CC BY
200
УДК. 629.7.017
ИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА ПРОЦЕССА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОТКАЗНОСТИ БОРТОВОГО РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА
Романов Юрий Владимирович, Г ладкова Елена Владимировна Romanov Yuri Vladimirovich, Gladkova Elena Vladimirovna
ОАО «Ульяновское Конструкторское Бюро Приборостроения», Россия, Ульяновск, Public Joint-Stock Company «Ulyanovsk Instrument Manufacturing
Design Bureau», Russia, Ulyanovsk
Email: on@ukbp.ru
432071, Россия, Ульяновск, Крымова, 10а, тел. (8422) 44-86-45
Статья посвящена информационной поддержке процесса обеспечения безотказности бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) на всех стадиях жизненного цикла (ЖЦ).
The article is devoted to informational support of onboard avionic equipment reliability at all life-cycle stages.
Ключевые слова: бортовое радиоэлектронное оборудование; жизненный цикл; безотказность; onboard avionic equipment; life cycle; reliability.
Одной из основных задач ОАО «УКБП» является обеспечение безотказности на протяжении всего жизненного цикла (ЖЦ) изделий. В последнее время проблема обеспечения безотказности бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) не только не ослабела, но, напротив, значительно обострилась. Это связанно с действием ряда объективных причин [1, 2]:
- непрерывный рост сложности;
- значительное расширение диапазона условий эксплуатации;
- расширение отраслевой, межотраслевой и международной кооперации;
- расширение объемов и номенклатуры производства;
- сложность и многообразие технологических процессов;
- повышение требований к безотказности и т.д.
Эти причины определяют необходимость постоянного совершенствования процесса обеспечения безотказности БРЭО.
В то же время, процесс автоматизации ЖЦ авиационных изделий, широко развивающийся на предприятиях авиационной отрасли, предоставляет дополнительные возможности для повышения эффективности процесса обеспечения безотказности.
Комплексный анализ работ по обеспечению безотказности на различных этапах ЖЦ показывает, что безотказность обеспечивается различными, как внутренними, так и внешними обратными связями на всех этапах ЖЦ. Сложность реализации эффективного процесса обеспечения безотказности
обусловлена сложностью как самого БРЭО, так и необходимостью учета большого количества покупных комплектующих изделий (ПКИ), имеющих свой ЖЦ. В свою очередь, БРЭО является комплектующим изделием для воздушного судна (ВС), ЖЦ которого также необходимо учитывать при реализации процессов обеспечения безотказности. Необходимость
совершенствования рассматриваемого процесса вызвана также постоянно повышающимися требованиями технических заданий и авиационных правил. Так например, для изделий разработки ОАО «УКБП», устанавливаемых на ВС типа Ту-204, требуемая наработка на отказ первоначально составляла 5 000 л.ч, затем - 8000 л.ч, а начиная с 2009 г - уже 12 000 л.ч.
В настоящее время ОАО «УКБП» оперирует следующими основными методами для оценки безотказности и безопасности на различных этапах ЖЦ на начальных этапах это:
- функциональный анализ надежности (RBD);
- анализ профиля задания;
- интерполяция/экстраполяция интенсивности отказов для интересующей температуры (GPRD);
- анализ Парето как по группе элементов, так и по их наименованию;
- АВПКО;
- анализ дерева отказов;
на последующих - статистические методы.
Учет большого количества исходных данных, выполнение сложных расчетов требует и мощных средств обработки. В этих целях мы используем автоматизированную систему расчета надежности - АСРН-2006 разработки 22 ЦНИИ МО РФ, позволяющую хорошо прогнозировать надежность отечественных ЭРИ.
Применяем RAM Commander разработки фирмы ALD, Израиль. В нем: Basic module предназначен для выполнения прогнозирования надежности по таким зарубежным стандартам, как MIL-HDBK-217Plus и FIDES, и модуль Safety - для оценки безопасности в соответствии с ARP4761. С освоением системы RAM Commander у ОАО «УКБП» появились новые возможности в оценке безотказности и безопасности, такие как:
- автоматизированный функциональный анализ надежности и работоспособности систем с различными распределениями надежности;
- прогнозирование надежности в соответствии с профилем задания;
- возможность автоматизированного представления анализа Парето с последующим выявлением изделий, лимитирующих надежность конечного изделия;
- прогнозирование интенсивности отказов ПКИ для интересующих значений температур по известным интенсивностям и температурам;
- автоматический анализ видов отказов, последствий и критичности отказов, возможность с использованием дерева отказов проводить количественный и качественный анализ отказов изделий;
- а также возможность количественной и качественной оценки безопасности.
Важным этапом в обеспечении безотказности является сбор и анализ статистической информации об отказах в процессе послепродажного
обслуживания. Требования к эффективной системе сбора и анализа информации об отказах установлены в следующих нормативно-технических документах:
- ГОСТ Р ИСО 9001 «Системы менеджмента качества. Требования»;
- Руководство 21.2D АР МАК по сертификации и надзору за производством изделий авиационной техники;
- ГОСТ РВ 27.1.02-2005 «Надежность военной техники. Программа обеспечения надежности. Общие требования.»
Для этих целей в ОАО «УКБП» разработана и используется интегрированная система сопровождения изделий в эксплуатации (ИССЭИ). При разработке информационной системы принят событийный подход, в основу которого положено описание событий, происходящих с изделием и его компонентами на постпроизводственных этапах ЖЦ, с учетом изменения структуры изделия (до конструктивно-функционального модуля), наличия модификации и изменений типовой конструкции. Это позволяет получить необходимую совокупность данных для проведения всевозможных видов анализа:
- исследование динамики показателей надежности (ПН);
- определение влияния ПН составных частей на уровень надежности изделия в целом;
- оценка влияния различных эксплуатационных факторов на ПН;
- оценка эффективности мероприятий, проводимых с целью повышения надежности.
Методы и средства позволяют обеспечить безотказность в процессе ЖЦ изделий, но для более эффективного решения поставленной задачи необходим комплексный подход, реализующий информационные связи между процессами (рис.1).
PDM - система - комплексная информационная система предприятия, управляющая конструкторскими данными и технологическими процессами, является источником информации для RAM Commander и ИССЭИ в части дерева-изделия. RAM Commander осуществляет анализ надежности, на основании которого корректируется конструкторская документация, и внесенные изменения повторно оцениваются. Данные о составе изготовленных по КД образцов передаются в ИССЭИ, которая в дальнейшем отслеживает эти изделия в эксплуатации, проводит количественный и качественный анализ статистической информации и формирует отчет корректирующих и предупреждающих действий. На основании отчета корректируется КД (при необходимости) и внесенные изменения также оцениваются. Таким образом, формируются обратные связи между этапами ЖЦ изделий.
Таким образом, данный подход позволяет повысить эффективность процесса обеспечения безотказности за счет интеграции программных комплексов на различных этапах ЖЦ БРЭО.
Литература
1. Черкесов Г.Н. Надежность аппаратно-программных комплексов: Учебное пособие. - СПб.: Питер, 2005. - 479с.
2. Соломонов П.А. Безотказность авиационной техники и безопасность полетов. М., «Транспорт», 1997. - 272с.
3. Руководство пользователя RAM Commander. - Израиль.: ALD, 2009 - 390 с.
4. «Конфигурация «Сопровождение изделий в эксплуатации». Руководство пользователя. - М.: Аппиус, 2009. - 10 с.
5. «Конфигурация «PDM - Управление инженерными данными». Руководство пользователя. - М.: 1С, 2008. - 93 с.
INFORMATIONAL SUPPORT TO PROVIDE RELIABILITY OF ONBOARD AVIONIC EQUIPMENT AT DIFFERENT LIFE-CYCLE STAGES
Romanov Yuri Vladimirovich, Gladkova Elena Vladimirovna
Public Joint-Stock Company “Ulyanovsk Instrument manufacturing Design Bureau”,
Ulyanovsk, Russia
E-mail: on@ukbp.ru
10 a, Krymov st., Ulyanovsk, 432071, Russia Tel.: (8422) 44-86-45
The article is devoted to informational support of onboard avionic equipment reliability at all life-cycle stages.
Key words: onboard avionic equipment, life-cycle, reliability.
One of JSC UIMDB’s main tasks is to provide reliability during its products whole life-cycle. The issue of onboard avionic equipment reliability not only hasn’t weakened recently but on the contrary has significantly aggravated. This is caused by a number of objective reasons [1, 2]:
- continuous rise of complexity;
- significant extension of operation conditions;
- extension of industry, interindustry and international cooperation;
- extension of production volume and assortment;
- complexity and diversity of technological processes;
- higher reliability requirements, etc.
These reasons determine the necessity to continuously improve onboard avionic equipment reliability assurance process.
At the same time, automation process of aviation products life-cycle which is widely developed in aviation industry enterprises gives additional capacities to improve the efficiency of reliability assurance.
According to the complex analysis of works on reliability assurance at different life-cycle stages, reliability is ensured by means of various both internal and external feedback at all life-cycle stages. Complicity of reliability efficient assurance is caused by the complexity of onboard avionic equipment itself and by the necessity to keep records of a great number of purchased components with their own life-cycle. Onboard avionic equipment is in its turn a component of aircraft life-cycle of which is necessary to consider as well while ensuring reliability. Need to improve this process is also caused by constantly rising requirements specification and aviation rules requirements. For example, MTBF for UIMDB’s products installed on aircraft of Tu-204 type initially was 5000 flight hours, later - 8000 flight hours, and since 2009 - 12000 flight hours.
At present time UIMDB use at the initial stage the following main methods to assess reliability and operational safety at different stages of product life-cycle:
- functional analysis of reliability (RBD);
- task profile analysis;
- interpolation/extrapolation of failure rate for required temperature (GPRD);
- Pareto analysis both by the group of elements and by their names;
- failure type, effect and criticality analysis
- fault tree analysis
At further stages we use statistical methods.
A great number of source data to be accounted and the difficult calculations require powerful processing means. For this purpose we use Automated reliability calculation system (АСРН-2006) developed by 22-nd Central Scientific Research Institute of the Ministry of Defense of RF. This system allows to predict the reliability of Russian electronic and radio components.
We also use RAM Commander developed by ALD, Israel. It includes Basic module designed to predict reliability according to MIL- HDBK-217Plus and FIDES and Safety module to assess operational safety in accordance with ARP4761. The use of RAM Commander offers UIMDB new possibilities of assessment the reliability and operational safety such as:
- automated functional analysis of system reliability and operability with different reliability allocations;
- automated presentation of Pareto analysis with further detection of units limiting the reliability of an end product;
- prediction of purchased components failure rate for required temperatures according to known rates and temperatures;
- automatic analysis of failure type, effect and criticality as well as quantitative and qualitative analysis of product failures using the fault tree;
- quantitative and qualitative assessment of safety.
Acquisition and analysis of failure statistical data during after-sale service are very important for reliability assurance. The requirements for efficient system of failure data acquisition and analysis are specified in the following technical regulatory documents:
- GOST R ISO 9001 ‘Quality management systems. Requirements’
- 21.2D Interstate Aviation Committee Aviation Register manual for certification and supervision of aviation equipment production;
- GOST RV 27.1.02-2005 ‘Military equipment reliability. Reliability assurance program. General requirements’.
To provide the above UIMDB has developed and use Integrated system of inservice product support. During development of information system the event approach was used. It is based on the description of events occurring to the product and its components at postproduction stages of the life-cycle considering the changes in product structure (up to the functional module), modifications and changes in standard design. It allows to get the data sets required for carrying out different types of analysis such as:
- reliability index dynamics research;
- identification of the effect of component reliability index on the reliability of
the whole product;
- assessment of the effect of different operation conditions on reliability indices;
- assessment of activity efficiency performed to increase the reliability.
Methods and means allow to provide reliability of the articles during their lifecycle but for more efficient solution of the task it is necessary to apply complex approach providing information support between the processes (figure 1).
PDM system is a complex information system of the enterprise that provides control of design information and technological processes and is the source of information for RAM Commander and Integrated system of in-service product support regarding the product structure. RAM Commander performs reliability analysis on the basis which engineering documentation is corrected and the corrections made are re-evaluated. Data on the composition of the products manufactured in accordance with engineering documentation are provided to Integrated system of in-service product support which further traces these products in service, performs qualitative and quantitative analysis of statistical information and generates a report on corrective and preventive actions. Based on the report, engineering documentation is corrected (if needed) and the corrections made are also evaluated. Thus, the feedback between products life-cycle stages is formed.
So, such an approach allows improving the efficiency of reliability assurance process by means of software complexes integration at different life-cycle stages of onboard avionic equipment.
References:
1. G. Cherkesov. Software and hardware complex reliability: Tutorial.- St. Petersburg: Piter, 2005.- 479 p.
2. P. Solomonov. Aviation equipment reliability and flight safety. Moscow., ‘Transport’, 1997.- 272 p.
3. RAM Commander user manual.- Israel: ALD, 2009 - 390 p.
4. ‘Configuration ‘In-service product support’. User manual. - Moscow: Appius,
2009. - 10 p.
5. ‘Configuration ‘PDM - Engineering data management’. User manual. -Moscow: 1S, 2008. - 93 p.
