CC BY
215
2006
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Аэромеханика и прочность, поддержание летной годности ВС
№ 103
УДК 629.7.017
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИМ СИСТЕМАМ АВИАПРЕДПРИЯТИЙ В ЗАДАЧАХ МОНИТОРИНГА
ЛЕТНОЙ ГОДНОСТИ
С.А. ДРАЗДОВ, И.Г. КИРПИЧЕВ
По заказу редакционной коллегии Статья представлена доктором технических наук, профессором Шапкиным В.С.
В настоящей статье авторы рассматривают принципы построения и общие требования к информационно-управляющим системам технического обслуживания и ремонта авиационной техники с позиции формирования единого информационного пространства (ЕИП) и информационно-аналитической системы мониторинга летной годности ВС (ИАС МЛГ ВС).
В настоящее время в авиапредприятиях гражданской авиации (ГА) сформирован достаточно серьезный интегральный информационный ресурс о жизненном цикле компонентов воздушных судов (ВС) на цифровых носителях информации. Вместе с тем, наличие локальных ин-формационно-управляющих систем (ИУС), содержащих информацию о техническом состоянии компонентов ВС не обеспечивает на необходимом уровне решение ключевой задачи в области поддержания летной годности воздушных судов (ПЛГ ВС) - контроль за компонентом на всех этапах жизненного цикла.
Определяющим фактором в решении этой проблемы является интеграция гетерогенных информационно-управляющих систем в единое информационное пространство.
В целях реализации этого очень важного, с точки зрения формирования качественно новой системы сопровождения технической эксплуатации авиационной техники (ТЭАТ) проекта, необходимо формирование требований и стандартов к ИУС технического обслуживания и ремонта (ТОиР АТ), ориентированных на современный уровень информационных технологий (ИПИ-стандарты), международные требования в области поддержания летной годности воздушных судов, фактический уровень развития информационных систем и технологий в авиационнопромышленном комплексе РФ.
Результатом этой работы должна стать разработка и внедрение межотраслевого стандарта «Требования к ИУС МЛГ ВС».
Единое информационное пространство и ИАС МЛГ ВС (по определению) не могут быть созданы на пустом месте. ЕИП базируется на имеющейся в настоящее время нормативноправовой, организационно-технической и информационно- аналитической платформе ТЭАТ.
Поэтому в основу стандарта должны быть положены действующие в настоящее время требования и рекомендации в области контроля летной годности ВС, информационного сопровождения ТЭАТ и информационных технологий (табл. 1).
Анализируя во взаимосвязи с позиций целостности, оптимизации и гармонизации с международными рекомендациями и требованиями, действующие в РФ в области информационного сопровождения процессов ПЛГ ВС, нормативно-технические и нормативно-правовые документы и результаты их действия, можно сделать некоторые выводы:
1. В настоящее время в РФ имеется избыточный и несистематизированный, с позиций конечных целей и задач информационного сопровождения ТЭАТ, набор различных требований, регламентированных руководящими документами, разработанными в разные периоды времени в различных ведомствах для решения локальных информационных задач.
2. Неадекватный современным международным требованиям уровень развития системы информационного сопровождения ТЭАТ связан с низкой эффективностью системы сбора, систематизации и трансляции информационных потоков о техническом состоянии АТ и процессах ПЛГ ВС.
3. Актуальность и объективность информационных потоков связана с разработкой алгоритмов логического контроля информационных потоков.
4. Повышение эффективности и оптимизация работы системы информационного сопровождения ТЭАТ связана с разработкой взаимосвязанных требований в области ТЭАТ и информационных технологий.
5. Ключевой задачей в процессе развития системы контроля летной годности и информационного сопровождения ТЭАТ является внедрение информационных технологий в технологические процессы производства, эксплуатации и ремонта АТ.
Таблица 1
Нормативно-правовой базис формирования требований к информационно-управляющим системам
Продолжение табл. 1
1 2 3
1. Воздушный кодекс РФ п.8. 2. ФАП «Экземпляр воздушного судна. Требования и процедуры сертификации» утв. приказом Минтранса России от 16.05.03 №132. 3. МОС от 05.03.2004 (Перечень документации, доказывающей соответствие ВС общим техническим требованиям к летной годности ВС). 4. ГОСТ 18675-79 Документация эксплуатационная и ремонтная на авиационную технику и покупные изделия для нее. 5. Методика оценки аутентичности компонентов ВС от 19.03.2004. № 24.10-35ГА (вторая редакция) п. 2.10.4. 6. НТЭРАТ ГА-93 п. 19.2 (в части ведения электронных паспортов изделий АТ). 1. «Руководства по сохранению летной годности» 9760 - документ ИКАО ЛК/976 (п.п. 2.2, 5.28, 5.29, 7, 8.3.2, гл.8 п.п. 9.5.3, 9.6.1, 9.6.2, 9.6.5, 9.6.6). 2. АТА-100 Требования к технической документации изготовителей. 3. ЛЕСМЛ ¡Брее 1000Б. Интерактивные электронные технические руководства. 4. Эксплуатация воздушных судов. Приложение 6 к Конвенции о ГА. Часть I, II, ИКАО, 1983. 5. Летная годность воздушных судов. Приложение 8 к Конвенции о ГА. (Часть II п.п. 4.35, 4.3.8; Часть III п.п. 10.2, 10.3, 10.4) 1. Р 50.1.029-2001. Рекомендации по стандартизации. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Интерактивные электронные технические руководства. Общие требования к содержанию, стилю и оформлению. 2. Р 50.1.030-2001. Рекомендации по стандартизации. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Интерактивные электронные технические руководства. Требования к логической структуре базы данных. 3. Р 50.1.031-2001. Рекомендации по стандартизации. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Терминологический словарь. Стадии жизненного цикла продукции. 4. ГОСТ 34.602-89. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы. 5. ГОСТ Р 50596-93. Система инфор-мационно-управляющая для обеспечения технической эксплуатации ВС.
Продолжение табл. 1
1 2 3
7. ФАП «Сертификационные требования к эксплуатантам коммерческой гражданской авиации. Процедуры сертификации» утв. приказом Минтранса России от 04.02.03 № 11. 8. Директивное письмо МАК от 12.04.2004г. № 03-2004 «Порядок предъявления в Авиарегистр МАК информации об инцидентах, авиационных происшествиях и отклонениях в производстве, а также об отказах, неисправностях, повреждениях авиационной техники. 9. ФАП-145 «Организации по техническому обслуживанию и ремонту». 10. АП-21 «Процедуры сертификации авиационной техники». 11. Приказ ФАС России от 26.06.1997. № 134 «О мерах по совершенствованию системы контроля за сохранением летной годности ВС на основе данных об отказах, неисправностях авиатехники и нарушениях правил эксплуатации». 12. Правила расследования авиационных происшествий и инцидентов с гражданскими воздушными судами в РФ, утв. Постановлением Правительства РФ от18.06.98 № 609. 6. ГОСТ Р ИСО 10303, Р 50.1. Принципы формирования обменных файлов для информационной поддержки изделия (ИПИ), (CALS технологии).
Рассмотрим некоторые новые принципиальные и определяющие требования к информационным системам, сформированные на основе вышеизложенных выводов и анализа уровня развития ИУ С авиапредприятий Г А.
1. Требования к качеству информации
Одним из основных требований, предъявляемых к ИУС авиапредприятий, является полнота, достоверность и актуальность информации о состоянии АТ и процессах, связанных с ТЭАТ. Полнота и достоверность информации в значительной степени могут зависеть от субъективных факторов (человеческий фактор) - опыт, квалификация и морально-психологические факторы оператора, вводящего информацию в базу данных ИУС. Поэтому в целях обеспечения вышеуказанных требований и исключения (минимизации) человеческого фактора ИУС должны иметь позиционированные системы контроля качества информации.
Это может быть достигнуто введением системы логического контроля информации, представляющей собой ряд “логических цепочек”, контролирующих технологическую последовательность ввода информации и сопоставление информации об одном событии, введенной из разных рабочих мест. Количество “логических цепочек”, по проверке качества информации в БД ИУС, может быть различным, но в любом случае оно должно обеспечивать поступление объективной и полной информации. В случае отрицательных результатов, указанных проверок система контроля должна блокировать выдачу выходных документов по управлению производственной деятельностью авиапредприятия, с выдачей соответствующих сообщений и рекомендаций по устранению ошибок. Блокировка должна сохраняться до ввода информации, соответствующей действительности и удовлетворяющей требованиям действующей эксплуатационной документации.
Значительная часть логических цепочек проверок базируется на взаимодействии электронных паспортов (ЭП) КВС, электронной эксплуатационной документации (ЭЭД), плана использования и диспетчерского графика движения ВС.
Естественно, что для автоматического взаимодействия ЭП КВС и ЭЭД необходимо их представить в БД ИУС в определенном формате. Здесь и начинаются основные трудности. Если ЭП КВС в БД уже существующих ИУС представлены в формализованном, хотя и не в полном виде и даже подвергаются автоматической обработке для получения ряда выходных документов, то с ЭЭД дела обстоят значительно хуже. На сегодняшний день ЭЭД централизованно ведется в виде электронной библиотеки нормативных документов ГС ГА, но это либо отсканированные документы, либо текстовые файлы, которые в исходном виде не могут автоматически взаимодействовать с другими субъектами ИУС. Такое представление ЭЭД не только исключает возможность построения встроенной в ИУС системы контроля качества информации, но и обеспечение ведения и контроля рабочего комплекта ЭД в авиапредприятии в автоматизированном режиме.
Важнейшим условием обеспечения качества информации является ее производственный характер. Автоматизация производственных процессов обеспечивает производственный характер данных и делает их источником доказательной информации для мониторинга летной годности компонентов ВС. Только при такой схеме использования ИУС можно реализовать систему контроля качества (объективности и актуальности) циркулирующей в ИУС информации.
Система объективного логического контроля качества циркулируемой в ИУС информации должна включать в себя:
алгоритмы и программные средства сравнения вводимых данных с эталонными данными ИАС МЛГ ВС;
алгоритмы и программные средства сравнения информации, поступившей в БД ИУС из разных источников информации;
алгоритм и программные средства проверки поступления (наличия) в БД информации в соответствии с технологической последовательностью производственных процессов ТОиР АТ.
Реализация системы логического контроля информации возможна при охвате ИУС всех объективных функций, из которых складывается производственный процесс (рис. 1).
В процессе разработки ИАС МЛГ ВС в НЦ ПЛГ ВС ГосНИИ ГА разработаны и протестированы алгоритмы логического контроля информации ИУС. Блок-схемы некоторых из них представлены на рис 1.
Установка КВС на ВС
ЭД предусматривает установку данного КВС на ВС данного типа (модификации)
Запас ресурсов в ЭП данного КВС достаточен для выполнения запланированного полета
Выполнены все работы, предусмотренные действующей ЭД для данного КВС
Количество установленных на данное ВС КВС данного типа меньше количества, указанного в ЭД
Нормальное завершение
Б
л
о
к
и
р
о
в
к
а
Съем КВС с ВС:
Введена дата и формализованная причина
Нормальное завершение
Причина съема: отработка ресурсов
Остатки ресурсов меньше минимальной периодичности периодиче ского ТО ВС данного типа
Б
л
о
к
и
р
о
в
к
а
Причина съема: неисправность
і
В дисп.графике на момент съема КВС данный ВС чи слился в неиспр. состоянии (ТО)
т
Нормальное завершение
Причина съема: технолог. необходимость
В плане использования данного ВС предусмотрено длительное внешнее базирование (кап.ремон т)
Нормальное завершение
Б
л
о
к
и
р
о
в
к
а
Рис. 1
Рис. 1 (продолжение)
2. Требования к функциональным возможностям ИУС
Качество циркулирующей в ИАС МЛГ ВС информации прямо зависит от эффективности функционирования ИУС в производственно-технологическом процессе ТОиР АТ авиапредприятия. По этой причине ИУС должны разрабатываться как автоматизированные системы управления технологическими и производственными процессами (АСУ ТПП) авиапредприятия. Функционирующая АСУ ТПП обеспечивает производственный, а не декларативный характер информации, поступающей в ИАС МЛГ ВС. В целях обеспечения задач контроля летной годности ВС минимальный набор функций ИУС должен включать в себя: планирование производственных процессов; учет основных и комплектующих изделий; подготовка производства; формирование производственных заданий; диспетчеризация производственных процессов; технолого-конструкторское обеспечение; материально-техническое обеспечение.
Совокупность перечисленных функций ИУС должна обеспечить работу интегральной функции - «управление ТОиР АТ» на уровне процесса, а не на уровне обеспечения отдельных функций (рис. 2).
Планирование Учет основных и Подготовка Формирование Диспетчеризация Технолого- Материально
производственных комплектующих производства производс твенных производственных конструкторское техническое
процессов изделии задании процессов обеспечение обеспечение
ФУНКЦИИНФОРМАЦИОНУИРАВЛЯЮЩЕИ СИСТЕМЫ
її
Электронная План Наличие Электронная
нормативно- использования КВС на Электронные Электронные Электронные эксплуатациошо-
техническая ВС складах формуляры ВС формуляры паспорта КВС техническая
информация документация
ФУНКЦИНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСИНШОРМАЦИОШПРАВЛЯЮЩЕИ СИСТЕМЫ _______________________ ____________________________
СОПРОВОЖДЕНИЕ
ТЭАТ
«УПРАВЛЕНИЕ
ТОиР»
<=
=>
КОНТРОЛЬ ЛЕТНОЙ ГОДНОСТИ ВС
КОМПЛЕКТ
ПРОИЗВОДСТВЕННО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
ДОКУМЕНТАЦИИ
ИНТЕГРАЛЬНАЯ ФУНКЦИЯЭРМАЦИОШПРАВЛЯЮЩЕИ СИСТЕМЫ
Рис. 2
Реализация интегральной функции возможна путем формирования соответствующей структуры БД и состава информации, обеспечивающих автоматическое взаимодействие электронной эксплуатационной документации (ЭЭД), электронных формуляров (паспортов) изделий АТ (ЭП), планов использования ВС, электронной нормативно-справочной информации (ЭНСИ) (рис. 2).
3. Требования к составу и формату информации
В целях оптимизации действующей в РФ структуры требований, гармонизации системы информации сопровождения процессов ТЭАТ с международными требованиями и рекомендациями, а также решения комплекса функциональных задач по предметным областям, составу и формату информации ИУС должны обеспечивать формирование интегральной модели данных о техническом состоянии ВС и процессах, связанных с производством, ремонтом и ТЭАТ (информационный образ ВС).
Структура БД ИУС и состав информации в ее таблицах должны обеспечивать ввод и обновление данных, соответствующих всем разделам «бумажных» формуляров (паспортов). Кроме указанной информации, в составе электронных формуляров (паспортов) должны быть представлены:
хорошо читаемые цифровые снимки разделов (формуляров) паспортов, используемых экспертами для подтверждения аутентичности данных изделий;
раздел «Аутентичность» с информацией о фотодокументировании пономерной документации и заключениях экспертов и изготовителя;
графическая информация, включая цифровые снимки зон и элементов конструкции ВС.
Основным предназначением цифровых снимков пономерной документации является своевременное выявление фальсифицированных формуляров(паспортов) изделий АТ и существенных нарушений их ведения;
Основным предназначением цифровых снимков зон и элементов конструкции ВС является: изучение влияния наработок и условий эксплуатации на техническое состояние конструкции ВС;
оценка эффективности устранения повреждений элементов конструкции ВС.
В настоящее время в рамках решения прикладных задач по оценке аутентичности компонентов ВС специалистами НЦ ПЛГ ВС ГосНИИ ГА разработана «адаптивная модель данных оценки аутентичности компонентов ВС» (адаптивная модель).
Адаптивная модель может быть использована в качестве основы для формирования адаптивной модели данных в своих предметных областях и интегральной модели данных системы мониторинга летной годности ВС.
1. Требования по обеспечению возможности интеграции в единое информационное пространство.
Требования по обеспечению возможности интеграции в единое информационное пространство реализуются в соответствии с Регламентом, принятым участниками ЕИП.
Регламент предусматривает способ синхронизации БД, состав информации, форматы, периодичность и каналы передачи данных.
Интеграция ИУС ТОиР АТ с ИУС изготовителей АТ реализуется на уровне электронных формуляров (паспортов) и электронной эксплуатационной документации (электронных руководств).
Взаимно согласованный состав информации определяется производственноэксплуатационными характеристиками выпускаемой АТ. Форматы информации, передаваемой в обменных файлах, определяются типом вычислительной платформы, используемых баз данных и программным обеспечением АСУ ТПП изготовителя (разработчика).
4. Требования по обеспечению контроля летноИ годности
ИУС должна обеспечивать:
Автоматизированное формирование доказательной документации при декларировании летной годности ВС для информационного обеспечения процедур увеличения ресурсов и сроков службы ВС, сертификации (инспектировании) экземпляра ВС, переводе А и КИ на эксплуатацию по состоянию и др.
Информация, содержащаяся в электронных формулярах (паспортах), должна быть представлена в виде экранных форм и распечаток как отдельных разделов, так и отчетов и сводок, утвержденных на местном, региональном, отраслевом и других уровнях.
Блокировку «ручной корректировки» разделов выходных документов, содержащих данные, хранящиеся в БД ИУС и расчетные показатели до их вывода на печать.
Интерактивный контроль жизненного цикла изделий АТ. Интерактивный контроль реализуется путем сравнения эталонных электронных формуляров (паспортов) информационного образа типовой конструкцией ВС с актуальными данными электронных паспортов (формуляров) экземпляра ВС.
Логический контроль данных доказательной документации, поступающей от участников ЕИП. Объективность предъявленной доказательной документации при необходимости должна быть подтверждена путем предъявления сформированной при помощи АСУ ТПП производственно-технологической документации (сводки о текущем и планируемом состоянии изделий АТ, разделы суточного задания, пооперационные ведомости, перечни компонентов ВС, подлежащих съему на ТО и по отработке ресурсов и т. д.), содержащей подписи специалистов, исполнителей, контроллеров и т. д., закрепленных электронной подписью.
Интерактивный контроль состояния типовой ЭТД. Интерактивный контроль ЭТД реализуется путем автоматического сравнения комплекта эталонной эксплуатационной документации (ЭЭД) с рабочим комплектом ЭТД, хранящимся в БД пользовательского модуля ИАС МЛГ ВС.
Рабочий комплект ЭТД должен содержать: полный эталонный комплект ЭЭД;
дополнительные записи по листам технических решений;
дополнительные записи, обусловленные спецификой местных условий ТО АТ.
2. Требования по открытости программного обеспечения и защите информации.
В ИУС должен быть реализован принцип автономного развития и возможность адаптации системы к специфике конкретного авиапредприятия (принцип Free Software and Open Source) путем доработки (развития) базового программного обеспечения.
Система защиты информации баз данных участников ЭИП должна исключить «On Line» доступ к внешним базам данных. Должен быть реализован метод синхронизации баз данных участников ЕИП посредством обменных файлов в соответствии с установленным регламентом.
Данный способ обеспечивает высокую степень защищенности информации, т.к. в обменных файлах передаются только изменения, происшедшие в БД между сеансами связи. Вне контекста, обменные файлы не представляют никакой информационной ценности.
Исходя из суточного производственного цикла организаций по ТО и Р АТ, минимальная рекомендуемая периодичность синхронизации БД ИУС с ЦБД ИАС МЛГ ВС составляет 1 раз в сутки. Для обеспечения авторского сопровождения ТЭ АТ и эффективного контроля летной годности рекомендуемая периодичность синхронизации баз данных 1 раз в месяц. При централизованном ведении электронной эксплуатационной документации (ЭЭД) синхронизация БД должна производится по мере внесения изменений в ЭЭД.
Не рекомендуется размещение актуальных БД ИУС авиапредприятий на удаленных серверах с «On line» доступом, т.к.:
всегда имеется вероятность лишения доступа к БД ИУС по причинам, не зависящим от авиапредприятия;
возрастает вероятность несанкционированного доступа к конфиденциальной информации;
даже при большой пропускной способности каналов связи это существенно замедляет оперативное управление производственным процессом с использованием АСУ ТПП.
Требуемые выходные формы должны быть защищены электронной подписью.
THE BASIC REQUIREMENTS TO НФОРМАЦИОННО-MANAGING SYSTEMS OF THE AIRENTERPRISES IN TASKS OF MONITORING PLANE VALIDITY
Drazdov C.A, Kirpichev I.G.
In present clause the authors consider(examine) principles of construction and general(common) requirements to нформационно-managing systems of maintenance service and repair of air engineering from a position of formation of uniform information space and информационно-analytical system of monitoring of the validity aircrafts
Сведения об авторах
Драздов Сергей Александрович, 1951 г.р., окончил РКИИГА (1978), начальник группы Научного центра по поддержанию летной годности воздушных судов ГосНИИ ГА, автор 3 научных работ, область научных интересов - информационные системы, организация и сервисное сопровождение эксплуатации воздушных судов.
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 20 научных работ, область научных интересов - информационные системы, организация и сервисное сопровождение эксплуатации воздушных судов.
