CC BY
36
УДК 681.5.083.02/03.044.64:51(045)
С.О. ДМИТР16В1, О.В. ПОПОВ1, Д.В. ПОПОВ1, Г.О. АРСТОВ2
1Нацюнальний авгацшний утверситет, УкраХна 2 Нащональний техтчний утверситет УкраХни «КШ1»
1нформац1йн1 технологи' забезпечення
конструктивно-експлуатац1йних власти востей пов1тряних суден та ав1ац1йних двигун1в
Метою створення автоматизованих систем е оптим^зацИ процессе техничного об-слуговування вироб^в ав1ацшно1 техники, на основ1 розробки економ^чно обрунтованих ц^леспрямованих рекомендаций з удосконалення вироб^в ав1ацшно1 техники, що забез-печуютъ впровадження ефективних стратегий I режимов техничного обслуговування. Тому, в данш статт1 розгл.янут1 питання оптим^заци конструктивно-експлуатацшних властивостей та програм техшчного обслуговування вироб^в ав1ацшно1 техники за умо-ви впливу багатофакторност1 при невизначеност1 вих1дно1 тформаци, та управлтня якстю обслуговування повтряних суден та ав^ацшних двигушв з метою тдтримання ¿х лъотног придатност1.
Ключов1 слова: ав^ацшна техника, надшшстъ, техшчне обслуговування, людсъкий чинник.
Вступ
Формування надшносп вироб1в ав1ацшно1 техшки (AT) е складним процесом, що охоплюе етапи проектування, виробництва та експлуатащю, яю м1ж собою взаемопов'язаш й являються складовими елементами едино! системи управлшня.
Виконання робгт на р1зних етапах супро-воджуються прийняттям ршень, яю мають специф1чн1 особливосп на кожному етат й р1зну шформацшну забезпечешсть про властивост об'екпв експлуатаци, що вимагае необхвдшсть використовувати нов1 методолопчш шдходи при ошгашзаци ршень [1].
Зм1ст оптим1зац11 складаеться в забезпеченн збалансованих характеристик i властивостей вироб1в AT по сукупност визначальних ознак, що сприя-ють найбiльш ефективнi iхнi реалiзацii в умовах експлуатаци. Ввдповщшсть нормам льотно! придатностi можна досягти як за рахунок удосконалення конструктивно! схеми, шдвищення надшносп елеменпв функцiональних систем, так i установкою ефективно! контрольно-вимiрювальноi апа-ратури, зменшенням ресурсу й перюдичност1 ¿х технiчного обслуговування (TO) та ш
Актуальшсть проблеми
На еташ проектування оптимiзуються функцюнальна схема системи, надшшсть ком-плектуючих елементiв, режими роботи, система контролю та експлуатацшна технолопчшсть компонентiв систем.
На еташ експлуатаци, при заданих характеристиках й властивостях об'екив експлуатаци, управляючими впливами е: обсяг й перюдичшсть проведення TO, оптимiзацiя яких проводиться з урахуванням впливу на-вколишнього середовища, засобiв контролю i дiагностування, якими користуються, якост1 роботи та особливост органiзацii робiт з TO експлуатанта.
Впровадження нових принцишв TO починаеться з розробки програми TO за допо-моги всебiчного аналiзу конструкцii, можливих ввдмов та визначення ефективних i прийнят-них заходiв для ¿х запобiгання. Перiодичнiсть виконання робiт з TO встановлюеться з урахуванням надшносп i експлуатацiйноi технологiчностi об'eктiв TO.
Ршення задачi комплексноi оцiнки техшчного стану виробiв з облiком ушх можливих методiв контролю працездатност окре-мих конструктивних елементiв повтряних суден (ПС), вузлiв, систем i двигунiв у цiлому вимагае розробки управлшських механiзмiв, якi дозволять приймати ршення за умо-ви невизначеносп, неповноти й нечiткостi вихiдноi шформаци
Постановка завдання
Мета роботи е оптимiзацii конструктивно-експлуатацiйних властивостей за умови впливу багатофакторност при невизначеност1 вихiдноi iнформацii, та управлiння яюстю обслуговування виробiв AT з метою тдтримання льотно! придатностi ПС.
© С.О. Дми^ев, О.В. Попов, Д.В. Попов, Г.О. Арютов, 2015
ISSN 1727-0219 Вестник двигателестроения №2/2015
Зaвдaнням poбoти е зaбeзпeчeння збялян-coвaниx xapaктepиcтик i влacтивocтeй виpoбiв AT пo cyкyпнocтi визнaчaльниx oзнaк, щс cпpияють няйбшьш eфeктивнi ïxнi peaлiзaцiï в yмoвax eкcплyaтaцiï.
Piшeння
Бaгaтoкpитepiaльнa мoдeль ^ийняття iндивiдyaльнoгo oптимaльнoгo piшeння, зaдaeтьcя як вeктopний кpитepiй y виглядi:
K(v)={k1(v))k2(v),...,km(v)}.
(1)
(З)
дe
j = l...n' i = l...m
мнoжинa cтaнiв j-OÏ oзнaки.
Ha ocнoвi клacифiкaцiï eкcплyaтaцiйниx влacтивocтeй зa oзнaкaми тa cтaнaми визня-чaють кopтeж для кoжнoгo eлeмeнтy cклaднoï cиcтeми AT.
Якш^ визнячити oптимaльнi «бaзoвi» влacтивocтi й xapa^ep^ra^ «iдeaльниx» виpoбiв й в^тв^т ïм cтpaтeгiï TO
Уб={Б116,Б2ш,
V6},
(4)
Koмпoнeнтaми вeктopнoгo кpитepiю е cкaляpнi функци, визнaчeнi ня V i вимipюють якicть piшeння зя визнaчeнoю шкaлoю. У зaгaльнoмy випядку вoни нecyмicнi. Зядячя вибopy oптимaльнoï aльтepнaтиви ня мнoжинi кpитepiïв фopмaльнo звoдитьcя дo пoшyкy
вiдoбpaжeння C[v(t)] = {veV}, яте кoжнoмy вeктopy v(t) cтaвить y в^тв^н^ть дiйcнe чиcлo W¡(t):
W; (t)= V(t)= V[V1 (t), V2 (t).....Vm (t)], (2)
яке визнячяе cтyпiнь пepeвaги дaнoгс poзв'язкy.
Meтoдикa бaзyeтьcя ня викopиcтaннi я^^нта iнтepвaльниx oцiнoк пoкaзникiв з ^ступним oбчиcлeнням aпocтepiopниx oцiнoк вiдпoвiднo зi збiльшeнням oбcягy iнфopмaцiï. Taкe пocлiдoвнe piшeння зявдянь зaлeжнo вiд тoчнocтi й вipoгiднocтi дocтyпнoï iнфopмaцiï лeжить в ocнoвi aдaптивнoгo пpoцecy rap^^M кoнcтpyктивними poзpoбкaми, фopмyвaння й кopигyвaння пpoгpaм TO виpoбiв AT. Poзpoбкa i впpoвaджeння нoвиx пpинципiв TO пpивoдить дo piзкoгo збiльшeння oбcягiв iнфopмaцiï.
Для фopмyвaння кopoткoï кoмплeкcнoï xa-paктepиcтики кoнcтpyктивнo-eкcплyaтaцiйниx влacтивocтeй виpoбy AT видiлeнo «n» oзнaк. KoœKm oзнaцi пocтaвлeнo y вiдпoвiднicть «m» cтaнiв. Koмплeкcнa xapaктepиcтикa виpoбy зaпиcyeтьcя в пeвнiй пocлiдoвнocтi, cтвopюючи впopядкoвaний кopтeж:
тo ня ocнoвi пopiвняння й oцiнки cтyпeня вiдxилeння xapaктepиcтик виpoбiв AT вiд бaзo-вж вeктopiв мoжнa виpiшити pяд пocтaвлeниx зявдянь.
Зя тaкиx yмoв виникяе бaгaтoкpитepiaльний кoмпpoмic, гoлoвнoю ocoбливicтю ятете е тe, щo викopиcтaння дош piшeння нe е единя точкя зopy, a е мнoжинa eфeктивниx piшeнь, aбo oптимaльниx piшeнь зя Пapeтo.
Bимipювaння визнaчaeтьcя як пpoцeдypa пopiвняння oб'eктiв зя вiдпoвiдними пoкaзни-
кями (oзнaкaми). Koжнa aльтepнaтивa v¡ е V
^6o ) е нaбip пapaмeтpiв:
= V2,...,vjj), i = l,2,...,n,
(5)
дс
i — aльтepнaтивa; n — вимip пpocтopy.
Ocкiльки ця шкяля бyдyeтьcя бeзвiднocнс дo кoнкpeтниx, peaльниx piшeнь, тo ïï мoжнa нязвяти eтaлoнoм-iнcтpyмeнтoм, зя дoпoмoгoю якoгo будуть пoтiм зpoблeнi oцiнки peaльниx piшeнь.
Kepyвaння пpoцecoм TO вiдбyвaeтьcя ня ocнoвi впpoвaджeння yпpaвляючиx впливiв, якi бaзyeтьcя ня oцiнцi сфскту вiд eкcплyaтaцiï ПС ^и мoжливиx змiнювaнняx влacтивocтeй oб'eктiв eкcплyaтaцiï й визнaчaeтьcя виpaзoм:
e = fez[xj-bj]'
(б)
дс j = 1 ... n — мтожиня cтaнiв j-oï oзнaки.
Bикopиcтaння кopтeжy зpyчнo для зяпжу iнфopмaцiï пpo oб'eкт пpи aвтoмaтизoвaнoмy piшeннi пpaктичниx зявдянь, тoмy щo кoжний кoмпoнeнт кopтeжy зяймяе в ньoмy псвнс го-лoжeння, :m;o дoзвoляe дocить oщaдливo poбити зяпж iнфopмaцiï i ïï пoшyк.
MeTOro cтвopeння aвтoмaтизoвaнoï ^CTe-ми е oптимiзaцiï пpoцeciв TO виpoбiв AT, ня ocнoвi poзpoбки eкoнoмiчнo oб'pyнтoвaниx цiлecпpямoвaниx peкoмeндaцiй з y^^om-лснням виpoбiв AT, щo зaбeзпeчyють впpo-вяджсння eфeктивниx cтpaтeгiй i peжимiв TO (pиc. 1).
Пpи peaлiзaцiï oптимaльниx пpoцeciв TO вaжливoгo знячсння нaбyвaють тaкoж питян-ня кepyвaння виpoбництвoм iз ypaxyвaнням cпeцифiки aвiaцiйниx пiдпpиeмcтв, пapкy
oб'eктiв eкcплyaтaцiï, xapaктepy дiяльнocтi poбoти aвiaцiйниx фaxiвцiв, yмoви та iншi acпeкти людcькoгo чинника, яю мoжyть впли-вати на oчiкyвaний peзyльтaт [2]. B ^o^ci викoнaння poбiт з TO AT epгaтичнa ^CTe-ма мае пiдтpимyвaти — пpaцeздaтнicть (Rf), opгaнiзoвaнicть (Ef), тexнoлoгiю (Tf) та цiлe визнaчeнicть (Qf) пpoтягoм ycьoгo чacy виго-нання зaдaнoï фyнкцiï:
rf(X)=<|>r[Rf,Ef,Tf>Qf]..
(7)
Яюсть викoнaння poбiт зaлeжить ввд низки нacтyпниx cклaдoвиx [3]:
Ff (X)=<I>f[U,Y,Q],
(8)
д(т)=р(т<1д)= Jf(x)dT,
(9)
дe tд — дoпycтимий чac на викoнaння зaдaчi;
f(t) — фyнкцiя poзпoдiлy чacy piшeння зaдaчi cпeцiaлicтaми.
iмoвipнicть бeзпoмилкoвoгo та cвoeчacнoгo викoнaння TO дopiвнюe:
дe U — cвoeчacнicть пoчaткy викoнaння poбiт;
Y — стушнь ycпiшнocтi викoнaння poбiт з TO в yмoвax X (штевн^ть дo витонан-ня, дoтpимaння тexнoлoгiï, бeзпoмилкoвicть, тoчнicть);
Q — властивкть, яка xapaктepизye якicтb кoнтpoлю вигонання poбiт.
Kiлькicнi знaчeння виxiдниx xapaктepиcтик бeзпoмилкoвocтi i чacy викoнaння oпepaцiй oцiнюютьcя на ocнoвi peзyльтaтiв eкcплyaтaцiï AT та пpoтoкoлiв якocтi. ^и вiдcyтнocтi eR-cпepимeнтaльниx дaниx aбo пpи ocвoeннi нoвиx типiв AT нeoбxiднo кopиcтyвaтиcя мeтoдoм eкcпepтниx o^TOR
Пoкaзникoм cвoeчacнocтi являeтьcя iмoвipнicть вигонання зaдaчi пpoтягoм чacy t £ tд:
Рис. 1. Aлгopитм oптимiзaцiï пpoцeciв TO
Для yмoв дiяльнocтi cпeцiaлicтa з iнфopмaцiйним ypaxyвaнням oпepaцiйнoï нaпpyжeнocтi, кiлькicнi знaчeння пoкaзникiв бeзпoмилкoвocтi i чacy викoнaння oкpeмиx типoвиx cтpyктyp poзpaxoвyютьcя за фopмy-лами [4]:
ßiH=ßi-
C-ßi)(H-l)
Мн(т)=
П-1
м(т)
H '
<KftT) = it(ß)Q(T).
(lO)
°н(Т) =
(11)
(12)
(13)
H
Пpи нeдocтaтнocтi чacy на ви^нан-ня TO нeoбxiднo ypaxoвyвaти oпepaцiйнy нaпpyжeнicть aвiaцiйниx cпeцiaлicтiв.
дe П — гоказник нaпpyжeнocтi, oбиpaeтьcя в зaлeжнocтi вiд ocoбoвиx якocтeй cпeцiaлicтa, в мeжax 1,9 ... 2,4:
ISSN 1727-0219 Becmнuк двuгameлecmpoeнuя №2/2015
- 69 -
н =
МТ'
"доп
дс H — пoкaзник oпepaцiйнoï нaпpyжeнocтi;
MT' — чя^ який нeoбxiднo для викo-няння TO;
ДOП
дoпycтимий чac ня викoнaння
(14) TO.
Для poзpaxyнкy пoкaзникiв якocтi poбoти cпeцiaлicтa пpи викoнaннi тexнoлoгiчнoгo ^o-цecy пo TO AT poзpoблeнo aлгopитм (pиc. 2). Koмплeкc мeтoдiв, зacoбiв тя opгaнiзaцiйнo-тexнiчниx зaxoдiв дoзвoлить eкcплyaтaнтy зя-6сзпсчити:
Рис. 2. Aлгopитм poзpaxyнкy пoкaзникiв якocтi poбoти cпeцia^cтa
- 7G -
— оптимальнш контроль та управлшня яюстю д1яльност1 ав1ацшних спещ&йспв;
— контроль функцюнального стану ергатич-них елементав й шдтримку необхвдного р1вня ix працездатност1;
— безпеку пращ людини;
— стшку направлешсть спещалюпв на високоефективну працю та удосконалення метод1в використання ii результапв на основ! створення системи морально-психолопчного i матер1ально-економ1чного стимулювання;
— формувати вимоги до необхвдного р!вня профес!йно1 шдготовки для виконання обов'язюв для кожно1 посади;
— проводити шдготовку, сертифжащю та шдвищення квал!ф!каци ав!ацшних спещалгстав та ш. 1з дослвдження витжае, що для пор!вняльного анал!зу альтернатив м!ж собою можна застосовувати структуру i функци векторних критерив. Щоб визначити ступеш пор!вняння множини базових альтернатив та для встановлення системи переваг м!ж ними i прийняття найкращого, тобто оптимального, ршення пропонуеться використовувати множину ефективних оптимальних ршень за Парето.
Таким чином, метою розробки е максимальна гармошзащя метод!в та технологш формування конструктивно — експлуатацшних властивостей та програм ТО ПС i ав!ацшних двигушв, що проводиться за умовою кнування ефективних процедур формування еталонних клашв ситуацш, що дае можливгсть будувати ефективш схеми прийняття ршень. Вони засноваш на розрахунку для дано! конкретно! ситуаци ii ступеш належност кожному з ета-лонних клашв, з наступним вибором ршення, що ввдповвдае тому класу або тш еталоннш ситуацп, до яко! дана ситуащя належить в найбшьшш ступеш
Висновок
Створення автоматизованоi системи оптим!заци процешв ТО вироб!в АТ, на основ! розробки наведеноi методологи забезпечують впровадження ефективних стратегш i режим!в ТО
Методика оцшки показниюв якост ро-боти ав!ацшних спещ&йспв при виконанш технолог!чного процесу ТО АТ основана здебшьш в контрол! та управлшш яюстю д!яльност ав!ацшних спещалютав, шдтримщ 1х в працездатному психоф!зюлопчному стан!, створенш умов для постшного шдвищення якост роботи, включаючи й автоматизоваш системи управлшня виробництвом.
Лггература
1. Дмитр!ев С.О. Людський фактор при техшчному обслуговуванш авiацiйноi техшки [Текст]: навч. пошбник / С.О. Дмитр!ев, В.1. Бурлаков, Р.М. Сал!мов, Ю.П. Пучков, О.В. Попов; Мш-во освгти i науки Украши, Нац. ав!ац. ун-т — Кшв: Вид-во НАУ, 2011. — 184 с.
2. Роль человеческого фактора при техническом обслуживании и инспекции воздушных судов. Человеческий фактор. Сборник материалов №12 Циркуляр ИКАО 253 — AN/151, 1995 г. [Електронний ресурс] — Режим доступу: http://www.aviadocs.net/ icaodocs/Cir/253.
3. Губинский А.И. Информационно-управляющие человеко-машинные системы. Исследование, проектирование, испытание [Текст]: справ. / А.И. Губинский. — М.: Машиностроение, 1993. — 528 с.
4. Шибанов Г.П. Количественная оценка деятельности человека в системах «человек-техника» [Текст] / Г.П. Шибанов. — М.: Машиностроение. 1983. — 263 с.
Поступила в редакцию 03.06.2015
С.А. Дмитриев, А.В. Попов, Д.В. Попов, Г.А. Аристов. Информационные технологии обеспечения конструктивно-эксплуатационных свойств воздушных судов и авиационных двигателей
Целью создания автоматизированных систем является оптимизации процессов технического обслуживания изделий авиационной техники, на основе разработки экономически обоснованных целенаправленных рекомендаций по усовершенствованию изделий авиационной техники, обеспечивающих внедрение эффективных стратегий и режимов технического обслуживания. Поэтому, в данной статье рассмотрены вопросы оптимизации конструктивно-эксплуатационных свойств и программ технического обслуживания изделий авиационной техники при условии влияния многофакторности при неопределенности исходной информации, и управления качеством обслуживания воздушных судов и авиационных двигателей с целью поддержания их летной годности.
Ключевые слова: авиационная техника, надежность, техническое обслуживание, человеческий фактор.
ISSN 1727-0219 Вестник двигателестроения №2/2015
- 71 -
CAY è AèamocTèKa
S.O. Dmytriev, O.V. Popov, D.V. Popov, G.O. Aristov. Information technology support structural and operational properties aircraft and aeronautical engines
The purpose of the automated systems is the optimization of maintenance of aviation equipment manufacturing, through the development of economically purposeful recommendations to improve aviation engineering products, providing of high-effective strategies and maintenance mode. Therefore, this article describes how to optimize the structural and operational characteristics and maintenance programs of aircraft manufacturing technology, provided the effect of uncertainty in the comprehensiveness of the original information, and the quality of service of aircraft and aircraft engines in order to maintain their airworthiness.
Key words: aviation engineering, reliability, maintenance, human factors.
