Розділ 1 стратегії технічного обслуговування
Ефективна експлуатація повітряних суден (ПС), якими в наш час оснащені авіакомпанії, можлива лише за умови мінімізації витрат на їхнє технічне обслуговування (ТО). Тому актуальною являється задача науково обґрунтованого вибору стратегії ТО авіаційної радіоелектроніки (авіоніки), оскільки ці системи є найбільш дорогими і в значній мірі впливають на безпеку і регулярність польотів ПС.
Для вибору оптимальної стратегії ТО необхідно розробляти математичні моделі, що описують процес експлуатації ПС. Існуючі на сьогоднішній день моделі не враховують впливу на експлуатаційні затрати такої важливої складової, як об’єм обмінного фонду швидкозмінних блоків (ШЗБ), що являються типовими елементами заміни.
Не важко зрозуміти, що при великому об’ємі обмінного фонду забезпечується регулярність польотів, оскільки зменшуються простої ПС, але в свою чергу виникають великі витрати на закупку ШЗБ.
Для зменшення об’єму обмінного фонду необхідно використовувати стратегію ТО, що передбачає застосування в базовому аеропорту наземної автоматизованої системи контролю (НАСК), але це також потребує великих капіталовкладень. Отже, зрозуміло, що необхідно здійснювати мінімізацію експлуатаційних затрат при забезпеченні заданого рівня безпеки і регулярності польотів.
В наш час радіоелектронні системи (авіоніка) більшості типів ПС відповідають міжнародним вимогам Arinc-700. Прикладами таких літаків є B-747, B-777, A-340, Ан-140, системи яких являють собою комплекс резервованих швидкозмінних блоків. В свою чергу кожен ШЗБ складається з набору змінних
збірних одиниць (ЗЗО) і має вбудовану систему контролю (ВСК), що здійснює контроль його працездатності на борту. Згідно із ДСТУ 3372-96. «Організація гарантійного обслуговування авіаційної техніки», виділяють три рівня технічного обслуговування.
Перший рівень полягає в ТО радіоелектронних систем (авіоніки) в польоті або на стоянці ПС. На цьому рівні, за допомогою ВСК, проводиться контроль працездатності ШЗБ. Забракований за результатами перевірки блок переходить на наступний рівень ТО.
Другий рівень передбачає ТО демонтованих ШЗБ, яке може здійснюватися на заводі-виробнику або в центрі ТО. На цьому етапі контроль працездатності і пошук місця відмов в ШЗБ здійснюється за допомогою НАСК. Пошук місця відмови проводиться з глибиною до ЗЗО. Відновлення працездатності ШЗБ, що відмовили здійснюється шляхом заміни забракованих ЗЗО.
Третій рівень – це відновлення ЗЗО на заводі-виробнику або в центрі ТО. Для контролю та пошуку місця відмов в ЗЗО з глибиною до одного або декількох елементів також використовують НАСК.
Як при відсутності контролю в польоті, так і при його наявності, визначальним для демонтажу ШЗБ з борту літака являється рішення про непрацездатність, яке приймається ВСК або переносними вимірювальними приладами (ПВП) в базовому аеропорту. За результатами контролю працездатності ШЗБ за допомогою ВСК (ПВП) в базовому аеропорту можуть прийматися наступні рішення:
допустити ШЗБ до використання за призначенням до наступного моменту контролю, якщо він визнаний працездатним;
демонтувати ШЗБ з борту літака, якщо він визнаний непрацездатним і установити на борт ПС працездатний ШЗБ із обмінного фонду, а демонтований відправити для відновлення («правильне» або «хибне») на завод-виробник або в цент ТО.
Таким чином, ТО ШЗБ повністю засноване на рішеннях, прийнятих за результатами контролю за допомого ВСК (ПВП) на стоянці літака в базовому аеропорту. Із опису процесу експлуатації випливає, що в будь-який момент часу t ШЗБ може знаходитися в одному з наступних станів:
,
якщо в момент t
ШЗБ використовувався за призначенням
і знаходився в працездатному стані;
,
якщо в момент t
ШЗБ використовувався за призначенням,
але знаходився в непрацездатному стані;
,
якщо в момент t
ШЗБ не використовувався за призначенням
і проводився контроль працездатності
за допомогою ВСК (ПВП) на стоянці ПС в
базовому аеропорту;
,
якщо в момент t
ШЗБ не використовувався за призначенням
і проводився його демонтаж або монтаж
на борту ПС;
,
якщо в момент t
забракований ШЗБ позапланово простоював
на борту ПС в базовому аеропорту у
зв’язку з відсутністю запасного ШЗБ
в обмінному фонді;
,
якщо в момент t
проводилося «хибне відновлення» ШЗБ
на заводі-виробнику або в центрі
технічного обслуговування;
,
якщо в момент t
проводилося «правильне відновлення»
ШЗБ на заводі-виробнику або в центрі
ТО.
Стани – характеризують перший, а стани і – другий і третій рівні ТО.
Розглянемо три варіанти стратегії ТО. Перший варіант – найпростіший для авіакомпанії, але й найдорожчий. Всі ШЗБ, визнані непрацездатними, відправляються на завод-виробник для відновлення. При цьому авіакомпанія не має НАСК, але повинна мати велику кількість ШЗБ для забезпечення регулярності польотів. При такому варіанті технічного обслуговування на завод-виробник відправляється ШЗБ, які містять як несправні, так і справні ЗЗО. Витрати в такому випадку визначаються витратами на ремонт всього ШЗБ. А з моменту закінчення гарантійного терміну експлуатації авіакомпанія змушена буде оплачувати всі витрати пов’язані із відновленням ШЗБ. Як наслідок авіакомпанія може понести збитки, пов’язані з великими економічними витратами. В цьому випадку повні економічні витрати можуть бути представлені в наступному вигляді: витрати на запасні ШЗБ + витрати на доставку ШЗБ + витрати на відновлення ШЗБ на заводі виробнику + витрати на обслуговування ШЗБ до відмови.
В другому варіанті передбачається, що авіакомпанія має НАСК, яка може перевіряти ШЗБ, що відмовили, в аеропорту, але не може здійснювати пошук ЗЗО, що відмовила. При цьому ШЗБ, признані не працездатними відправляються на завод-виробник для відновлення. Помилково демонтовані ШЗБ будуть повернуті в обмінний фонд. При цьому витрати можуть бути представлені в наступному вигляді: витрати на обслуговування до відмови + витрати на доставку ШЗБ + витрати на відновлення модулів на заводі-виробнику + витрати на контроль за допомогою НАСК + витрати на запасні ШЗБ.
В третьому варіанті авіакомпанія має НАСК, які дозволяють не тільки здійснювати контроль працездатності ШЗБ, але й здійснювати пошук несправностей з глибиною до однієї ЗЗО. Відновлення ШЗБ при цьому здійснюється після заміни модулів, відновлених на заводі-виробнику. Отже, витрати включають: витрати на обслуговування до відмови + витрати на доставку ШЗБ + витрати на відновлення модулів на заводі-виробнику + витрати на контроль за допомогою НАСК + витрати на запасні ЗЗО.
Отже, при впровадженні однієї із розглянутих вище стратегій технічного обслуговування перед авіакомпанією гостро постає питання щодо оптимізації кількості ШЗБ (або ЗЗО) в обмінному фонді авіакомпанії. Недостатня кількість запасних ШЗБ може призвести до простою парку ПС (зменшення економічної ефективності роботи авіакомпанії), а надмірна кількість до невиправданих економічних витрат.
Як вище зазначено, апаратурою, що дозволяє провести діагностику об’єкту контролю (ОК), є НАСК, за допомогою якої здійснюється діагностування стану знятого з борта обладнання, що відмовило.
НАСК являє собою програмно-апаратний комплекс, за допомогою якого здійснюється перевірка об’єкту контролю у відповідності із заданим алгоритмом. Під алгоритмом перевірки розуміють послідовне виконання тестових операцій ОК, тобто порівняння вихідних сигналів ОК, отриманих у відповідь на певні вхідні сигнали, з еталонними значеннями. На основі отриманих даних приймається рішення щодо технічного стану ОК та виявлених відмов.
Як показує практика, велика частина виявлених відмов ШЗБ авіоніки виявляються хибними, при аналізі їх технічного стану в центрі технічного обслуговування або на заводі-виробнику. У відповідності з вимогами Arinc-700 серед всієї кількості швидкозмінних блоків признаних несправними вбудованими системами контролю, частка помилково знятих блоків складає від 20% до 85%.
Не важко зрозуміти, що невиправданий демонтаж ШЗБ з борту літака (при підозрі на відмову) негативно впливає на ефективність функціонування авіакомпанії. Оскільки призводить до необхідності невиправданого збільшення кількості запасних блоків в обмінних фондах.
А не виявлена відмова ШЗБ вбудованими системами контрою або НАСК робить системи авіоніки менш надійними та знижує рівень безпеки польотів, що в кінцевому результаті може призвести до катастрофічних наслідків.
У зв’язку з цим дуже актуальною являється задача забезпечення високої достовірності контролю як за допомогою вбудованих систем контролю авіоніки в польоті, так і наземної автоматизованої системи контролю (НАСК), для якої помилка при діагностуванні демонтованих ШЗБ не є допустимою.
Одним з можливих варіантів підвищення достовірності діагностування авіоніки ПС – оптимізація алгоритмів діагностування. Це дасть можливість зменшити ймовірність пропускання помилок при діагностуванні технічного стану ШЗБ в польоті за допомогою ВСК та НАСК в базовому аеропорту.
Алгоритм діагностування, що реалізовується системою діагностування, в загальному випадку складається з певної сукупності елементарних перевірок об’єкту, а також правил, що встановлюють послідовність цих перевірок, і правил аналізу їх результатів. Кожна елементарна перевірка визначається своїм тестовим або робочим впливом на об’єкт і складом контрольних точок, з яких знімаються відповіді об’єкту на цей вплив. Результатом елементарної перевірки являються конкретні значення сигналів відповіді об’єкту у відповідних контрольних точках.
В системах функціонального діагностування вхідні впливи елементарних перевірок визначені заздалегідь робочим алгоритмом функціонування об’єкту, і синтез алгоритму функціонального діагностування зводиться до вибору послідовності контрольних точок.
Можливість оптимізації алгоритмів діагностування визначається наступними обставинами.
Число елементарних перевірок (ЕП), достатніх для розв’язання конкретної задачі діагностування, як правило, менше числа всіх допустимих (тобто фізично можливих і таких, що реалізовуються) ЕП даного об’єкту. Різні елементарні перевірки потребують різних затрат на свою реалізацію і можуть давати різну інформацію щодо технічного стану об’єкту. Крім того, одна й та ж сама перевірка може бути реалізована в різних послідовностях.
Тому для реалізації одного й того ж завдання діагностування (наприклад, для перевірки працездатності) можна синтезувати декілька алгоритмів діагностування, що розрізняються між собою або складом ЕП або послідовністю їх реалізації, або, навіть, і тим, і іншим одночасно, потребуючи різних затрат на свою реалізацію.
РОЗДІЛ 2