例中，研发阶段，在故障模式影响分析的基础上利用虚拟仿真技术进行客户支援场景分析，将分析结果反馈研发部门或工程技术部门进行设计改进迭代。
56.例如，发动机在翼运行时，因故障需要在现场(或现场车间)更换新风扇叶片。换装叶片时需要在榫头涂覆干膜润滑剂。在mro(maintenance,repair&operations，维护维修和运行)厂家或oem(original equipment manufacturer，原始设备制造商)厂家，根据设计要求，须涂覆烘干型干膜润滑剂(在烘箱中保温一段时间)。但是，作为航线可更换件，现场(或机场)受条件限制，一般不会配置大型烘箱，叶片现场更换将受到影响。通过客户支援场景分析后，根据场景需求，开发出一种快干型(自干型)干膜润滑剂(无需烘箱)，解决了叶片航线可更换件的实际工程需求。
57.又例如，发动机在翼运行时，经常需要孔探检查发动机内部损伤情况。通过客户支援场景分析，利用现代影像透视技术，开发出一种无线孔探设备，能有效解决现场孔探费时、不安全的状况，降低作业难度。
58.上述举例仅做示例，不造成对本技术保护范围的不当限定。
59.通过上文所示实施例中的方法，能够有效降低设计风险，提高设计效率，改善发动机的工程价值，降低运行成本。
60.在一些实施例中，除了对于支援本公开的发动机设计分析方法的一些实施例的流程图如图3a所示。
61.在步骤311中，根据发动机设计方案确定运行场景。在一些实施例中，运行场景包括地面启动场景、地面起动喘振场景、起动机辅助空中启动场景、地面停车场景、高原场景、吸雨场景、吸冰雹场景中的至少一项。
62.进一步的，针对每一个运行场景构建虚拟仿真模型。在一些实施例中，可以多个运行场景共享一个虚拟仿真模型，进而在仿真运行过程中通过调节参数来匹配不同的运行场景，从而降低运算、存储资源消耗；在另一些实施例中，也可以分别针对每个运行场景构建虚拟仿真模型，从而提高模型对于运行场景的匹配度。在一些实施例中，可以根据下述步骤312～314中的操作构建虚拟仿真模型。
63.在步骤312中，根据每一个运行场景，确定对应的运行场景需求。
64.在步骤313中，确定运行功能分析流程。
65.在一些实施例中，将全部的系统需求抽象成若干个关键功能，每一个功能作为一个系统用例，将系统用例按照流程组合能够构成完整的系统功能，实现对应运行场景下的操作。在一些实施例中，系统指包括当前发动机的作为一个整体运行的设备。
66.进一步的，通过分析在不同使用场景下与外部的交互，确定系统与外部的接口。分析系统在其生命周期内的完整动态行为，包括定义系统的状态及依赖于状态的行为、分析系统状态之间的转换及伴随转换的行为。对系统的功能(动作)和逻辑关系进行定义，动态交互地展现系统的功能；基于功能逻辑设计，建立功能分析流程。
67.在步骤314中，根据场景需求和运行功能分析流程，建立虚拟仿真模型。在一些实施例中，可以基于上述运行场景需求，生成多个系统用例的虚拟仿真模型，按照功能分析流程组合，获得发动机的虚拟仿真模型。
68.在步骤315中，通过运行虚拟仿真模型获取发动机设计方案在每个运行场景下的可靠性参数。在一些实施例中，根据维修工程分析结果及故障模式失效分析结论，对运行场
景进行可靠性分析。在一些实施例中，可以将运行参数输入虚拟仿真模型，得出系统的可靠性参数。
69.在一些实施例中，可以基于相关技术中的维修工程分析和故障模式失效分析方法，通过虚拟仿真模拟，确定运行参数对应情况下的可靠性。
70.在步骤316中，根据可靠性参数确定发动机的安全性分析结果。在一些实施例中，可以根据适航规章条款，建立发动机零部件及系统的安全边界条件，根据安全边界条件建立安全分析算法，将可靠性参数输入安全分析算法，得到安全性分析结果。在一些实施例中，安全分析算法可以包括根据每一项或相互关联的多项可靠性参数与安全评估值的对应关系，得到安全评估值，再通过对多项安全评估值的加权和计算得到安全分析结果。
71.基于上文实施例中的方法，能够对各种运行场景下的发动机运行可靠性、安全性进行模拟分析，分析的结果一方面可以作为评审发动机是否设计达标的数据基础，另一方面也能够方便设计开发人员更新设计方案，提高设计出的发动机的可靠性、安全性，进一步降低维护成本。
72.本公开的发动机设计分析方法的一些实施例的流程图如图3b所示。
73.在步骤321中，根据发动机设计方案执行维修工程分析。在一些实施例中，维修工程分析可以包括故障模式影响分析、人为因素分析、损伤分析、维修级别分析、比较分析、测试性分析、预定事件分析或mta(maintenance task analysis，维修任务分析)中的至少一项。在一些实施例中，可以执行fmea(failure mode and effects analysis，失效模式及后果分析)/fmeca(failure mode effects and criticality analysis，故障模式和后果分析)，维修性分析、可靠性分析评估、lora分析、控制系统软件保障分析、仿真运行分析、rcma(reliability centered maintenance analysis，以可靠性为中心的预防维修分析)、构型分析、维修任务分析、发动机运行分析、培训需求分析。在一些实施例中，可以基于相关的发动机设计评估标准执行上述分析。
74.在步骤322中，根据维修工程分析的结果和发动机设计方案，执行保障性分析，获取发动机保障信息。在一些实施例中，保障性分析可以包括上文如图1所示实施例中提到的客户支援场景分析。在一些实施例中，保障性分析还可以包括如图3a所示实施例中提到的运行场景分析。
75.在一些实施例中，保障性分析中还包括发动机航线检查、维护及勤务分析、整机级状态下发动机的维护工作项目分析、整机级状态下发动机的性能恢复级修理分析、发动机单元体级别的检查分析、大修级别的修理分析、零部件级别的预定修理项目维修方案分析或发动机工作范围中的至少一项。
76.在步骤323中，根据发动机保障方案执行资源开发。在一些实施例中，资源开发包括工艺设备开发、工具开发、设备开发或耗材开发中的至少一项。
77.在步骤324中，在实际运行中，监控发动机的健康状态，使用发动机保障方案和开发的资源进行支援服务。
78.基于上文所示实施例中的方式，能够在发动机设计方案评估审核中增加客户支援场景分析，并及时开发所需资源，从而确保发动机上线后即具备应对各种故障的处理方法和所需资源，提高故障解决的效率，提高发动机的可靠性和维修及时性。另外，发动机设计方案评估审核中还可以包括各类运行场景的分析，从而能够使设计完成的发动机足以应对
各种场景，降低故障概率，提高发动机的可靠性。
79.在一些实施例中，如图3b所示，发动机设计分析方法还可以包括步骤325和步骤326。
80.在步骤325中，利用远程或在发动机中设置的监控装置，监控实际运行过程中的维修过程，并根据维修人员的反馈或传感器的自动反馈获取维修改进方案。
81.在步骤326中，根据维修改进方案修改发动机设计方案或故障解决方案中的至少一项。
82.基于上文实施例中的方案，能够在运行过程中根据需求改进设计方案，从而使发动机的可靠度和保障性进一步提升。
83.本公开的发动机设计分析方法的一些实施例的流程图如图4所示，通过该流程实现psrd(product support resource development，客服系统资源开发)。
84.在401中，设计人员执行发动机设计开发，并输出初步的设计方案。
85.在402中，在设计阶段对初步的设计方案开展发动机维修工程分析，基本内容可以包括故障模式影响分析、人为因素分析、损伤分析、维修级别分析、比较分析、测试性分析、特殊事件分析、mta等。
86.在403中，基于设计和维修工程分析结果，对发动机的保障性(又称为“可客服性”)进行分析，审查或评审发动机的“可客服性”，形成发动机保障方案(又称“客服大纲”)。在一些实施例中，分析内容可以包括以下a)～j)。
87.a)发动机航线检查、维护及勤务相关的工作项目，包括待后续开发使用的仪器、设备、工具/工装等。
88.b)整机级状态下，发动机的维护工作项目，包括目视检查的区域、缺陷及缺陷的去除方法和缺陷的判定标准。具体可包括：
[0089]-各目视检查范围、内容、缺陷的判定标准；
[0090]-孔探检查范围、内容、缺陷的判定标准；
[0091]-可更换件的更换程序、要求、缺陷的判定标准；
[0092]-核心机的水洗要求；
[0093]-限寿件门限值，单元体或部组件门限值。
[0094]-工具、工装、孔探仪器等。
[0095]
c)整机级状态下，发动机的性能恢复级修理：发动机在翼性能参数较低；超出预防性维修门限值，但没有超出大修门限值。此时，应给出性能恢复修理方法。例如，更换核心机叶片，进行核心机整机平衡等。
[0096]
d)单元体级状态下：如果发动机整机没有明显的硬件故障或失效，或性能衰减等问题；进厂时，发动机应有足够的性能裕度；性能或大修门限值没有超标。此时，应给出发动机单元体级别的检查项目。
[0097]
e)大修级别的修理，应给出发动机的分解、清洗、检查，修理、装配、试车或部件测试等程序要求。同时，应给出损伤的定义及判定标准，检查方法，修理工艺等。
[0098]
f)零部件级别的重要(关键)修理项目维修方案，这部分内容涉及到发动机的核心修理技术，关系到发动机的使用成本及市场竞争力。
[0099]
g)给出发动机工作范围(work scope planning guide)基本内容。
[0100]
h)发动机运行场景分析，在一些实施例中，典型场景以下述1)～4)为例，确定对应运行场景交互的环节。
[0101]
1)地面起动场景，该场景的交互过程如下：发动机控制发送上电指令；发动机执行上电自检；发动机控制发送起动指令；发动机检测起动包线；发动机驱动转子；当n2到达点火转速，开始点火；当n2到达供油转速，开始供油；当n2到达慢车转速，起动完成。
[0102]
2)地面起动喘振场景，该场景的交互过程如下：发动机控制发送上电指令；发动机执行上电自检；发动机控制发送起动指令；发动机检测起动包线；发动机驱动转子；当n2到达点火转速，开始点火；当n2到达供油转速，开始供油；发动机检测到喘振，停止起动。
[0103]
3)起动机辅助空中起动场景，该场景的交互过程如下：发动机熄火；发动机控制发送起动指令；发动机检测起动包线；发动机驱动转子；当n2到达点火转速，开始点火；当n2到达供油转速，开始供油；当n2到达慢车转速，起动结束。
[0104]
4)地面停车场景，该场景的交互过程如下：发动机控制发送停车指令；发动机切断燃油；当转子停止后，发动机重置作动器；锁定转子。
[0105]
i)运行场景分析活动流程及内容，在一些实施例中，可以基于如图3a所示实施例中的流程，对上述h)中的运行场景进行分析。
[0106]
在一些实施例中，运行场景分析的流程可以如下1)～5)所示。
[0107]
1)执行运行场景需求捕获，具体操作过程可以包括：
[0108]
①
创建用例：将全部的系统需求抽象成若干个关键系统功能，每一个关键系统功能就是一个系统用例，所有的系统用例就构成了完整的系统功能。
[0109]
②
场景分析：通过分析系统在不同使用场景下与外部的交互进而识别系统与外部的接口。
[0110]
③
状态行为分析：分析系统在其生命周期内的完整动态行为，包括定义系统的状态及依赖于状态的行为、分析系统状态之间的转换及伴随转换的行为。
[0111]
2)执行运行场景功能分析，包括：
[0112]
①
功能逻辑设计：对系统的功能(动作)和逻辑关系进行定义，动态交互地展现系统的功能。
[0113]
②
功能分析流程的建立：基于功能逻辑设计，建立功能分析流程。
[0114]
3)建立运行场景模型，包括根据上述分析，采用虚拟仿真方法建立运行场景模型。
[0115]
4)执行运行场景模型的可靠性分析：根据维修工程分析结果及故障模式失效分析结论，对运行场景进行可靠性分析。方法是利用虚拟仿真，通过运行参数的输入，得出系统的可靠性参数。
[0116]
5)执行运行场景模型的安全性分析，包括：根据适航规章条款，建立发动机零部件及系统的安全边界条件；建立算法；安全分析验证。
[0117]
j)分析发动机客户支援场景，包括aog支援，维修工程技术，发动机技术出版物，航材供应，维修等。
[0118]
1)aog支援场景分析，包括：发动机在翼支援场景和车间大修场景。根据故障模式，建立并验证维修使用的工具、耗材、备件供应。
[0119]
2)工程技术服务研发：在当前的技术出版物(如发动机手册)中未包含某种故障的具体解决方案时，应给出该故障的“故障解决方案”(该方案须经出版物部门发布，属正式的
发动机出版物技术文件)，维修工程团队依据该“故障解决方案”现场执行故障排除。在一些实施例中，研发的技术可以通过下述420～422中的操作进行技术验证和审批。
[0120]
3)发动机技术出版物：根据适航规章要求，建立完善的发动机技术出版物。包括航线维护手册、车间修理手册、部件修理手册、工具手册、耗材手册、无损探伤手册等。
[0121]
4)航材供应：建立初始航材供应清单和供应方案。
[0122]
在404～405中，基于上述步骤403中的分析结果，输出发动机保障策略(“客服”大纲)。在一些实施例中，可以基于发动机保障策略评审当前的发动机设计方案，在其“可客服性”不达标的情况下，反馈修改设计方案。若达标，则输出发动机保障策略。
[0123]
在406中，执行发动机保障系统(又称“客服”系统)资源开发，包括工装、工具开发，设备开发，耗材开发等，输出设计图、报告等技术文件，供后续制造使用。
[0124]
在407中，形成发动机“客服”保障方案送审。在一些实施例中，可以在上述“客服”大纲的基础上，进一步检查有无漏项、错项、不符合项等，确保发动机的维修工程保障符合实际运行需求。最后形成最终的“客服”保障方案。
[0125]
在408中，对“客服”系统资源进行验证和评价，验证资源的适用性与可操作性。在一些实施例中，可以通过预设的程序进行评价，也可以提供给相关部门进行审核，验证资源的可操作性，通过包括虚拟验证和实际操作验证两方面的操作，获得适用性与可操作性的评价结果。
[0126]
在409中，基于上文生成的内容，制作发动机技术出版物。
[0127]
在410中，基于发动机技术出版物和其他相关材料，对工作人员执行发动机培训。
[0128]
在411～412中，利用客服保障方案，在发动机运行过程中进行工程支援和航材支援，并反馈工程支援问题报告和航材备件技术参数。
[0129]
在413中，在发动机运行过程中执行监控，获得运行监控参数。
[0130]
在414中，在发动机维修服务过程中，输出维修改进方案，并根据需求进一步触发步骤420中的修理技术开发。
[0131]
在415中，在发动机持续适航过程中执行设计改进，对客服系统资源进行验证和评价。
[0132]
在416中，汇总411、412、413的反馈内容，执行418、419中至少一项的操作。
[0133]
在417中，在全寿命周期持续适航过程中，汇总414、415，执行418、419中至少一项的操作。
[0134]
在418中，对发动机的维修性设计进行改进。
[0135]
在419中，对发动机的使用性设计进行改进。
[0136]
在420～422中，基于维修工程分析任务，设计开发核心修理项目，例如，涡轮叶片的修理，燃烧室的修理等。在开发完成后，执行工程验证，并在验证通过后进行适航审批。在审批通过后，将开发的修理技术反馈至上述409中，更新发动机技术出版物。
[0137]
基于上文实施例中的方式，从设计流程中给出了发动机产品全寿命周期维护解决方案，从设计流程、设计输出产物上对维修性设计及后期的产品支援给出全面的保障，基于维修工程分析输出发动机保障设计方案，包括进行保障系统资源开发、工程支援和修理技术开发等，为发动机的保障性设计提供可行的方法论。
[0138]
本公开的发动机设计分析系统50的一些实施例的示意图如图5所示。
[0139]
保障性分析模块51能够根据发动机设计方案，基于虚拟仿真进行操作上停飞的飞机aog场景下的支援模拟；确定与模拟的每种故障对应的故障解决方案，故障解决方案中包括维修使用的工具、耗材、备件和操作方法；在未查找到与故障对应的故障解决方案的情况下进行保障手段研发，获取与故障对应的故障解决方案，保障手段研发包括工艺设备研发、工具研发、设备研发、耗材研发和操作方法研发；根据各个故障解决方案生成航材供应清单和航材供应方案。
[0140]
保障方案生成模块52能够确定发动机保障方案，其中，发动机保障方案包括航材供应清单和航材供应方案。
[0141]
这样的系统能够在发动机设计分析过程中，针对可能发生的各种故障，通过方案查找和研发，预先生成解决方案，在工具、耗材、备件和操作方法方面做好充足准备，并生成航材供应清单和方案，使得发动机在实际运行中能够得到及时、完善的修理，提高了全生命周期保障的可靠性和及时性。
[0142]
在一些实施例中，如图5所示，发动机设计分析系统还包括反馈调节模块53，能够通过模拟或实际运行确定发动机保障方案的适用性和可操作性，根据适用性和可操作性修改发动机设计方案或故障解决方案中的至少一项。
[0143]
这样的系统能够通过模拟或实际运行中的至少一种，对发动机保障方案进行反馈调节，使保障的可靠度和及时性进一步提升。
[0144]
在一些实施例中，如图5所示，发动机设计分析系统还包括开发模块54和监控和支援单元55。
[0145]
开发模块54能够在生成所述发动机保障方案后，根据所述发动机保障方案执行资源开发，所述资源开发包括工艺设备开发、工具开发、设备开发或耗材开发中的至少一项。
[0146]
监控和支援单元55能够在实际运行中，监控发动机的健康状态，并在发动机的健康状态出现异常的情况下，使用发动机保障方案和开发模块开发的资源进行支援服务。
[0147]
这样的系统能够对发动机进行全生命周期，方便设计开发人员更新设计方案，提高设计出的发动机的可靠性、安全性，进一步降低维护成本。
[0148]
在一些实施例中，保障性分析模块51还能够根据发动机设计方案执行维修工程分析，进而根据维修工程分析的结果和发动机设计方案，执行保障性分析，获取发动机保障信息，如步骤321～322中所示。保障方案生成模块52生成的发动机保障方案中包括保障性分析模块51获取的各项发动机保障信息，在一些实施例中，还可以对保障性分析模块51获取的各项发动机保障信息进行验证，检查有无漏项、错项、不符合项等，确保发动机的维修工程保障符合实际运行需求，形成最终的发动机保障方案。
[0149]
本公开发动机设计分析系统的一个实施例的结构示意图如图6所示。发动机设计分析系统包括存储器601和处理器602。其中：存储器601可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上文中发动机设计分析方法的对应实施例中的指令。处理器602耦接至存储器601，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器602用于执行存储器中存储的指令，能够提高发动机全生命周期保障的可靠性和及时性。
[0150]
在一个实施例中，还可以如图7所示，发动机设计分析系统700包括存储器701和处理器702。处理器702通过bus总线703耦合至存储器701。该发动机设计分析系统700还可以
通过存储接口704连接至外部存储装置705以便调用外部数据，还可以通过网络接口706连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)。此处不再进行详细介绍。
[0151]
在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，能够提高发动机全生命周期保障的可靠性和及时性。
[0152]
在另一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现发动机设计分析方法对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0153]
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0154]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0155]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0156]
至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0157]
可能以许多方式来实现本公开的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
[0158]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案的精神，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：
1.一种发动机设计分析方法，包括：根据发动机设计方案，基于虚拟仿真进行操作上停飞的飞机aog场景下的支援模拟；确定与模拟的每种故障对应的故障解决方案，所述故障解决方案中包括维修使用的工具、耗材、备件和操作方法；在未查找到与故障对应的故障解决方案的情况下进行保障手段研发，获取与所述故障对应的故障解决方案，所述保障手段研发包括工艺设备研发、工具研发、设备研发、耗材研发和操作方法研发；根据各个所述故障解决方案生成航材供应清单和航材供应方案；确定发动机保障方案，其中，所述发动机保障方案包括航材供应清单和航材供应方案。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过模拟或实际运行确定所述发动机保障方案的适用性和可操作性；根据所述适用性和所述可操作性修改所述发动机设计方案或所述故障解决方案中的至少一项。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：在确定每种故障对应的故障解决方案后，根据每种故障的故障解决方案生成发动机技术出版物，所述发动机技术出版物包括航线维修手册、车间维修手册、部件维修手册、工具手册、耗材手册或无损伤手册中的一种或多种；所述发动机保障方案还包括所述发动机技术出版物。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：根据发动机设计方案确定运行场景；根据所述发动机设计方案确定虚拟仿真模型；通过运行所述虚拟仿真模型获取所述发动机设计方案在每个运行场景下的可靠性参数；根据所述可靠性参数确定所述发动机的安全性分析结果；其中，所述发动机保障方案中包括所述安全分析结果。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述根据所述发动机设计方案确定虚拟仿真模型包括：针对各个运行场景，确定运行场景需求和运行功能分析流程；根据所述场景需求和所述功能分析流程，建立所述虚拟仿真模型。6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述运行场景包括地面启动场景、地面起动喘振场景、起动机辅助空中启动场景、地面停车场景、高原场景、吸雨场景或吸冰雹场景中的至少一项。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：根据发动机设计方案执行维修工程分析，所述维修工程分析包括故障模式影响分析、人为因素分析、损伤分析、维修级别分析、比较分析、测试性分析、预定事件分析或维修任务分析中的至少一项；根据所述维修工程分析的结果和所述发动机设计方案，执行保障性分析，获取发动机保障信息，其中，所述保障性分析中包括aog场景下的支援模拟分析和运行场景分析，其中，所述发动机保障方案中包括所述发动机保障信息。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述保障性分析中还包括发动机航线检查、维护
及勤务分析、整机级状态下发动机的维护工作项目分析、整机级状态下发动机的性能恢复级修理分析、发动机单元体级别的检查分析、大修级别的修理分析、零部件级别的预定修理项目维修方案分析或发动机工作范围中的至少一项。9.根据权利要求2所述的方法，还包括：监控实际运行过程中的维修过程，获取维修改进方案；根据所述维修改进方案修改所述发动机设计方案或所述故障解决方案中的至少一项。10.根据权利要求1～9任意一项所述的方法，还包括：在生成所述发动机保障方案后，根据所述发动机保障方案执行资源开发，所述资源开发包括工艺设备开发、工具开发、设备开发或耗材开发中的至少一项；在实际运行中，监控所述发动机的健康状态；在所述发动机的健康状态出现异常的情况下，使用所述发动机保障方案和开发的资源进行支援服务。11.一种发动机设计分析系统，包括：保障性分析模块，被配置为根据发动机设计方案，基于虚拟仿真进行操作上停飞的飞机aog场景下的支援模拟；确定与模拟的每种故障对应的故障解决方案，所述故障解决方案中包括维修使用的工具、耗材、备件和操作方法；在未查找到与故障对应的故障解决方案的情况下进行保障手段研发，获取与所述故障对应的故障解决方案，所述保障手段研发包括工艺设备研发、工具研发、设备研发、耗材研发和操作方法研发；根据各个所述故障解决方案生成航材供应清单和航材供应方案；保障方案生成模块，被配置为确定发动机保障方案，其中，所述发动机保障方案包括航材供应清单和航材供应方案。12.根据权利要求11所述的系统，还包括：反馈调节模块，被配置为通过模拟或实际运行确定所述发动机保障方案的适用性和可操作性，根据所述适用性和所述可操作性修改所述发动机设计方案或所述故障解决方案中的至少一项。13.根据权利要求11所述的系统，还包括：开发模块，被配置为在生成所述发动机保障方案后，根据所述发动机保障方案执行资源开发，所述资源开发包括工艺设备开发、工具开发、设备开发或耗材开发中的至少一项；监控和支援单元，被配置为在实际运行中，监控所述发动机的健康状态，并在所述发动机的健康状态出现异常的情况下，使用所述发动机保障方案和所述开发模块开发的资源进行支援服务。14.一种发动机设计分析系统，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如权利要求1至10任一项所述的方法。15.一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现权利要求1至10任意一项所述的方法的步骤。

技术总结
本公开提出一种发动机设计分析方法、系统和存储介质，涉及航空发动机技术领域。本公开的一种发动机设计分析方法，包括：根据发动机设计方案，基于虚拟仿真进行操作上停飞的飞机AOG场景下的支援模拟；确定与模拟的每种故障对应的故障解决方案；在未查找到与故障对应的故障解决方案的情况下进行保障手段研发，获取与故障对应的故障解决方案，保障手段研发包括工艺设备研发、工具研发、设备研发、耗材研发和操作方法研发；根据各个故障解决方案生成航材供应清单和航材供应方案；确定发动机保障方案，其中，发动机保障方案包括航材供应清单和航材供应方案。通过这样的方法，提高了发动机全生命周期保障的可靠性和及时性。全生命周期保障的可靠性和及时性。全生命周期保障的可靠性和及时性。


技术研发人员：徐友平 姬长法 李文静
受保护的技术使用者：中国航发商用航空发动机有限责任公司
技术研发日：2022.03.01
技术公布日：2023/9/11