УДК 629.7.017.1.621.396.6
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ БОРТОВОГО РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
В. В. Шишкин, Ю. В. Романов, В. А. Мишин
Рассмотрена проблема повышения эффективности обеспечения безотказности бортового радиоэлектронного оборудования на основе комплексного анализа жизненного цикла изделия. Рассматриваются методы и инструментальные средства, используемые для повышения эффективности процесса и интеграции работ по обеспечению безотказности в процессе жизненного цикла.
Ключевые слова: безотказность, бортовое радиоэлектронное оборудование, жизненный цикл изделия, корректирующие и предупреждающие действия, информационно-аналитическая система, продукционно-фреймовая модель.
Бортовое радиоэлектронное оборудование (БРЭО) современного летательного аппарата (ЛА) состоит из большого числа сложнейших систем, приборов и устройств самого различного назначения и принципов действия, связанных между собой многочисленными коммуникациями. Основу комплекса бортового радиоэлектронного оборудования составляют радиоэлектронные системы, в состав которых входят десятки датчиков, базирующихся на барометрическом (приемники воздушного давления), аэродинамическом (датчики углов атаки и скольжения), гироскопическом (датчики углов тангажа, крена, рыскания и угловых скоростей относительно всех трех осей) и инерционном (акселерометры) методах определения режимов полета.
Современный период развития бортового радио -электронного оборудования можно характеризовать следующими аспектами:
— значительное усложнение решаемых задач, приводящее к увеличению сложности бортовых комплексов, широкому применению новых материалов, конструктивно-технологических решений, увеличению трудоемкости проектирования и изготовления комплексов;
— широко развитая кооперация предприятий-изготовителей комплектующих изделий бортовых комплексов (их число достигает нескольких сотен);
— непрерывная модернизация бортового оборудования, связанная с постоянным развитием технологий и увеличением объема решаемых задач;
— постоянное повышение требований контрактов на поставку БРЭО в части обеспечения его безотказности.
Все вышесказанное обусловливает актуальность разработки моделей, методов и инструментальных средств обеспечения безотказности на всех этапах жизненного цикла изделия, системно интегрированных в единое проектно-информационное пространство предприятия, опирающихся на концепции CALS технологий и учитывающих специфику отечественных государственных и отраслевых стандартов и утвержденных бизнес-процессов. Их разработка и внедрение позволят не только обеспечить мировой уровень сопровождения систем авионики, но и существенно повысить как качество самих систем, так и эффективность процессов их разра-
ботки, производства и эксплуатации. Это выразится в улучшении таких показателей, как затраты на систему контроля уровня безотказности, время выявления причины отказа, время разработки корректирующих и предупреждающих мероприятий, эффективность самих корректирующих и предупреждающих действий (КД и ПД).
Рассмотрим более подробно процесс обеспечения безотказности бортового оборудования. Основными видами работ по обеспечению БРЭО традиционно являются [1]:
— обоснование требований к безотказности изделия в целом и распределение этих требований по его составным частям;
— расчет (прогнозирование) безотказности изделия, исходя из принятых схемно-конструктивных решений, режимов и условий применения;
— экспериментальная отработка и испытания изделия на надежность (безотказность) для условий и режимов, наиболее полно соответствующих условиям реальной эксплуатации;
— анализ принятого технологического процесса и контроль важнейших технологических операций с точки зрения обеспечения изготовления изделия с заданными показателями безотказности;
— анализ принятых правил эксплуатации изделия, эксплуатационных и ремонтных документов, а также контроль правильности использования техники и выполнения операций технического обслуживания и ремонта в процессе эксплуатации с точки зрения обеспечения заданной безотказности изделия;
— контроль фактического уровня безотказности изделий при эксплуатации.
Рассмотренные выше виды работ определяют состав работ по обеспечению безотказности БРЭО в процессе его жизненного цикла (ЖЦ). Проведенный комплексный анализ работ по обеспечению безотказности позволил сформировать следующее их распределение по этапам ЖЦ (см. рисунок).
Все работы по обеспечению безотказности БРЭО, эксплуатируемого по техническому состоянию (без плановых ремонтов), целесообразно распределить по трем разукрупненным этапам ЖЦ: научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР); серий-
ное производство; эксплуатация. Все указанные виды работ на каждом этапе формируют интегрированный в процессы этапа комплекс работ. Исходными данными для работ по обеспечению безотказности каждого этапа являются процессы этого этапа и разрабатываемая документация. В процессе реализации этих работ вносятся уточнения в проект, которые реализуются в рамках проекта в виде откорректированных процессов и документации и повторно оцениваются с точки зрения обеспечения безотказности. Этот процесс продолжается до тех пор, пока результаты проекта не достигнут уровня, удовлетворяющего требованиям по безотказности соответствующего этапа. Таким образом, формируется замкнутый цикл обеспечения безотказности в рамках отдельного этапа ЖЦ.
Часто для обеспечения безотказности, удовлетворяющей требованиям этапа, необходима корректировка не только процессов и документации данного этапа, но и корректировка предыдущих этапов. Это формирует обратную связь с предыдущими этапами в рамках ЖЦ БРЭО. Таким образом, проведенный анализ показывает, что процесс обеспечения безотказности БРЭО является сложным, комплексным и затрагивает все этапы ЖЦ, а эффективность его реализации во многом зависит от информационной поддержки.
Проблемам информационного обеспечения безотказности был посвящен ряд докладов конференции "Обеспечение безопасности полетов и поддержка эксплуатации гражданской и государственной авиации со стороны авиационной промышленности Российской Федерации. Основные проблемы и пути решения", которая состоялась в рамках авиасалона МАКС-2009 [2]. В этих докладах была также отмечена необходимость совершенствования системы информационной поддержки вопросов безотказности. При этом отмечалось, что для разработчиков БРЭО ключевыми критериями при выборе программных средств становятся простота внедрения, результативность и доступность.
В последние годы бурно идет процесс внедрения различных программных комплексов на авиационных предприятиях. В настоящее время на рынке программных продуктов представлен ряд инструментальных средств, применяемых для обеспечения безотказности [3]. Их можно разделить на следующие классы:
— системы, позволяющие проводить оценку безотказности, логико-вероятностный анализ надежности и безопасности технических систем;
— системы сбора информации об отказах, анализа отказов и разработки корректирующих действий;
— системы сбора данных об эксплуатации изделий.
Обеспечение безотказности БРЭО в процессе его ЖЦ:
ТЗ — техническое задание; ТО — техническое обеспечение
26 _ввпвогв & Буагетв • № 4.2010
Однако данные системы не позволяют в комплексе управлять процессами обеспечения безотказности, так как они не охватывают весь ЖЦ БРЭО, а следовательно, их влияние на эффективность обеспечения безотказности ограничено.
Для комплексного решения этих задач необходима информационно-аналитическая система, позволяющая повысить эффективность процесса обеспечения безотказности за счет:
— комплексного анализа информации, необходимой для информационной поддержки процесса обеспечения безотказности, и разработки на его основе корректирующих и предупреждающих действий;
— использования при реализации новых проектов информации о проведенных корректирующих и предупреждающих действиях и их результативности.
Для эффективной реализации поставленных целей информационно-аналитическая система должна обладать следующими функциями:
— осуществлять сбор и накопление информации, необходимой для информационной поддержки процесса обеспечения безотказности, в структурно-смысловом виде; полученная информационная база должна содержать различные конструкторские, технологические, производственные, эксплуатационные данные от различных участников жизненного цикла (разработчик БРЭО, изготовитель БРЭО, поставщик БРЭО, изготовитель ЛА, эксплуатирующие организации, организации технического обслуживания и ремонта), учитывающие все события, происходящие с БРЭО в процессе ЖЦ (выпуск, поставка, ввод в эксплуатацию в составе ЛА, рекламации, отказы, ремонты, продления ресурса и т. д.);
— проводить комплексный автоматизированный анализ информации с целью выявления причин отказов и разработки корректирующих и предупреждающих действий, позволяющих управлять процессом обеспечения безотказности на всем ЖЦ;
— оценивать эффективность разработанных корректирующих и предупреждающих действий;
— структурировать схемно-конструктивные и производственно-технологические решения, влияющие на безотказность, по заложенным критериям с целью обоснования возможности их использования в новых проектах.
Конструктивным методом для построения данной системы является ее построение на базе PDM-систем, внедряемых и использующихся на большинстве предприятий приборостроения, что позволит уменьшить трудоемкость ее внедрения и интегрировать процесс обеспечения безотказности в проектно-информацион-ное пространство предприятия.
PDM-система для всех участников ЖЦ изделия выступает в качестве средства интеграции всего множества используемых прикладных компьютерных систем (САПР, АСУП и т. п.) путем аккумулирования поступающих от них данных в логически единую модель на основе стандартных интерфейсов взаимодействия [4].
Проведенный анализ показал, что представленные в настоящее время на рынке PDM-системы отличаются широкими функциональными возможностями, наличием интерфейсов к различным САПР, универсальностью, невысокой стоим
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.