КЛАССИФИКАЦИЯ И АНАЛИЗ ЭТХ ВС
Техническая эксплуатация ВС является процессом, характеризующимся последовательной сменой технических и организационных состояний ВС после его использования по назначению и до повторного применения. Технические состояния ВС связаны с объективными закономерностями изменения технических качеств ВС как объекта эксплуатации. Организационные состояния ВС определяют субъективный процесс организации и планирования использования ВС по назначению.
Согласно определению ГОСТ 25866 техническая эксплуатация — это «…часть эксплуатации, включающая транспортировку, хранение, техническое обслуживание и ремонт изделия».
С другой стороны, ГОСТ 18322 введено понятие «система технического обслуживания и ремонта — система ТОиР», которое определяется как «совокупность взаимосвязанных средств, документации технического обслуживания и ремонта и исполнителей, необходимых для поддержания качеств изделий, входящих в эту систему».
Чтобы поддерживать эксплуатационные качества ВС в процессе эксплуатации системой ТОиР, ВС должно обладать некоторыми конструктивнотехнологическими характеристиками, определяющими его техническое совершенство в части приспособленности к контролю, поддержанию и восстановлению эксплуатационных качеств на протяжении всего срока эксплуатации ВС от начала и до списания. Эксплуатационные качества ВС принято описывать эксплуатационно-техническими характеристиками (ЭТХ), которые можно определить как «комплекс количественных и качественных показателей, характеризующих техническое совершенство конструкции ВС и его эксплуатационной документации к сохранению, поддержанию и восстановлению эксплуатационных качеств ВС в процессе его технической эксплуатации».
Следовательно, ЭТХ ВС реализуются при последовательной смене технических и организационных состояний ВС и характеризуют эффективность процессов в технической эксплуатации ВС. Поскольку процесс организации и планирования использования ВС по назначению является субъективным для каждого авиапредприятия, должны быть заданы некоторые условия реализации этого процесса для оценки ЭТХ в ходе эксплуатации ВС. Соответственно и формирование показателей ЭТХ ВС на этапах разработки и испытаний также должно производиться при некоторых заданных условиях и процедурах технической эксплуатации ВС. Поэтому формирование и оценку ЭТХ ВС необходимо производить в системе технической эксплуатации (СТЭ) ВС, представляющей «…совокупность изделий, средств эксплуатации, исполнителей и устанавливающей правила их взаимодействия документации и процессов, необходимых и достаточных для выполнения задач эксплуатации». Система ТЭ отличается от системы ТОиР включением в СТЭ процессов технической эксплуатации.
Итак, в процессе летной эксплуатации ВС реализуются его летнотехнические характеристики (ЛТХ) при выполнении полетов, а эксплуатационно-технические характеристики (ЭТХ) ВС реализуются в процессах технической эксплуатации ВС в системе его технической эксплуатации.
Элементы системы ТЭ должны быть взаимосвязаны таким образом, чтобы осуществлялись ее функционирование при минимальных затратах труда, времени и средств на подготовку ВС к полетам, сохранность между полетами и поддержание требуемых технических характеристик ВС, необходимых для обеспечения безопасности полетов и поддержания летной годности.
Эффективность системы ТЭ характеризуется рядом показателей и все из них в той или иной степени связаны с затратами труда, времени и средств на обеспечение и сохранение эксплуатационных качеств ВС.
Для обеспечения высокой эффективности системы ТЭ и в целом высокого уровня ЭТХ создаваемого типа ВС соответствующие работы должны выполняться с ранних этапов проектирования, что, к сожалению, в отечественной практике далеко не всегда имело место. Недостаточное внимание отечественных самолетостроителей к проблемам обеспечения технической эксплуатации нового типа ВС приводило, зачастую, к появлению множества конструктивных, компоновочных и схемных недостатков создаваемого типа ВС, снижавших уровень ЭТХ ВС, повышению трудоемкости ТОиР и снижению эффективности эксплуатации ВС в целом.
Только к концу 70-х — началу 80-х годов создатели авиационной техники по-настоящему повернулись лицом к проблемам обеспечения необходимого уровня ЭТХ в системе ТЭ ВС. Стали формироваться соответствующие разделы Технических заданий и Программы обеспечения ЭТХ ВС, более объемно и квалифицированно отрабатываться разделы «Система ТОиР» в Технических предложениях и Эскизных проектах ВС.
Позднее, для вновь создаваемых типов ВС стали разрабатывать Программы ТОиР, отражавшие переход на качественно новый уровень проектирования и формирования систем ТЭ с учетом реализации принципов эксплуатации по состоянию. В процессе испытаний опытного ВС было методически обеспечено и реализовано на практике определение количественных характеристик систем ТЭ, дополненное развернутой качественной оценкой уровня ЭТХ, эксплуатационной (ЭТ) и ремонтной (РТ) технологичности конструкции ВС и его составных частей, а также характеристик средств ТОиР.
Известно, что создание ВС включает несколько этапов (эскизное и рабочее проектирование, изготовление опытных экземпляров, заводские, государственные и эксплуатационные испытания), отличающихся достоверностью и полнотой исходных данных, глубиной проработки, полнотой и достоверностью полученных результатов. В связи с этим процесс формирования системы ТЭ ВС так же, как и процесс создания ВС в целом, является не только оптимизационным, но и итерационным процессом, требующим постоянного анализа и сопоставления результатов, полученных на разных этапах, сравнения ЭТХ создаваемого самолета с ЭТХ отечественных и зарубежных аналогов.
Необходимость постановки и решения оценочной и сравнительной задач потребовали разработки специальной системы показателей, использование которой позволяло бы достоверно определять характеристики системы ТЭ различных типов ВС, оценивать эффективность (в том числе и экономическую) процесса технической эксплуатации ВС в целом, а также его систем, изделий и оборудования.
Эффективность системы ТЭ и уровень ЭТ и РТ ВС принято характеризовать рядом показателей, с использованием которых:
■ разрабатывают и задают количественные требования и контролируют их выполнение при создании ВС;
■ управляют уровнем ЭТ и РТ в процессе проектирования;
■ сравнивают уровни ЭТ и РТ различных типов ВС и их составных частей;
■ собирают информацию об уровнях ЭТХ ВС и их изменениях в процессе эксплуатации.
Все показатели, используемые для оценки эффективности системы ТЭ и уровней ЭТХ ВС и их составных частей, в той или иной степени связаны с трудоемкостью и продолжительностью ТОиР, материальными затратами и включают абсолютные, удельные и относительные показатели.
К абсолютным показателям обычно относят величины трудоемкости, продолжительности и стоимости выполнения отдельных работ и видов ТоиР, такие как: средняя продолжительность выполнения к-го оперативного вида ТО (например, продолжительность транзитного ТО), средняя продолжительность выполнения 1-й плановой работы по ТО (заправка топливом, замена двигателя и т. п.), среднее время восстановления (поиска и устранения отказов и повреждений) — /В-
Последний показатель характеризует среднюю продолжительность работ по поиску и устранению причин отказов и повреждений, выявленных в полете или при ТОиР. Среднее время восстановления обычно определяют как сумму трех слагаемых: /п — среднего времени поиска причины (места) отказа, ty — среднего времени устранения причины отказа, tn Р — среднего времени регулировки после восстановления:
h = + ty + їцр — (1-1)
Из выражения (1.1) следует, что показатель /в может быть отнесен к числу комплексных показателей, так как зависит и от характеристик надежности, и от
уровня контролепригодности, и от уровня восстанавливаемости, и от уровня взаимозаменяемости.
К числу абсолютных показателей, помимо других, относятся также трудоемкость — ТР, продолжительность — /Р, стоимость — Ср и периодичность — гР выполнения заводского ремонта или контрольно-восстановительных работ. Из приведенных примеров следует, что абсолютные показатели ЭТХ ВС по существу являются характеристиками системы ТЭ, которые могут использоваться также в качестве исходных данных для расчета удельных и относительных показателей.
Относительные показатели, определяемые в виде дроби, характеризуют, как правило, долю трудоемкости основной (целевой) части работы в общей трудоемкости всей работы. Такими, например, являются следующие показатели.
Коэффициент доступности — кд, определяемый как отношение средней трудоемкости Тосн основной работы ТО к суммарной трудоемкости всех видов работ ТО, включающей и трудоемкость дополнительных работ — Тдоп по обеспечению доступа при ТО:
(1.2)
Коэффициент легкосъемности — кп и коэффициент взаимозаменяемости — кдз, структурно и по существу повторяющие коэффициент доступности, а также коэффициент загрузки — &ЗАГР исполнителей работ при ТО данного вида или формы, характеризующий степень участия отдельных исполнителей в выполнении всего комплекса работ и определяемый как отношение средней суммарной продолжительности — /исп работы отдельного исполнителя к общей продолжительности — вида (формы) ТО или работы:
(1.3)
Коэффициент загрузки характеризует приспособленность конструкции к совмещению работ по ТОиР и влияет на потребное число исполнителей:
Mien — Tu/tLk ^ЗАГР-
Основными показателями, достаточно полно и комплексно характеризующими эффективность системы ТЭ и уровень ЭТ и РТ, принято считать удельные показатели, такие как средняя суммарная удельная трудоемкость — Кт ТОиР, средняя суммарная удельная продолжительность — Кп ТОиР, средняя суммарная стоимость — Кс ТОиР. Все три показателя по существу представляют собой величину определенного вида затрат (труда, времени и средств), приходящихся на единицу выполненной работы, и рассчитываются как отношение суммарной величины затрат за некоторый период времени к суммарному налету (определяющему вместе с часовой производительностью объем выполненных перевозок) самолета за этот же период, а именно:
г
Kj = Тсум /хсум;
Кп — *сум /хсум.’ (1.5)
Кс = Ссум /хсум-
Удельные показатели обычно определяются как в целом для всего объема ТОиР, так и для отдельных его составляющих: оперативного ТО — Ат. оп. периодического ТО (регламентных работ) — Kj РР, восстановления (поиска и устранения отказов и повреждений) — Kj B, работ по восстановлению ресурса (замене в процессе эксплуатации агрегатов и блоков оборудования, выработавших свой ресурс) — А"Твр, заводского ремонта — КГ Р и контрольно-восстановительных работ — .Кт. квр, выполняемых вместо заводского ремонта при эксплуатации по состоянию.
Поскольку показатель Кс определяется главным образом затратами на заработную плату инженерно-технического персонала, пропорциональную трудоемкости ТОиР, и материальными затратами на приобретение новых изделий (запасных частей и расходных материалов), показатель Кс обычно представляют как сумму двух показателей: Ксзп — удельные затраты на заработную плату и Ке м — удельные затраты на приобретение запасных частей и расходных материалов.
Кроме рассмотренных выше показателей для комплексной оценки системы ТЭ ВС используются еще два показателя: коэффициент Кг. в — готовности к вылету и коэффициент Ку[ — исправности (или коэффициент #Пп — планируемого применения). Первый из них представляет собой вероятность того, что после проведения предполетного ТО ВС будет готов к вылету по расписанию. Второй соответствует вероятности того, что в любой момент времени нахождения на земле ВС будет в исправном или работоспособном состоянии. Коэффициент планируемого применения отличается от коэффициента исправности тем, что при его определении не учитываются простои в неисправном состоянии, вызванные ожиданием восстановления.
Рассмотренные показатели, характеризующие эффективность системы ТЭ и уровень ЭТ и РТ, являются функциями значительного числа параметров, отражающих применение ВС по назначению. К числу таких параметров, прежде всего, относятся продолжительность полета — Тп, суточный налет — хСут (налет за летный день гл. д ) и суммарный годовой налет — гГОд каждого экземпляра ВС. Средние значения этих параметров, обычно используемые при расчетах удельных показателей, связаны между собой следующими зависимостями:
ХгОД = ХсУТ Лсут г=Хп Лп ЛсУТ. Г j (1.6)
где лсут. г — число летных суток (летных дней) в году;
Лп — число полетов, выполняемых в течение летного дня.
Среднее число летных суток в году лсут. г Для удобства расчетов часто представляют как произведение среднего числа летных суток Исут в оперативном цикле на среднее число оперативных циклов ло. ц в году (под оперативным циклом понимается календарный период, ограниченный двумя последовательно выполняемыми формами оперативного ТО наибольшей трудоемкости или базового ТО).
Увеличение продолжительности полета, суточного и годового налета, как правило, приводит к уменьшению величин удельных показателей, т. е. соответствует повышению эффективности системы ТЭ. К такому же эффекту приводит и увеличение числа полетов за летный день, и увеличение числа летных дней в году или в оперативном цикле ТО.
На уровне удельных показателей благоприятно сказывается увеличение периодичности выполнения плановых видов периодического ТО (регламентных и ремонтных работ), поскольку это приводит к уменьшению числа выполнений этих видов работ и, как следствие, к уменьшению их суммарной трудоемкости и продолжительности.
Следует подчеркнуть, что наиболее эффективным путем улучшения характеристик системы ТЭ и всего комплекса ЭТХ ВС остается повышение надежности (в первую очередь, безотказности и долговечности) функциональных систем и составных частей ВС, а также повышение эксплуатационной и ремонтной технологичности, улучшающее доступность, удобство и безошибочность ТОиР.
Состав показателей, характеризующих систему ТЭ, и отдельные ее компоненты разработаны и определены нормативными документами [1,2], а назначение и условия применения показателей подробно изложены, например, в работах [3, 4, 5, 6] и в других публикациях.
Чтобы выделить показатели ЭТХ ВС из показателей его СТЭ, рассмотрим структуру количественных показателей СТЭ.
Условия оценки и формирования количественных величин показателей СТЭ показаны на рис. 1.1 на примере структуры затрат времени выполнения отдельной работы ТОиР.
Характеристика составляющих затрат времени на выполнение работы ТОиР (см. рис. 1.1) следующая.
Оперативное время /0п характеризует занятость исполнителя, определяется хронометражем работ по технологическим картам и состоит из времени выполнения основной работы и времени выполнения вспомогательных работ.
Суммарное время состоит из оперативного времени, подготовительнозаключительного времени (затрачиваемого на подготовку и приведение в порядок рабочего места, средств ТОиР, получение задания, инструктаж и т. д.), а также включает дополнительное время исполнителя на отдых и личные надобности.
Общее время включает суммарное время и время ожидания начала выполнения работы.
Корпоративное время включает общее время и накладное время на организацию и управление производством, обучение специалистов и др. непроизводительные затраты времени на ТЭ ВС по авиапредприятию в целом.
Структура показателей СТЭ, характеризующих затраты труда и средств, в целом подобна структуре времени. Следовательно, оперативные составляющие
показателей СТЭ характеризуют совершенство конструкции ВС, технологии и определяемую ими организацию труда исполнителей, а также квалификацию исполнителей. Поэтому оперативные составляющие показателей СТЭ можно считать эксплуатационно-техническими характеристиками ВС, значения которых формируются в системе ТЭ при ограничениях, установленных разработчиком ВС и нормативными документами отрасли ГА.
Корпоративное время: tj^ =to + AtA
Рис. 1.1. Составляющие времени выполнения работы ТОиР
Следует отметить, что корпоративные (см. рис. 1.1) затраты труда, времени и средств включают затраты на содержание организационных структур ТЭ, управление, материально-техническое, документационное и информационное обеспечение и т. д., которые из определения системы ТЭ входят в эту систему. Эти затраты необходимы для обеспечения выполнения процессов технической эксплуатации ВС в каждом авиапредприятии.
В табл. 1.1… 1.3 [4] приведены некоторые статистические материалы, характеризующие процессы технической эксплуатации отечественных и зарубежных типов самолетов ГА, анализ которых показал следующее.
А? р0м и Ат (табл. 1.1) — характеризуют оперативную составляющую трудоемкости ТО для отечественных самолетов и оперативную трудоемкость ТОиР в целом для зарубежных ВС.
tfT3Kcn — является обобщенной характеристикой системы технической эксплуатации парка ВС и включает общую удельную трудоемкость ТО и все накладные трудозатраты на ТО, которые в 2…3 раза превышают оперативную трудоемкость ТО.
Для различных авиапредприятий показатель К^ксп отличается в 2 и более раз.
Объем транспортной работы (табл. 1.2) определяется эксплуатантами в соответствии с производственными задачами и составляет 10-60 % годового фонда времени, причем для отечественных типов самолетов в условиях плановой деятельности авиапредприятий он составлял не более 40% времени нахождения самолетов в исправном состоянии (табл. 1.3).
Таким образом, управляемое формирование характеристик системы технической эксплуатации ВС возможно только через управляемое формирование оперативных показателей системы ТЭ, а именно: ЭТХ ВС, условий эксплуатации и процессов технической эксплуатации ВС.
Оперативные (или суммарные) значения ЭТХ ВС, выражаемые через систему абсолютных, относительных и удельных показателей ТОиР, являются основой формирования характеристик СТЭ и их адаптации к производственной деятельности каждого эксплуатанта.
В целом структура характеристик СТЭ может быть представлена в виде трех групп: ЭТХ ВС; характеристики видов и форм ТОиР; характеристики организационных состояний ВС в процессе ТЭ (табл. 1.4).
Характеристики видов и форм ТОиР определяют объемы работ ТОиР и последовательность плановых технических состояний ВС в процессе ТЭ. Эти состояния входят в систему ТЭ ВС, так как определяют организационные формы поддержания технических качеств ВС, входящих в систему ТЭ, т. е. являются внешними к ЭТХ ВС характеристиками системы ТЭ, выражаемыми через абсолютные показатели ЭТХ ВС, распределенные заданным образом по видам и формам ТОиР.
Кроме плановых состояний СТЭ ВС в авиапредприятиях ГА реализуются организационные состояния ТЭ, виды и формы которых определяются структурой ТОиР и формами организации и управления производственной деятельностью авиапредприятий. Эти состояния показаны, например, в табл. 1.3, из которой следует, что состояния, указанные в пп. 9 и 10, являются плановыми состояниями ТОиР, а указанные в пп. 5-8 и 11-19 являются организационными состояниями ВС в процессе ТЭ.
Таким образом, для формирования характеристик СТЭ необходимо кроме ЭТХ ВС определить состав, показатели и условия формирования характеристик видов и форм ТОиР и характеристики организационных состояний ВС. Поэтому формирование ЭТХ ВС объективно возможно только в системе ТЭ каждого типа ВС, так как показатели ЭТХ ВС в целом инвариантны относительно других составных частей системы ТЭ.
Следует отметить, что согласно рис. 1.1 объективными характеристиками СТЭ являются только оперативные значения показателей ЭТХ и форм ТОиР. Все остальные значения показателей СТЭ формируются в процессе реальной
Показатели систем ТОиР отечественных и зарубежных самолетов
‘Расчетная оценка “Без учета заводского ремонта (ремонтной формы) двигателей и агрегатов ‘“Без учета ремонта т0- масса пустого самолета; ^ — продолжительность транзитного ТО; т^-суточный налет ВС; гг- годовой налет ВС; |
Kjm, К^°ы, Kj, КТ р, и КТ — удельные трудоемкости (KjKcn — ТО по данным эксплуатации, К^0" — ТО по данным хронометража, К £-при ремонте, КТр — на ремонт без агрегатов, КТ — общие для зарубежных ВС, по технологическим картам).
Интенсивность эксплуатации отечественных и зарубежных самолетов
|
5, Таблица 1.3. Уровень исправности парка основных типов самолетов, эксплуатировавшихся в a/к «Аэрофлот» в 80-е годы
|
■
№ п/п |
Параметр |
Величина параметра по типам самолетов |
|||||||||
Ил-86 |
Як-42 |
Ил-76 |
Ан-12 |
Л-410 |
|||||||
1982 |
1987 |
1985 |
1987 |
1985 |
1987 |
1983 |
1986 |
1984 |
1987 |
||
1 |
Норматив исправности |
65 |
65 |
64 |
65 |
55 |
55 |
72 |
72 |
65 |
70 |
2 |
Фактическая исправность, в том числе: |
55 |
61,9 |
69,4 |
70,9 |
57,1 |
52,1 |
70,1 |
77,7 |
65 |
75,7 |
3 |
время в рейсе |
15,5 |
29,1 |
27,2 |
36,0 |
— |
26,8 |
37,3 |
36,0 |
_ |
_ |
4 |
Обеспечение вылета в базовом аэропорту: |
8,3 |
8,5 |
6,3 |
7,0 |
— |
4,0 |
3,8 |
3.7 |
_ |
__ |
5 |
в резерве |
5,2 |
2,6 |
4,0 |
2,7 |
_ |
0,7 |
2,7 |
2,9 |
_ |
— |
6 |
исправные, но не совершавшие полётов |
25,6 |
21,3 |
30,6 |
23,7 |
39,5 |
19,5 |
23,1 |
32,9 |
38 |
36,6 |
7 |
простои по метеоусловиям и из-за запретов полётов |
0,4 |
0,4 |
1,3 |
U |
1,3 |
0,6 |
3,2 |
2,8 |
1,9 |
0,7 |
8 |
Простои в неисправном состоянии: |
45 |
38,1 |
37,3 |
29,1 |
42,9 |
47,9 |
29,9 |
22,3 |
35 |
24,3 |
9 |
на техническом обслуживании |
19,1 |
12,9 |
13,7 |
14,0 |
13,8 |
11 |
8,7 |
10 |
8,8 |
6,2 |
10 |
на ремонте |
— |
_ |
_ |
1,1 |
13,3 |
13,5 |
5,9 |
3,7 |
9,5 |
6,1 |
11 |
в ожидании ремонта |
— |
_ |
— |
— |
— |
0,1 |
0,1 |
0,3 |
0,3 |
0,4 |
12 |
иа восстановлении после повреждения |
— |
0,9 |
3,0 |
1,3 |
2,0 |
2,9 |
3,2 |
1,9 |
1,4 |
0,9 |
13 |
из-за отсутствия запчастей |
и |
4,4 |
0,1 |
0,7 |
4,9 |
1,1 |
2,2 |
3,2 |
7,1 |
6,1 |
14 |
из-за отсутствия авиадвигателей |
2,6 |
11,6 |
— |
0,5 |
2,9 |
13,5 |
0,2 |
0,4 |
4,1 |
0,9 |
15 |
на доработках по бюллетеням |
1,72 |
5,9 |
— |
4,2 |
1,3 |
4,1 |
8,7 |
0,6 |
0,7 |
0,3 |
16 |
из-за рекламаций промышленности |
4,7 |
2,2 |
20,5 |
6,2 |
2,8 |
1,4 |
0,2 |
0,3 |
4,6 |
2,6 |
17 |
из-за рекламаций АРЗ |
— |
_ |
_ |
0,5 |
1,9 |
0,4 |
0,7 |
1,6 |
0,4 |
0,3 |
18 |
на расследования лётных происшествий |
0,3 |
0,2 |
_ |
0,6 |
_ |
_ |
_ |
_ |
0,1 |
0,5 |
19 |
в ожидании списания |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
0,3 |
— |
— |
Основные характеристики технической эксплуатации ВС
|
|
4. Ремонт
Тк, Трр, Трф — трудоемкость капитального, регламентированного ремонта и ремонтной формы;
tK, fpP, <Рф — продолжительность ремонта
производственной деятельности эксплуатантов, имеют корпоративный характер и отражают субъективные показатели организации производственной деятельности эксплуатанта.
С другой стороны, характеристики СТЭ, связанные с ЭТХ ВС, реализуются в конкретных условиях эксплуатации ВС и организационных структурах авиапредприятий, характеристики которых являются также и характеристиками системы технической эксплуатации ВС. Таким образом, через формирование оперативных значений ЭТХ ВС и их реализацию при заданной структуре видов и форм ТОиР (в конкретных условиях эксплуатации ВС и принятой организации планирования процессов ТЭ) решается и задача формирования характеристик СТЭ данного типа ВС в каждом авиапредприятии и по парку в целом.
Решение указанных задач требует конкретизации основных положений системы ТЭ ВС гражданской авиации как условий и ограничений на формирование ЭТХ ВС.