CC BY
74
2005 НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА №84(2)
серия Аэромеханика, прочность, поддержание летной годности ВС
УДК 629.7:658.562
МОНИТОРИНГ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА КОМПОНЕНТОВ ВС В ЗАДАЧАХ ОПТИМИЗАЦИИ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ЛЕТНОЙ ГОДНОСТИ КОМПОНЕНТОВ ВС
И.Г. КИРПИЧЕВ
Статья представлена доктором технических наук, профессором Шапкиным В.С.
Рассматривается мониторинг жизненного цикла компонентов воздушных судов. Поставлен ряд задач по оптимизации экспертной системы контроля летной годности компонентов воздушных судов
В целях обеспечения современных требований по безопасности полетов (БП), определенных требованиями ИКАО и воздушного законодательства РФ, особо актуальной становится задача развития и совершенствования системы государственного контроля летной годности воздушных судов (ВС). Одним из направлений совершенствования является оптимизация экспертной системы контроля летной годности компонентов ВС (Экспертная система).
Под «экспертной системой» в данной статье понимается совокупность правовых, интеллектуальных, организационных методов принятия решений о соответствии компонентов ВС установленным требованиям государственной регистрации ВС.
В настоящее время правовой основой «экспертной системы» контроля ЛГ компонентов ВС является:
система сертификации гражданской авиации (СС ГА), включающая в себя сертификацию экземпляра ВС (Федеральные авиационные правила «Экземпляр воздушного судна. Требования и процедуры сертификации» (ФАП-132)), сертификацию эксплуатантов (ФАП-11 «Сертификационные требования к эксплуатантам коммерческой гражданской авиации. Процедуры сертификации»), сертификацию организаций по ТОиР (ФАП-145 «Организации по техническому обслуживанию и ремонту»). Приказ от 19.12.98 № 47 «О введении в действие «Временного положения об организации и проведении работ по установлению ресурсов и сроков службы гражданской авиационной техники»;
система сертификации авиационной техники и объектов гражданской авиации (СС ГА и ОГА), включающая в себя сертификацию организаций по ремонту (АП-145 «Ремонтные организации»), сертификацию изготовителей АТ (АП-21 «Процедуры сертификации авиационной техники»);
система добровольной сертификации организаций-поставщиков авиационно-технического имущества (АТИ).
Следует отметить, что разработка вышеуказанных документов проводилась в период формирования в РФ системы государственного контроля и регулирования процессов обеспечения безопасности полетов различными ведомствами без требуемого системного анализа, направленного на обеспечение эффективности и компетентности экспертной системы в целом.
В настоящее время процесс контроля летной годности компонентов воздушных судов (ВС), в рамках действующих в РФ систем сертификации и методов оценки объектов сертификации, можно охарактеризовать как набор фрагментарных действий, направленных на решение частных задач без комплексного учета и анализа взаимодействия элементов системы поддержания летной годности ВС (ПЛГ ВС).
Анализ требований к контролю летной годности компонентов ВС при проведении процедур в соответствии с вышеуказанными документами говорит, что они в значительной степени корректируются (рис. 1). Доказательные материалы имеют одноименные первоисточники информации. Информативная составляющая, в значительной степени, одинаковая, но предостав-
ляется в составе доказательной документации в различных форматах и т.д., что..............................................
ПРОЦЕДУРЫ КОНТРОЛЯ ЛЕТНОИ ГОДНОСТИ КОМПОНЕНТОВ ВС
СЕРТИФИКА ПРОДЛЕНИЕ СЕРТИФИКАЦИЯ СЕРТИФИКАЦИЯ СЕРТИФИКАЦИЯ СЕРТИФИКА СЕРТИФИКА
ЦИЯ ЭКЗЕМПЛЯРА ВС (ФАП-132, ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПП. 2.3, 2.6, 2.7, 3.5) РЕСУРСОВИ СРОКОВ СЛУЖБЫ ВС, ПЕРЕВОД НА ТЭС УКАЗАНИЕ ГС ГА №24.10-235ГА ОТ 17.09.01 ОРГАНИЗАЦИИ ПО РЕМОНТУ АТ (АП-145, ПП. 145.67) ОРГАНИЗАЦИЙ ПО ТО (ФАП-145, ПП. 10.2) ЭКСПЛУАТАНТА (ФАП-11, ПП. 9,54, 55, 59,60,61,119(6)) ЦИЯ АТ (АП-21 ПП. 9.4, 21.165) ЦИЯ ПОСТАВЩИ КОВАТИ (МСТ МАК 007-01-03 П. 6.3)
СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА КОМПОНЕНТОВ ВС
ТРЕБОВАНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ ИКАО
ГРАНИЧНЫЕ
УСЛОВИЯ
АДАПТИВНАЯ ИНТЕГРИРОВАННАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ
№
МОДУЛИ ДАННЫХ «ЗАДАЧ»
СТАНДАРТЫ ИПИ-ТЕХНОЛОГИЙ
ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА
ПРОГРАММА РАБОТ ПО
«ЗАДАЧАМ»
МОС, ТЕХНОЛОГИИ, МЕТОДИКИ
АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ
«ЗАДАЧ»
АНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
ДОКАЗАТЕЛЬНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
Рис. 1. Оптимизация экспертной системы контроля летной годности компонентов ВС
В целом, процесс контроля летной годности (ЛГ) компонентов ВС характеризуется следующими особенностями:
1. Многоаспектностью происходящих процессов (процедур контроля, технических требований, объектов контроля и т.д.) и в силу этого сложностью детального объективного анализа и исследования объекта.
2. Недостатком актуальной количественной информации о динамике процессов. Именно по этой причине процесс контроля ЛГ компонентов ВС в настоящее время в значительной степени носит качественный характер.
3. Субъективностью процесса. В значительной степени решение об объекте зависит от человеческого фактора.
Компетентность оценки технического состояния компонентов ВС определяется многофакторным и многокритериальным характером принимаемых решений, основанных на данных, связанных с производством, эксплуатацией и ремонтом компонентов ВС. Процесс осложняется тем, что требуется фиксировать результаты наблюдений над большим количеством объектов разного типа, которые проводятся множеством независимых пользователей, а затем обеспечить накопление и сохранение информации для их последующего анализа. Увидеть и осознать логику развития событий на таком многофакторном поле даже самому грамотному эксперту крайне сложно.
Для решения задач оптимизации экспертной системы контроля летной годности компонентов ВС и далее процессов обеспечения безопасности полетов необходимо рассматривать во взаимосвязи основные составляющие системы:
1. Процедуры сертификации и лицензирования объектов гражданской авиации (ГА).
2. Технические требования к компонентам ВС и требования к «процессам».
3. Методы и технологии контроля летной годности компонентов ВС.
При проведении работ по сертификации объектов гражданской авиации (ГА) должны быть четко сформулированы несколько базовых «точек зрения», которые определяют проблему безопасности полетов. При этом вся система требований по объектам сертификации должна выстраиваться исходя из необходимости обеспечения доказательной информацией заявленных «точек зрения». Одной из таких «точек зрения» в процессе обеспечения безопасности полетов, безусловно, является «контроль за жизненным циклом компонентов ВС», другой «точкой зрения» могут быть «квалификации персонала» и т.д. Таким образом, анализируя данные о различных объектах сертификации, с «одной точки зрения», в одном формате, на основе одних критериев можно добиться максимальной объективности принятия экспертных решений. Для обеспечения такого подхода необходимо обеспечить интеграцию и оптимизацию данных по заданной «точке зрения», поступающих от различных объектов контроля, т.е. создать систему поддержки принятия решений о техническом состоянии компонентов ВС, основанной на мониторинге жизненного цикла компонентов ВС.
Мониторинг жизненного цикла компонентов ВС - планомерный и целенаправленный контроль параметров и процессов, связанных с производством, ремонтом и эксплуатацией компонентов ВС.
Одной из задач мониторинга жизненного цикла компонентов ВС является обеспечение объективной актуальной информацией «экспертной системы контроля летной годности ВС».
Основная цель мониторинга жизненного цикла компонентов ВС - обеспечение повышения эффективности принятия решений в области технической эксплуатации ВС и, в частности, при контроле летной годности компонентов ВС.
Повышение эффективности принятия решений определяется повышением достоверности и точности, минимизацией финансовых затрат.
Одной из проблем, решаемых при создании системы мониторинга жизненного цикла компонентов ВС, является ранжирование факторов и параметров, влияющих на достоверность и актуальность информации и, как следствие этого, на объективность экспертных заключений, решений.
Особой задачей при формировании системы мониторинга жизненного цикла компонентов ВС является необходимость адекватного учета слабоформализуемого человеческого фактора.
Например, при оценке аутентичности компонентов ВС человеческий фактор имеет существенный удельный вес в процессе формирования экспертного решения. Элементы человеческого фактора присутствуют на всех этапах процесса оценки аутентичности. Следует отметить, что сам по себе мониторинг, как неформальная процедура, обладает эффектом «позитивного информационного воздействия» на процесс ПЛГ. Особое влияние он оказывает на человеческий фактор.
В целях реализации системы мониторинга жизненного цикла компонентов ВС необходимо решить следующие основные задачи:
1. Провести анализ действующих требований по информационному обеспечению процесса технической эксплуатации.
2. Разработать «адаптивную модель данных».
3. Разработать «информационные модули данных задач».
4. Разработать информационную систему.
5. Разработать аналитическую систему решения.
6. Разработать методики, технологии «задач».
Опыт работы НЦ ПЛГ ВС ГосНИИ ГА при проведении работ по сертификации объектов ГА, продлении ресурсов ВС, переводе на агрегатов и комплектующих изделий (АиКИ) на техническую эксплуатацию по состоянию, а также анализ тенденций развития систем контроля летной годности ВС международного авиационного сообщества позволили сделать вывод о необходимости использования «комплексного метода оптимизации экспертных решений» для совершенствования и развития системы контроля летной годности компонентов ВС. В основе метода - эффективное использование существующей информации, интеллектуальных способ-
ностей специалистов, специальных методик и алгоритмов, использование современных информационных технологий.
Главная цель оптимизации экспертных решений при контроле летной годности компонентов ВС - повышение эффективности (обеспечение технической компетентности и оперативности) принятия решений.
Необходимые условия оптимизации экспертных решений:
1. Достоверная оценка информационных потоков о состоянии компонентов ВС.
2. Возможность аппаратного оперативного анализа информационных потоков о состоянии компонентов ВС.
3. Способность экспертов к проведению «инженерно-технического анализа».
4. Независимость экспертной системы.
5. Наличие информационной системы, обеспечивающей преобразование качественной информации в функциональную.
Один из моментов, на который следует обратить особое внимание, это то, что принятие и реализация экспертных решений, в области контроля летной годности, является не единовременным актом, а совокупностью взаимосвязанных действий и методов, повторяющихся с заданной цикличностью. Например, сертификация экземпляра ВС - через два года, сертификации организаций по ТОиР - через два года и т. д.
При этом в целях оптимизации процедур очевидным становится разработка системы контроля ЛГ компонентов ВС, ориентированной в первую очередь на контроль динамики и тенденций процесса технической эксплуатации.
Таким образом, используя комплексный «метод оптимизации экспертных решений» можно определить основные этапы оптимизации экспертной системы.
Этапы оптимизации экспертной системы:
1. Разработка программы оптимизации. Формулировка «точки зрения».
2. Анализ потенциальных источников информации о компонентах ВС.
3. Анализ сертификации.
4. Экспертное определение факторов, влияющих на объективность экспертной системы, их ранжирование.
5. Построение интегрированной адаптивной модели данных.
6. Поиск типовых оптимальных экспертных решений и многофакторное логистическое прогнозирование возможных результатов.
7. Создание информационно-аналитической системы подготовки заключений.
8. Разработка методик и алгоритмов, обеспечивающих поддержку принятия решений.
Особое место в данной цепочке занимает «интегрированная адаптивная модель данных»
(рис. 2). Этот элемент является узловым для всех процессов, т.к. определяет результат работы экспертной системы (начальные условия).
«Интегрированная модель данных» представляет собой оптимизированную совокупность параметров о компонентах ВС и данных о процессах технической эксплуатации, ремонта и производства АТ, представленных в заданном формате.
«Интегрированная модель данных» состоит из эталонных модулей и актуальных модулей. Разработка оптимальных механизмов и процедур контроля летной годности компонентов ВС базируется на анализе взаимоувязанной совокупности актуальных и эталонных модулей «интегрированной модели данных».
ДАННЫЕ ПО КОМПОНЕНТАМ ВС: -Заводской номер; -Чертежный номер (шифр);
-Дата изготовления; -Даты начала отсчета сроков службы; -Ресурсы на момент документирования; -Наработки на момент документирования; -Дата последнего
продления ресурсов; -Документ — основание для продления ре-
сурсов.
МОНИТОРИНГ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА КОМПОНЕНТОВ ВС
ЭТАЛОННЫЕ ДАННЫЕ О КОМПОНЕНТАХ ВС И ПРОЦЕССАХ
АКТУАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ О КОМПОНЕНТАХ ВС И ПРОЦЕССАХ
ДАННЫЕ ПО ПРОЦЕССАМ: Реестр: -Организаций по ремонту; -Организаций по ТО; -Организаций- поставщиков АТИ
Действующие
сертификаты:
- На Ремонт;
- На ТО;
- На производство;
-Изготовитель (печати,
подписи);
-Организация по ремонту (печати подписи); -Поставщик (наименование).
ДАННЫЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ: -Пункт регламента; -№ технологической карты;
-Документ-основание для выполнения работы;
-Содержание работы; -Условия
выполнения (8рЬ^Н запрос);
-Стандартная запись в паспорте.
ДАННЫЕ ПО РАБОТАМ: -Документ-основание для выполнения работы;
-Дата выполнения
работы;
-Результаты выполнения.
ДРУГИЕ ДАННЫЕ:
- Справки о налетах ВС.
Рис. 2. Интегрированная модель данных
Таким образом, интегрированная адаптивная модель данных, с точки зрения идеологии построения, должна сочетать в себе, по меньшей мере, два аспекта:
- поддержка независимых взглядов («точек зрения») на данные, например, взгляд работника, эксплуатанта, эксперта, изготовителя и т.д.;
- возможность использования накопленной информации о компонентах ВС.
Анализ информационных составляющих экспертной системы говорит о том, что они недостаточно структурированы для решения прикладных задач в области контроля летной годности компонентов ВС и совершенствования системы технического обслуживания ВС, например, задач авторского сопровождения, задач сопровождения эксплуатации компонентов ВС по техническому состоянию, задач сертификации экземпляра ВС, задач продления ресурсов и т.д. Поэтому необходимо разработать «модули данных задач». Примером может служить модуль данных «оценка аутентичности компонентов ВС», представленный на рис. 3.
«Адаптивные модули данных задач» - оптимизированный набор данных о процессах и параметрах компонентов ВС, выделенный из интегрированной модели данных исходя из заданных граничных условий и программы работ.
Адаптированный модуль данных задач определяется исходя из следующих граничных условий:
- требованиями воздушного законодательства и далее требованиями ФАП;
- уровнем технических возможностей информационной системы;
- наличием алгоритмов обработки;
- уровнем подготовки экспертов;
- способностью аналитической системы перерабатывать заданные объемы информации.
Эталонная информация по компонентам ВС
-Заводской номер;
-Черт ежный номер (шифр);
-Дата изготовления;
-Даты начал а отсчета сроков с лужбы ;
-Ресурсы на момент документирования; -Наработки на момент документирования; -Дата последнего продления ресурсов; -Документ-основание для продления. ресурсов.
Реестр: Организаций по ремонту;, Организаций по ТО; Организаций -поставщиков АТИ Действующие сертификаты:
На Ремонт;
На ТО;
На производство
Актуальная информ. по компонентам ВС
-Заводской номер;
-Чертежный номер (шифр);
-Дата изготовления;
-Даты начала отсчета сроков службы;
-Т екущие значения ресурсов;
-Текущие значения наработок;
-Дата последнего продления ресурсов; -Документ-основание для продл. ресурсов
-Изготовитель (печати, подписи); -Организация по ремонту (печати подписи); -Поставщик (наименование)
-Заводской №;
-Чертежный № (Шифр);
-Документ-основание для выполнения работы; -Дата выполнения работы;
-Результаты выполнения;
Автоматизированный отчет о результатах обработки информации
Рис. 3. Модуль данных «оценка аутентичности компонентов ВС»
ФАП -132 «Экземпляр воздушного судна. Требования и процедуры се ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТР ЕБОВАНИЯ К ВС ( прило:
] п.2.3 п.2.4 п.2.5 п.2.6 п.2.7
ртификации»
■_ п.2.9
ЕРТИФИКАЦИИ ЭКЗЕМПЛЯ
)цен ка
Оцен ка ЛТХ
Оцен ка компонентов ВС
МОНИТОРИНГ ЖИЗНЕННОГ
I------------------1
«МОДУЛЬ ДАННЫХ » СЕРТИФИКАЦИЯ ЭКЗЕМПЛЯРА ВС
О ЦИКЛА КОМПОНЕНТОВ ВС
ИНТЕГРИРОВАННАЯ ' МОДЕЛЬ ДАННЫХ
« МЕТОДИКА ОЦЕНКИ АУТЕНТИЧНОСТИ
КОМПОНЕНТОВ ВС» № 24.10 -966ГА
2.3. пономерная документация соответствует требованиям к технич еской документации; экземпляр ВС и каждый компонент ВС имеет остаток ресурса и срока службы, достаточные для выпол нения полета
2.4. на экземпляре ВС и всех его компонентах выполнен полный ко мплекс ТО и Р в организациях по техническому обслуживанию и ремонту авиационной техники, сертифицированных в соо тветствии с ФАП -145
2.5. на экземпляре ВС и всех его компонента х выполнены все работы, предусмотр енные техническими д окументами специально
уполномоченного органа в области гражданской ави ации.
2.6. в каждом компоненте экземпляра ВС выполнены все замены агр егатов, деталей и КИ с ограниченным ресурсом или сроком служб ы согласно их ЭД и техническим докуме н там
2.7. для экземпляра ВС и всех его компонентов любые запасные КИ и части, а также оборудование соответствуют их типовой конструкции и устанавливаются в соответствии с ЭД и техническими документами
АКТ ОЦЕНКИ АУТЕНТИЧНОСТИ
КОМПЛЕКСНОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СЕРТИФИКАТ ЛЕТНОИ ГОДНОСТИ
п.2.1
п.2.8
п.2.10
Рис. 4. Оптимизация процедур сертификации экземпляра ВС с использованием системы мониторинга жизненного цикла компонентов ВС
Логика вышесказанных принципов и подходов оптимизации процесса контроля летной годности компонентов ВС позволяет сформулировать общие требования к формированию «программ по задачам»:
1. Техническая и процедурная составляющие программы определяются действующими требованиями (МОС).
2. Технологическая и структурная составляющие программы определяются возможностями экспертной системы и системой мониторинга жизненного цикла компонентов ВС.
Таким образом, формируется условие оптимизации работы экспертной системы: разработка «Программ работ по задачам» на основе (с учетом) возможностей информационноаналитической системы мониторинга жизненного цикла компонентов ВС. В качестве примера в данной статье продемонстрирована оптимизация процедур сертификации экземпляра ВС с использованием системы мониторинга жизненного цикла компонентов ВС и методики оценки аутентичности компонентов ВС (Рис. 4).
При разработке программы работ по продлению ресурсов, переводу АиКИ на техническую эксплуатацию по состоянию, сертификации эксплуатантов, сертификации организаций по техническому обслуживанию и ремонту и т. д. используются аналогичные подходы и алгоритмы.
MONITORING OF LIFE CYCLE OF COMPONENTS OF AIRCRAFTS IN TASKS OF OPTIMIZATION OF THE EXPERT MONITORING SYSTEM OF THE FLIGHT VALIDITY OF COMPONENTS
Kirpichev I.G.
Is esteemed of monitoring of a life cycle of components of aircrafts. A series of problems on optimization of the consulting model of the control of the flight validity of components of aircrafts is put.
Сведения об авторе
Кирпичев Игорь Геннадьевич, 1960 г.р., окончил МИИГА (1986), кандидат технических наук, начальник отдела Научного центра по поддержанию летной годности воздушных судов ГосНИИ ГА, эксперт Федеральной службы по надзору в сфере транспорта Минтранса России, эксперт Межгосударственного авиационного комитета, автор 15 научных работ, область научных интересов - информационные системы, организация и сервисное сопровождение эксплуатации воздушных судов.
