Сбор сведений о неисправностях авиационных. систем и результатах контроля их параметров

Совершенствование авиационной техники и методов ее обслуживания в настоящее время невозможно без систематического анализа изменения состояния авиа­ционных систем в процессе их эксплуатации. Такой ана­лиз выполняет роль обратной связи, позволяющей оце­нивать эффективность. проводимых промышленностью и личным составом Гражданской авиации мероприятий для систематического повышения надежности самоле­тов и обеспечения безопасности полетов. Работу раз­личных организаций при проведении анализа регламен­тирует ГОСТ ‘«Междуведомственная система сбора, распределения и реализации информации о надежно­сти», являющийся составной частью комплексной сис­темы контроля качества.

Министерство-потребитель собирает в своих подраз­делениях и передает министерствам-поставщикам, пред­приятия которых изготовляют эксплуатируемую в Граж­данской авиации технику, первичную информацию о на­дежности. Она включает данные о неисправностях, от­казах и наработке конкретных изделий, получаемые по результатам их испытаний и эксплуатации. По приня­тым в настоящее время правилам первичное сообщение имеет единую форму для отказов любого элемента ЛА. Нет различий в сборе данных о надежности комплек-

Рис. 6.1. Схема обмена информацией о надежности авиационной техники

тующих изделий или изделий завода-поставщика ЛА. В любом первичном сообщении об отказе даются номер и наработка ЛА, на котором возник отказ.

Единичные сообщения о надежности авиатехники представляют собой «Карточки учета неисправностей авиатехники» фсм. рис. 4.3). Такая система сбора дан­ных позволяет следить в эксплуатации за каждым номе­ром ЛА и тем самым делает ненужными какие-либо сводные первичные сообщения о наработке. Дополняет­ся она только срочными сообщениями об особо опасных неисправностях, приводящих к предпосылкам к авиаци­онным происшествиям.

Распределение первичной информации о надежности между подсистемой потребителя и подсистемами мини­стерств осуществляется путем передачи первичных сооб­щений. Сообщения последовательно проходят подсисте­му гражданской авиации, подсистему Министерства авиационной промышленности, подсистемы промышлен­ных министерств-поставщиков составных частей авиа­ционной техники и, наконец, подсистемы министерств — поставщиков комплектующих элементов. Один из воз­можных вариантов обмена информацией о надежности авиационной техники приведен на рис. 6.1.

Информацию об отказах авиатехники должно анали­зировать прежде всего эксплуатационное предприятие. После проведенного анализа оформляется типовая. кар­точка и высылается в адрес головной организации граж­данской авиации, где проводится анализ надежности по типам самолетов или по авиапредприятиям. От голов­ной организации данные передаются на предприятия — разработчики и предприятия-изготовители изделий авиа­ционной техники многих министерств-поставщиков со­ставных частей и комплектующих элементов.

Множество заинтересованных организаций накапли­вают информацию об отказах авиатехники в своих архивах, куда поступает, как правило, лишь часть дан­ных. И только головные организации министерства-по­ставщика и министерства-потребителя обладают архива­ми, содержащими информацию о всех неисправностях, имевших место за несколько лет. ‘Необходимость ана­лиза в головной организации всех сообщений объясня­ется тем, что ей приходится удовлетворять запросы широкого круга потребителей. Обмен информацией с этими потребителями и предприятиями промышленности осуществляется с помощью обобщенных сообщений, содержащих общее число обнаруженных неисправно­стей, их распределение по составным частям и комплек­тующим элементам, данные о показателях надежности и перечни элементов, лимитирующих надежность.

Подразделения, эксплуатирующие авиатехнику и по­ставляющие информацию о ее неисправностях, располо­жены по всей стране. Предприятия, причастные к раз­работке авиационной техники и использующие инфор­мацию о неисправностях для повышения ее надежности, находятся от них достаточно далеко. При использовании для пересылки информации почтовой связи запаздыва­ние в каналах обмена достигает нескольких месяцев. Уменьшить это запаздывание можно, если автоматизи­ровать обмен информацией между подсистемами сбора и обработки данных о надежности министерства-потре­бителя и министерств-поставщиков, а также внутри этих подсистем. Тогда хранение всех первичных, обоб­щенных и итоговых сообщений о надежности осущест­вляется в памяти ЭВМ, а обмен между машинами реа­лизуется по каналам связи или путем обмена магнитны­ми лентами. Такая практика принята ‘во многих отрас­лях, в связи с чем роль головной организации в них выполняют главные или отраслевые информационно — вычислительные центры.

Переход на автоматизированную обработку инфор­мации о неисправностях вызван был также огромным ростом трудозатрат на систематизацию первичных сооб­щений на тех предприятиях, где общее их число в архи­ве превышает несколько десятков тысяч. Специализиро­ванные информационно-вычислительные системы (ИВС), решающие задачи анализа сообщений о надежности авиатехники, созданы и работают ;в ряде головных организаций промышленных министерств, ГосНИИ ГА и в крупных авианредприятиях (территориальные уп­равления ГА). Эти авиа пр ед при яти я и первичную ин­формацию о неисправностях пересылают в головную организацию МГА не в виде карточек, а на магнитных лентах.

Все, что говорилось о системе сбора и обработки сведений об "отказах авиатехники, применимо’ и к систе­ме сбора информации об изменении технического состоя­ния ЛА и их оборудования. Поскольку необходимость постоянного контроля параметров авиационной техники

выявилась лишь в последние годы в связи со стремле­нием перейти на эксплуатацию по состоянию, система сбора и анализа информации о состоянии ЛА находит­ся и стадии становления. Поэтому пока нет и ГОСТов, определяющих ее облик. Потребителей сведений о со­стоянии авиатехники также очень много. Это и эксплуа­тационные предприятия гражданской авиации, и руко­водство инженерной службы отрасли, и предприятия — изготовители. Чтобы удовлетворить все их запросы, создается специальная ИВС по контролю состояния авиационной техники на базе ЭВМ, соединенных линия­ми автоматизированной связи. Эта ИВС станет одной из подсистем автоматизированной системы управления гражданской авиацией.

В настоящее время источником сведений о состоя­нии авиатехники являются специальные карты регист­рации параметров, куда записываются значения пара­метров авиационной техники, полученные при ее конт­роле в процессе регламентных работ или в воздухе. Так, для ряда отечественных двигателей разработаны методики контроля технического состояния по результа­там анализа тенденций изменения основных параметров двигателя, зарегистрированных в полете. В каждом полете на установившемся крейсерском режиме пара­метры двигателя регистрируются экипажем, записыва­ются в специальную карту контроля параметров и сда­ются в производственно-диспетчерский отдел АТБ, а также в специальные подразделения, где проводится их обработка на ЭВМ. Зарегистрированные значения тер­могазодинамических параметров используются для диагностического анализа и расчетов выработки ресур­са основными критическими элементами конструкции двигателя. Сведения из карт выписывают и передают по почте в организации, ведущие наблюдение за состоянием техники с целью установления ресурса. Другой вариант сбора этих сведений заключается в передаче их с помо­щью специальных формализованных телеграмм, непо­средственно вводимых в память ЭВМ со стандартной перфоленты. Оба варианта — переходные. Решение проблемы состоит в автоматизированной передаче дан­ных контроля, первичным источником которых должны быть не карты регистрации параметров, а непосредст­венно результат измерения параметра в цифровой форме, вводимый в память ЭВМ. Соответствующие сис­темы уже ‘применяются в гражданской авиации при расшифровке и запоминании результатов контроля ра­боты авиатехники в полете с помощью бортовых регист­раторов.

Современные регистраторы контролируют десятки параметров наиболее жизненно важных агрегатов и сис­тем самолета. В ближайшие годы с их помощью можно будет получать достаточную информацию, чтобы харак­теризовать состояние любого агрегата. Уже сейчас в комплексах расшифровки записей бортовых регистрато­ров применены достаточно мощные ЭВМ. Их выходные цепи можно состыковать с каналом связи для передачи результатов эксплуатационного контроля в ЭВМ диаг­ностического центра при ведущей АТБ [14]. Примером такой системы является система «МСРП-Луч-ЭВМ» [19]. Ввод данных в ЭВМ осуществляется в ней с перфолен­ты, полученной с выхода комплекса расшифровки.

Планируется в будущем перейти на использование межпроцессорной связи с ЭВМ диагностического цент­ра. Обработка данных в этих ЭВМ позволит практиче­ски решить проблему управления эксплуатацией в зави­симости от состояния самолетов. Появится возможность изменить ресурс или назначить какие-то профилактиче­ские проверки и регулировки тем конкретным агрега­там, параметры которых проявляют тенденцию к выхо­ду за поле допуска. При анализе тенденций изменения технического состояния в ЭВМ диагностического центра должны применяться алгоритмы, приведенные в гл. 2 и 3. Для АСУ эксплуатацией авиатехники по состоянию они и отрабатывались.

Поскольку обрабатывают и используют информацию об отказах и состоянии авиатехники десятки разнород­ных организаций, возникает проблема отработки формы первичного сообщения, которая удовлетворяла бы весь­ма различные интересы. Так, при использовании инфор­мации об отказах в эксплуатационных предприятиях гражданской авиации стремятся проанализировать на­рушения правил эксплуатации авиатехники, чтобы отра­ботать мероприятия, исключающие повторение таких нарушений. Для обеспечения этой работы необходимо иметь в первичном сообщении об отказе информацию о характере допущенной ошибки, условиях, способст­вующих ее совершению, квалификации лица, допустив­шего нарушение, его подготовке и т. д.

Все перечисленные данные будут лишними, когда то же самое первичное сообщение будет анализироваться на предприятии-изготовителе. Зато предприятию-изгото — вителю, задача которого сводится к установлению при­чин выхода объекта авиатехники из строя и устранению недостатков технологического процесса его изготовле­ния, понадобятся данные о дате выпуска, подробном описании дефекта с указанием чертежного номера отка­завшей детали, наработке объекта на различных режи­мах, последовательности изменения режимов его рабо­ты и т. д. Все эти данные окажутся лишними для кон­структора ЛА в целом или эксплуатирующей организа­ции, требования которых сводятся к тому, чтобы агре­гат отказывал не чаще, чем раз в несколько тысяч часов.

Первичное сообщение о неисправности, удовлетворя­ющее пожеланиям всех потребителей, будет выглядеть как брошюра, заполнение которой в условиях эксплуа­тирующих подразделений потребует слишком больших трудозатрат. Поэтому при отработке формы первичного сообщения приходится идти на компромисс между ин­формативностью и затратами на сбор сведений. Фор­мальная постановка и решение соответствующей ком­промиссной задачи и завершит данный параграф. Зада­ча эта сводится к максимизации ценности информации первичного сообщения при ограниченных располагаемых трудозатратах на его составление в эксплуатирующих предприятиях гражданской авиации и ограничениях на объемы машинного носителя, на который будут перене­сены данные. первичного сообщения.

Введем следующие обозначения:

Т= {Т, Т2,…, Тґ) — исходный набор реквизитов, из которых необходимо составить форму первичного сооб­щения;

Pk{Tj) — мера ценности информации /-го рекви­зита;

PhiJ*) — общая ценность информации первичного сообщения, содержащего набор реквизитов T*=TjXj);

1, если >/-й реквизит включен в форму сообщения;

О во всех остальных случаях;

С {Ті) — средние трудозатраты в эксплуатирующей организации на поиск данных для заполнения /-го рек­визита и запись их;

C2(Tj) — число знаков, затрачиваемых на кодиро­вание содержания /-го реквизита;

С ip — допустимое значение трудозатрат на составле­ние первичного сообщения;

С2р — число знаков на машинном носителе, отводи­мых для записи информации первичного сообщения в ЭВМ.

В принятых обозначениях задача выбора тех рекви­зитов, которые должны войти в форму первичного сооб­щения, сводится к максимизации функционала

j

Рк{Т‘)-=^ри{Т,)х,. (6.4)

/’= і

При этом необходимо учитывать ограничения:

j

C. pSs 2 Ci{Tj)x}- (6.2)

/=і

j

C2P^^1,C2(Tj)xj. (6.3)

/ = і

Задача (6.1), (6.2), ‘(6.3) относится к классу задач це­лочисленного линейного программирования, которые могут быть решены с помощью специальных пакетов прикладных программ.

Не останавливаясь на весьма специфических трудно­стях решения подобных задач, обратимся к не менее интересным вопросам наполнения обозначений в (6.-1) — (6.3) реальным содержанием. Общее число реквизитов J в карточке неисправностей ограничено заданным раз­мером ее (стандартный формат А4) и необходимостью иметь специальные поля для кодирования, чтобы обеспе­чить непосредственный ввод данных с карточки в ЭВМ. Эти условия не позволяют расположить в первичном документе больше, чем 60—60 реквизитов. Поскольку нужны очень подробные сведения об условном наимено­вании, заводском — номере и т. д., то они в карточке за­нимают несколько реквизитов — отдельно для самоле­та, двигателя и агрегата. Таким образом, число наиме­нований реквизитов J, которое определяет размерность задачи целочисленного линейного программирования (6.1) —(6.3), должно быть около 40. Если рассматри­вать систему сбора сведений об отказах, -непосредствен­но влияющих на безопасность полетов, то число I будет

на порядок больше, так как первичное сообщение о та­ких отказах можно представить себе в виде брошюры, как это принято, например, в ИКАО.

Мера ценности информации /-го реквизита может быть определена опросом экспертов, присваивавших каждому из івозможньіх пунктов первичного документа коэффициент предпочтения ЩТj). По сути дела, это осредненный номер позиции в ранжированном ряду, построенном из исходного набора Т=(Т, Т2,. . . , Tj) реквизитов. По накопленному опыту использования той или иной информации, имеющейся в реальном первич­ном сообщении, меру ценности можно уточнить. Так, проанализировав все запросы к системе обработки ин­формации о неисправностях в головной организации гражданской авиации, легко вычислить частоту P(Tj) обращения к /-му реквизиту при анализе надежности. Таким образом, в качестве критерия меры ценности при­нимаем Pk(Tj) = К(Tj)Р (Tj).

Цифровые значения величин, вхоящих в эту форму­лу, для ряда реквизитов формы первичного сообщения, приведенного на рис. 4.3, даны в табл. -20. Уже простой анализ третьей и четвертой граф этой таблицы позво­ляет сделать вывод о том, что мнение экспертов, не до­полненное характеристикой P(Tj), не должно быть един­ственным аргументом при назначении формы первич­ного сообщения. Эксперты правильно оценивают необ­ходимость описания причин возникновения отказа, по­ставив реквизит Т25 на высокое ’20-е место по предпочти­тельности. Однако в реальных сообщениях об отказах причина указывается редко, так как правильно опреде­лить ее в условиях эксплуатационного предприятия гражданской авиации очень трудно. Поэтому те, кто использует сведения о надежности, не доверяют инфор­мации реквизита Т25- Это находит свое отражение в частоте 0,61 % появления вопросов о причине неисправ­ности в запросах, отрабатываемых реальной информа­ционной системой. Общая мера ценности реквизита Газ получается невысокой. Наоборот, при анализе надеж­ности часто нужно знать поток отказов, т. е. какова наработка между отказами. Это находит свое выраже­ние в высокой частоте появление вопросов по реквизиту Т17. Однако эксперты отводят наработке после послед­ней неисправности одно из самых низких мест в ряду по предпочтительности. Это предопределило изъятие соот — 13* 195

Таблица 20 «Я 2 и о й ш ^ w а; О) 5! Я § е я Реквизит н о? я я <» д к <и g Н а о* ■&§ •&Ц Ф £> А о. ^ е . « iS СЗ Л еэ £ S о сч fc; Д та О сг в а Е- О Si IS 1S s Ф Q д Си cf И Шдк g-й я к ев а и Й Я «Ч а а а) § со в ч g Число знаков в коде при запи­си в ЭВМ £ g ф 1 §■ §§ at g1 ф S в Я * Ж к 2 3 4 5 6 7 8 і Дата обнаружения не­исправности 22 3;36 74 10, но 4 1—4 2 Организация-владелец (авиапредприятие) 18 4)15 175 0,j2!0 4 17—20 3 Вид оборудования 16 1,07 17 0)018 1 12 4 Назначение ВС 6 0,-21 12 19,16 1 80 5 Ответственный за от­каз 15 3,91 159 О,’25 2 6—16 6 Этап обнаружения 13 3,77 49 0,10 2 7—8 7 Последствия 14 4,50 63 0,10 1′ 9 8 Способ устранения 11 3,44 ■зв 0,10 2 10—11 9 Принятые меры 3 4,36 1,3 0)80 2 10 Дата у-стаиов’ки 5 3,97 20 .1,00 4 11 Тип ВС (двигателя, агрегата) 29 8,56 ОО ^ «гчф 0,16 4 (X 3) 21- 24 12 Завод-изготовитель 21 1)53 ■32 0,70 6(Х’3) 52—57 13 Заводской номер 27 3,34 190 0,85 9.(ХЗ) 25—З’З 14 Наработка с начала эксплуатации 28 3,07 186 1,00 4,(ХЗ) 34—37 15 Наработка после пос­леднего ремонта 23 3,89 89 1,90 4(Х’3) 38—41 16 Наработка после пос­ледних ПРР 1 1,6,7 2 2,ОТ З(ХЗ) 17 Наработка после пос­ледней неисправности 2 8,®1 17 6,20 З-(ХЗ) 18 Дата выпуска 12 2,08 125 0)50 4 (ХЗ) 42—45 19 Код авиаремонтного завода 17 1,98 зв 1,25 4 (ХЗ) ,13—16 20 Дата ремонта 10 2,29 23 1,00 4 (ХЗ) 21 Число ремонтов 4 1,66 7 1,00 2 50—61 22 Адрес неисправности (система, подсистема, агрегат, деталь) 26 7,17 186 в,’5Юі ■ 11 58—68 23 Внешнее проявление отказа 24 ‘3,23 77 2,010 4 69—72 21 Характер, сущность отказа 25 ‘3,68 92 4,СЮ 4 70—7,6 25 Причины или факторы 20 0)01 12 4,СЮ 5 26 Условия возникновения 8 1,75 14 8,СО 3 27 Время поиска отказа 7 И,94 14 1,00 3 28 Время устранения от­каза 9 2,01 23 1,00 3 77—79 29 Трудозатраты на уст­ранение отказа 19 6,70 *1218 2,00 4(Х’2) 46—49

ветствующего реквизита из формы карточки учета неис­правностей. Компенсируется такое решение тем, что в ИВС значение Т17 можно восстановить сравнением со­общений с одинаковым значением реквизита Т]3.

В шестой графе табл. 20 приведены средние затра­ты времени инженерно-технического состава на оформ­ление каждого реквизита в карточке учета неисправно­стей. Эти сведения получены статистической обработкой результатов специального хронометрирования работы по сбору информации о неисправностях в нескольких авиапредприятиях. При хронометрировании учитывали не только время на оформление записи в карточке, но и время поиска необходимых данных в документации,, а также время на обдумывание самой формулировки уже после того, как инженерный анализ неисправности выполнен. Например, большие затраты на заполнение реквизита Т26 связаны с необходимостью указать высо­ту, скорость, характер рейса при возникновении не­исправности, что требует ознакомления с документаци­ей на полет, которой нет в инженерной службе.

Число знаков на машинном носителе, отводимое для записи информации одного реквизита С2(Г3-), при­нималось таким, каким оно установлено в ныне дейст­вующих ИВС организаций МГА и министерства-постав­щика ЛА. Поскольку для большинства потребителей информации интересны сведения об отказе конкретного образца, будем считать, что в память ЭВМ заносятся данные’ об условном наименовании, заводском номере или для ЛА, или двигателя, или агрегата. Только в ин­формационных системах головных организаций сведения по реквизитам Гц — Т21 записываются полностью.

Основной способ ввода информации с первичного’ сообщения в память ЭВМ — набивка кодов, соответст­вующих реквизитам Ти Т2,. . . , TJt на перфокарты. Удобно для организации ввода установить такой поря­док, чтобы на одну перфокарту переносились сведения одного первичного сообщения, или, если это невыполни­мо, чтобы одно сообщение размещалось на целом числе перфокарт. Такое требование задает величину С2р = 80′ в ограничении (6.3), так как на стандартной перфокар­те можно пробить 80 символов.

Еще более важно ограничение (6.2). Чем больше число Cip, тем больше труда инженерно-технического» персонала потребуется на обеспечение информацией;

всех предприятий и организаций, заинтересованных в анализе надежности. Если включить в карточки учета неисправностей все 29 наименований реквизитов, то потребуется ~45 мин на составление каждого первич­ного сообщения. Варьируя значение Cv от 10 до 40 мин с шагом 5 мин, получим семь вариантов решения зада­чи (6.1) — (6.3) и, следовательно, семь вариантов кар­точки учета неисправностей. В каждом из этих семи ва­риантов будет свой набор реквизитов и получится своя общая щенность информации ри(Т*), содержащейся в первичном сообщении. Причем ценность будет макси­мальна при ограничении Ср. Если отнести рк{Т*) к суммарной ценности сообщений всех 29 реквизитов, то получим, что при затратах времени 10, 15, 20, 25, 30, 35 и 40 мин относительная ценность информации в карточ­ке учета неисправностей составит 0,79, 0,84, 0,93, 0,97, 0,983, 0,99 и 0,992. Окончательное решение о включении в карточку учета неисправностей тех или иных рекви­зитов зафиксировано в Руководящих нормативно-техни­ческих документах. Оно предусматривает следующие варианты:

заполнение учетной формы в объеме старой карточки учета, т. е. реквизитов, приводимых в табл. 20, кроме Г9, Ті о, Тіб, Т17, Т2 о, Т2 5, Г26, Т27. На составление такой карточки затрачивается ~25 мин. Всю информацию, содержащуюся в ней, можно записать на две перфокар­ты. Если требуется иметь в памяти ЭВМ данные об условном наименовании и заводском номере только по отказавшему агрегату (самолету или двигателю), то информация, содержавшаяся в карточке, может быть перенесена на одну перфокарту. Номера позиций на перфокарте, в которых записаны реквизиты Т,-, приве­дены в последней графе табл. 20;

на эксплуатационных предприятиях, где внедрена система автоматизированной обработки информации, дополнительно обязательно указывают чертежные номе­ра агрегата, блока или узла.

Вся информация в карточке кодируется, вводится зз ЭВМ и высылается в адрес головной организации МГА на магнитной ленте;

все остальные реквизиты заполняют, если соответ­ствующие записи есть в карте-наряде, бортовом журна­ле и ведомости дефектоскопии.