автореферат диссертации по транспорту, 05.22.14, диссертация на тему:Метод формирования процедур поддержания летной годности воздушных судов при технической эксплуатации

На правах рукописи

АЛЕКСАНЯН АРМЕН РАЗМИКОВИЧ

МЕТОД ФОРМИРОВАНИЯ ПРОЦЕДУР ПОДДЕРЖАНИЯ ЛЕТНОЙ ГОДНОСТИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ ПРИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специальность 05.22.14 - Эксплуатация воздушного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

00553866» 21 НОЯ 2013

МОСКВА -2013

005538668

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный технический университет гражданской авиации (МГТУ ГА) на кафедре «Техническая эксплуатация летательных аппаратов и авиадвигателей»

доктор технических наук, проф., профессор кафедры технической эксплуатации летательных аппаратов и авиационных двигателей МГТУ ГА Ицкович Александр Абрамович

доктор технических наук, проф., главный научный сотрудник научно-исследовательского центра эксплуатации и ремонта авиационной техники 4-го Центрального научно-исследовательского института Минобороны России Мусин Сергей Миргасович

кандидат технических наук, ведущий инженер-инспектор Департамента управления безопасностью полетов авиакомпании Открытого акционерного общества «Аэрофлот - Российские авиалинии» Кармызов Максим Валерьевич

Федеральное автономное учреждение "Государственный центр «Безопасность полетов на воздушном транспорте»

Защита состоится " 19 " декабря 2013 года в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 315.002.01 на базе Федерального государственного унитарного предприятия Государственный научно - исследовательский институт гражданской авиации (ФГУП ГосНИИ ГА) по адресу: ул. Михалковская, дом 67, корп.1, г. Москва, 125438

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП ГосНИИ ГА Автореферат разослан " 12 " ноября 2013 г.

Отзывы на автореферат просим направлять в двух экземплярах заверенные печатью организации по адресу: ул. Михалковская, дом 67, корп.1, г. Москва, РФ, 125438 Ученому секретарю диссертационного совета Д 315.002.01 Ученый секретарь

диссертационного совета Д 315.002.01 ___

кандидат технических наук . ' '¿З-' • А.И. Плешаков

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Тенденции развития гражданской авиации (ГА) характеризуются повышением требований к летной годности воздушных судов (ВС).

В нормативных документах и опубликованных работах учёных рассматриваются различные аспекты проблемы поддержания лётной годности (ПЛГ) ВС, в том числе научно-методическое обеспечение управления процессами ПЛГ ВС.

Транспортная стратегия Российской Федерации до 2030 г., утвержденная правительством 22.11.2008 г. № 1734-р., относит к основным недостаткам воздушного транспорта старение основных фондов и их неэффективное использование и считает важнейшим элементом обеспечения безопасности полетов совершенствование системы ПЛГ ВС.

В международных, федеральных, межотраслевых, отраслевых и региональных нормативных документах содержатся также требования к процедурам ПЛГ ВС, процедурам системы менеджмента качества, процедурам сертификации авиационной техники (AT) и организаций по техническому обслуживанию и ремонту (ТОиР) AT. В авиакомпаниях и организациях по ТОиР AT разрабатываются документы авиапредприятий по процедурам ПЛГ ВС.

Однако единый научно-методический подход к формированию процедур ПЛГ ВС при технической эксплуатации (ТЭ) в нормативных документах до настоящего времени не разработан. Отсутствуют установленные понятия, термины, определения, алгоритмы, модели процедур ПЛГ ВС при ТЭ и методические рекомендации по их формированию. Не проводилось исследований по разработке методов формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ.

В связи с этим возникает необходимость в создании метода формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ с целью повышения их эффективности путём сокращения простоев и снижения затрат на ПЛГ ВС при заданном уровне безопасности полётов.

Для решения этой актуальной научной задачи, которой посвящена настоящая работа, целесообразно использовать информационные технологии (ИТ).

Степень разработанности вопроса. Значительный вклад в решение задач ПЛГ ВС, реализацию требований и рекомендуемой практики ИКАО вносят следующие организации и предприятия: ФГУП ГосНИИ ГА, МАК, УПЛГ ГВС, ОАО «ЛИИ им. М.М. Громова», МГТУ ГА, ОАО «Туполев», ОАО «ИЛ», ОАО «ОКБ им. A.C. Яковлева» ЗАО «Гражданские самолеты Сухого», ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля», ОАО «Камов», ОАО «Аэрофлот - Российские авиалинии», ОАО «Авиакомпания «Трансаэро», ОАО «Авиакомпания «Сибирь», ОАО «Авиакомпания «ЮТэйр», ООО «Авиакомпания Волга-Днепр» и другие.

Проблема ПЛГ ВС рассматривалась в работах ученых: Акопяна К.Э., Бутушина C.B., Гипича Г.Н., Гришина А.Н., Громова A.C., Далецкого C.B., Деркача О.Я., Ерусалимского М.А., Зубкова Б.В., Ицковича A.A., Кирпичева И.Г., Лапаева A.B., Петрова А.Н., Семина A.B., Смирнова H.H., Файнбург И.А., Филипова Е.В., Чинючина Ю.М., Шапкина B.C. и других.

В последнее время в документах ИКАО, МАК, УПЛГ ГВС, Аэрофлота в области ТЭ ВС получила широкое распространение терминология по процедурам: процедуры ПЛГ ВС, процедуры управления процессами ПЛГ, процедуры ТОиР, процедуры сертификации, процедуры системы менеджмента качества, однако методические рекомендации по формированию процедур и оценке их эффективности в нормативных документах и опубликованных работах практически отсутствуют. Эти обстоятельства подтверждают актуальность научной задачи разработки метода

формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ для повышения их эффективности.

В соответствии с поправкой 102 ИКАО к Приложению №8 к Конвенции о международной ГА и документом Минтранснадзора уточнены определения.

Поддержание лётной годности - комплекс мер, посредством которых обеспечивается соответствие всех ВС действующим требованиям лётной годности и их поддержание в состоянии, необходимом для безопасной эксплуатации на протяжении эксплуатационного срока службы.

Процедура поддержания лётной годности - обязательные положения и указания о порядке действий и правилах выполнения работ по ПЛГ ВС, излагаемые в руководящих и технологических документах по ТЭ, ТОиР АТ. При этом рассматриваются следующие виды процедур: организационные процедуры, устанавливающие порядок и правила взаимодействия подразделений и/или лиц авиационного персонала; и технологические процедуры, устанавливающие технологию выполнения различных видов работ инженерно-техническим персоналом при ТОиР АТ.

В работе приняты дополнительно следующие термины и даны определения:

Метод формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, алгоритмизация процедур ПЛГ ВС при ТЭ, функционачьное формирование процедур ПЛГ ВС при ГЭ, имитационное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ, сетевое планирование и оперативное управление процедурами ПЛГ ВС при ТЭ, комплексная технология формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, маршрутная технология поэтапного формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ.

Объектом исследования являются процедуры ПЛГ ВС при ТЭ.

Предметом исследования является метод формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ.

Цель и задачи исследования: Целью является повышения эффективности процедур ПЛГ ВС при ТЭ путём сокращения простоев и снижения затрат на ПЛГ ВС при ТЭ с учётом заданного уровня безопасности полётов на основе единого научно-методического подхода к формированию процедур ПЛГ ВС с применением ИТ.

Основные задачи:

1) анализ процедур ПЛГ ВС при ТЭ и их структуризация;

2) алгоритмизация процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

3) статистический мониторинг показателей эффективности процедур ПЛГ ВС;

4) разработка комплексной технологии формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ:

4.1) разработка маршрутной технологии поэтапного формирования процедур ПЛГ

ВС при ТЭ;

4.2) функциональное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

4.3) имитационное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

4.4) сетевое планирование и оперативное управление процедурами ПЛГ ВС.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1) разработан метод формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

2) выявлена иерархическая структура процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

3) предложены условные алгоритмы формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

4) выполнены последовательно:

• функциональное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ,

• имитационное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ,

• сетевое планирование и оперативное управление (СП и ОУ) процедурами ПЛГ

ВС при ТЭ.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в возможности:

— использовать выявленную структуру процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

— применять предложенные условные алгоритмы процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

— осуществлять функциональное моделирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

— выполнять имитационное моделирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

— осуществлять сетевое планирование и оперативное управление процедурами ПЛГ ВС при ТЭ;

— выполнять оценку эффективности процедур ПЛГ ВС при ТЭ.

Методология и методы исследования: Методолгия основана на применении системного анализа. Предложен метод формированию процедур ПЛГ ВС при ТЭ. основанный на применении функционального и имитационного моделирования, теории массового обслуживания, сетевого планирования и оперативного управления.

Положения, выносимые на защиту:

— иерархическая структура процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

— условные алгоритмы формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

— комплексная технология формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, которая включает:

• маршрутную технологию поэтапного формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

• технологию функционального формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ,

• технологию имитационного формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ,

• сетевое планирование и оперативное управление (СП и ОУ) процедурами ПЛГ

ВС при ТЭ.

Степень достоверности и апробация результатов: Достоверность обеспечивается обоснованностью научных положений и рекомендаций, подтверждается достаточным объемом эксплуатационных наблюдений, корректностью их статистической обработки и применения математического аппарата системного анализа, теории надежности, математической статистики, массового обслуживания и сетевого планирования, совпадением результатов имитационного моделирования и аналитических расчётов для случая стационарного распределения Пуассона, а также успешным применением отдельных положений диссертации в организациях ГА. Основные результаты диссертации рассматривались на 4-х МНТК МАИ (2008, 2009г.г.) и МНТК МГТУ ГА (2011, 2013гг.).

Реализация и внедрение результатов работы. Метод формирования процедур ПЛГ при ТЭ на основе применения ИТ рекомендуется к применению и частично реализован: при разработке процессной документации в Системе менеджмента качества, доказательной документации для сертификации Организаций по ТОиР и экземпляра ВС; при разработке и корректировке программ ПЛГ ВС; при планировании и оперативном управлении процедурами ПЛГ ВС при ТЭ; при оценке эффективности процедур ПЛГ ВС при ТЭ; при освоении технической эксплуатации новых типов ВС; при специальной подготовке И Ш авиапредприятий, экспертов по сертификации организаций по ТОиР AT, экспертов внутреннего аудита, при изучении учебных дисциплин «Управление системами и процессами эксплуатации летательных аппаратов (ЛА)» и «Эффективность процессов эксплуатации ЛА» студентами по направлению 162300 «Техническая эксплуатация ЛА и двигателей» в МГТУ ГА.

Результаты работы также внедрены в научно-исследовательскую работу МГТУ ГА, при выполнении госбюджетной НИР № 62-10 на тему «Применение

эффективных программ ПЛГ ВС в Центрах ТОиР АТ» в 2010-2013 гг., в ФГУП ГосНИИ ГА при разработке нормативно-методических документов по ПЛГ ВС; в предприятиях ГА: ЗАО «Центр ТОиР ВС РосАэро», ООО Авиакомпания «БАРКОЛ» при разработке эксплуатационной и ремонтной документации по ПЛГ ВС при ТЭ, документов системы управления безопасностью полетов и процессной документации в системе менеджмента качества в Организациях по ТОиР АТ. (Подтверждается актами внедрения).

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационная работа «Метод формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ» соответствует паспорту специальности 05.22.14 «Эксплуатация воздушного транспорта»:

формуле специальности: «...комплекс проблем и задач повышения эффективности и качества процессов использования по назначению, подготовки к использованию, технического и технологического обслуживания, ремонта...объектов воздушного транспорта»;

объекту исследования: п.З «Системы и процессы: технической ... эксплуатации; ... поддержания и сохранения летной годности ВС...»,

научному и практическому значению данной специальности: «состоит в разработке новых методов, технологий ... повышения эффективности эксплуатации воздушного транспорта...»;

области исследования: п.7. Совершенствование методов и средств управления и планирования, повышения эффективности деятельности авиапредприятий...».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ, из них 7 статей в изданиях рекомендованных ВАК при Министерстве образования и науки Российской Федерации для опубликования материалов диссертационных работ, остальные - в других изданиях.

Структура и объем диссертации. Работа включает введение, четыре раздела, общие выводы, список использованной литературы из 76 наименований и 3 приложения.

Общий объем диссертации 205 страниц, в том числе 172 стр. основного текста и 33 стр. приложения, включает 37 рисунков и 22 таблицы.

Содержание работы Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи исследования, охарактеризованы научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.

В первом разделе — «Анализ и разработка метода формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ» проведён анализ требований международных и национальных нормативных документов к процедурам ПЛГ ВС ТЭ. Обобщён опыт ПЛГ ВС при ТЭ отечественного и иностранного производства. Проведён анализ информационного обеспечения процедур ПЛГ ВС при ТЭ.

С использованием выполненного анализа требований нормативных документов и обобщения опыта эксплуатации ВС в Российских авиакомпаниях выполнена структуризация процедур ПЛГ ВС при ТЭ и их классификация по следующим признакам: по назначению (организационные, технологические процедуры); по объёмам работ (постоянный, переменный объём работы); по планированию работ(планируемые, непланируемые работы): по видам процедур (материально-

техническое обеспечение, сертификация экземпляра ВС. управление надёжностью и режимами ПЛГ ВС, управление качеством и эффективностью процедур ПЛГ ВС.

Выполнены разработка и обоснование метода формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ на основе единого научно-методического подхода с целью повышения их эффективности путём сокращения простоев и снижения затрат на ПЛГ ВС при заданном уровне безопасности полётов.

Характеристика метода формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ содержит: нормативную базу, принципы формирования, цели формирования, объект формирования, орган формирования, задачи формирования, информационные технологии, типовые и управленческие решения.

Разработана технология алгоритмизации процедур ПЛГ ВС при ТЭ. Предложены условные алгоритмы формирования следующих процедур ПЛГ ВС при ТЭ: «выполнения регламентных работ» (рис. 1); «выполнения нерегламентных непланируемых работ»: «выполнения нерегламентных планируемых работ»; «обеспечения инженерно-авиационной службы (ИАС) запасными частями (ЗПЧ), расходными материалами, оборудованием и инструментом».

Выполнен статистический мониторинг показателей эффективности процедур ПЛГ ВС при ТЭ на основе эксплуатационных наблюдений за показателями эффективности процедур с целью объективной оценки, моделирования и прогнозирования показателей эффективности процедур ПЛГ ВС при ТЭ и принятия адекватных управленческих решений по ПЛГ ВС при ТЭ.

Оценка эффективности процедур ПЛГ ВС при ТЭ осуществляется по показателям безопасности полетов и безотказности AT, регулярности полётов, интенсивности использования ВС и экономичности процессов ТЭ, входящих в известную систему показателей эффективности процессов ТЭ ВС и новых показателей, предложенных в работах Ицковича A.A., Файнбург И.А. При эксплуатации следует осуществлять статистический мониторинг надёжности компонентов ВС, способы которого предложены в работах [2,3] с участием автора.

Выполнена оценка показателей эффективности процессов ПЛГ ВС: коэффициента использования ВС; коэффициента эффективности использования и абсолютного коэффициента использования ВС.

Оценка абсолютного коэффициента использования ВС парка самолётов В-757 авиакомпании «ВИМ-АВИА» выполнена по календарным периодам: квартал, год (таблица 1). Определены:

коэффициент эффективности использования;

= (1)

где Ти , Ту_ - фонд календарного времени на j — 1, /-м уровне управления, соответственно;

зависимость коэффициента использования на J-м уровне управления Jj,) = 3 от абсолютного коэффициента использования ВС J

= (2) Tu,

где Ту. - календарный фонд времени парка ВС на / - м уровне управления, Гу,- общий календарный фонд времени парка ВС;

зависимость коэффициента эффективности использования Ij, / = 3 на j-м

Рис. 1. Алгоритм процедуры «Выполнение регламентных работ (РР)»

уровне управления от абсолютного коэффициента использования ВС /

Результаты определения зависимостей коэффициента использования /,-, / = 0,3 (2) и коэффициента эффективности использования !,, } = 0,3 (3) от абсолютного коэффициента использования / (1) по формулам (2,3) приведены на рис.2.

Разработана комплексная технология метода формирования процедур ПЛГ при ТЭ, которая включает: маршрутную технологию поэтапного формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ; технологию функционального формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ; технологию имитационного формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ; технологию сетевого планирования и оперативного управления (СП и ОУ) процедурами ПЛГ ВС при ТЭ. Карта маршрутной технологии поэтапного формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ приведена в диссертации.

Таблица 1.

Оценка абсолютного коэффициента использования по времени самолётов В-757 авиакомпании «ВИМ-АВИА» по календарным периодам (квартал, год)

Календарные периоды 1-й квартал 2-й квартал 3-й квартал 4-й квартал Год

Налёт, ч 7371 8598 9840 6275 32084

Календарный фонд, ч 33579 34806 31968 28355 128708

Коэффициент использования 0,22 0,25 0,31 0,22 0,25

О 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65

Рис. 2. Зависимость коэффициента использования и коэффициента эффективности использования от абсолютного коэффициента использования парка самолётов В-757 авиакомпании «ВИМ-АВИА»

Во втором разделе - «Функциональное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ» выполнена разработка и реализация функциональных моделей процедур ПЛГ ВС при ТЭ, отражающих организационно - техническую структуру и качественные характеристики с применением программного продукта ГОЕРО. В данном случае

описание ГОЕРО модели построено в виде иерархической пирамиды, в вершине которой представлено самое общее описание системы, а основание представляет собой множество более детальных описаний.

Функциональная модель древовидной структуры, отражающая иерархическое построение системы, содержит следующие элементы: перечень углов: дерево узлов; контекстная диаграмма; декомпозиции.

В ШЕРО функциональный блок графически изображается в виде прямоугольника и олицетворяет собой некоторую конкретную функцию. Каждая из четырёх сторон функционального блока имеет своё определенное значение (роль) детальных описаний:

вход (слева) - парк ВС; план по налёту парка ВС; бюллетени доработок; типовая и пономерная документация.

управление (сверху) - «Документация; Стандарты», которые включают в себя: Приложение № 8 к Конвенции ИКАО; Руководство по лётной годности ИКАО Док. 9760; Авиационные правила МАК АП-21, 25, 39, 145; Воздушный кодекс РФ; ФАП-145. МОС-145; Нормативно-технические документы государств изготовителя, регистрации ВС, эксплуатанта и организации по ТОиР; Нормативно-технические документы разработчика; Программа ТОиР.

механизм (снизу) - «Авиакомпания», которая включает в себя: Организации по ТОиР; Орган и Центры сертификации организаций по ТОиР (экземпляра ВС).

выход (справа) — «Исправный парк ВС», который включает в себя: показатели безопасности и регулярности полётов; показатели эффективности процедур ПЛГ ВС; сертификаты организации по ТОиР, систему качества, инженерно-технический персонал и экземпляр ВС.

После описания системы в целом произведено разбиение сложного процесса на составляющие функции (декомпозиция).

Диаграмма декомпозиции представлена на рис. 3. Процесс декомпозиции описан до уровня детализации, необходимого для достижения целей задачи Разработанная модель ЮЕИО со всеми уровнями структурной декомпозиции в работе представлена в виде дерева узлов.

Отображение иерархической структуры модели в форме перечня узлов, которая представляет информацию о входящих в модель узлах, показана на примере фрагмента функциональной модели процедуры ПЛГ ВС при ТЭ «Выполнение регламентных работ»:

АО-Формировать процедуры ПЛГ ВС при ТЭ.

А1-Выполнить регламентные работы.

А11 -Осуществить планирование регламентного обслуживания.

А111-Принять и оценить техническое и ресурсное состояние ВС.

А112-Проверить наличие и соответствие программы ТОиР и НТД.

А113-Ввести пункты регламента в АСУ учёта ресурсного состояния, осуществить перспективное планирование выполнения работ, сверить НТД.

А114-Выполнить анализ возможности проведения регламентных работ в условиях авиакомпании.

А12-Подготовить производство и выполнить регламентные работы в авиакомпании.

А121-Составить перечни запасных частей, расходных материалов, оборудования и инструмента.

А122-Обеспечить необходимыми запасными частями, расходными материалами, оборудованием и инструментом.

А123-Обеспечить необходимой нормативно-технической документацией, сертифицированным персоналом, другими ресурсами.

А124-Подготовить карты-наряды на выполнение регламентных работ.

А125-Выполнить регламентные работы в авиакомпании.

А126-Осуществить контроль качества выполненных работ и оформить рабочую документацию.

А127-Принять карты-наряды, внести информацию в АСУ ресурсного состояния ВС, информировать о готовности самолёта, оформить формуляр ВС и двигателей.

А13-Выполнить регламентное обслуживание в условиях сервисного центра.

А131-Осуществить запрос, согласование и утверждение выполнения регламентных работ в условиях сервисного центра.

А132-Выполнить регламентное обслуживание ВС в сервисном центре.

А133-Осуществить контроль качества выполненных работ и оформить рабочую документацию.

ивЕОАТ: AUTHOR: Алексаням Армен Резникова DATE 23.04.2010 PROJECT Формирование процедур ГЦ1Г ВС REV 1210.2013 приТЭ NOTES: 123456789 10 ■ WORKING READER DATE CONTEXT A-0

DRAFT

RECCWENDED

PUBLICATION

NODE TITLE Формировать процедуры поддержания лётной годности ВС при ТЭ NUM3ER

AO

Рис. 3. Декомпозиция контекстной диаграммы блока АО функциональной модели процедур ПЛГ ВС при ТЭ

Для количественного описания процедур ПЛГ ВС используются имитационные модели, описывающие процессы в функциональных блоках IDEF0 модели, учитывающие продолжительность, трудоёмкость, стоимость выполнения операций и их вероятностно - статистические характеристики.

В третьем разделе «Имитационное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ» выполнена постановка задачи имитационного моделирования. Проведено формирование исходных данных на основе эксплуатационных наблюдений. Построена математическая модель процедур ПЛГ ВС как замкнутой системы массового обслуживания (СМО).

Выполнен расчёт для операции «Выполнить регламентные работы в авиакомпании» одной из процедур ПЛГ ВС при ТЭ «Выполнение регламентных работ» с применением замкнутой СМО на примере работы авиакомпании ОАО «Когалымавиа» с парком самолётов типа А-320.

В авиакомпании имеются: т ВС и п мест в ангаре для ТО (число каналов обслуживания). Оборудование ангарных мест допускает «взаимопомощь» только между / группами обслуживания. На каждом ВС после установленного налета часов выполняется форма ТО A-check. ВС прибывают для прохождения очередной формы ТО в среднем через каждые t суток (л = ). Регламентные работы выполняются

в среднем в течение Г суток. Определим параметры работы авиакомпании по

выполнению регламентных работ, как замкнутой СМО с параметрами: п; т; /; h =[7]; ,11 11 nvt я a¡

Á = " = X = Т;«« = ш- = Iw *«>= 1 - Рт-

Состояние системы хк , к = Q,i,j, п + г будем связывать с числом ВС, достигших определённого числа налета и прибывших для прохождения ТО:

Найдём вероятность того, что все ВС находятся в эксплуатации (состояние х0)

__1_

Ро — ЩтЛР1) P(.h,h)R(m~h-l,x) <¡m + P(o.h)P(.m.x)

Найдём вероятность того, что ВС достигло установленный налёт часов и прибыло на ТО ровно / ВС (/ = 0,1,..../?) и все они находятся на обслуживании; каждое ВС обслуживается одновременно I каналами (состояние x¡)

Pi=-ЙГ^Ро (i = 0,1......h); (5)

4(¡)

Найдём вероятность того, что ВС достигло установленный налёт часов и прибыло на ТО ровно j ВС (/ = h + 1, ..., п - 1) и все они находятся на обслуживании; в обслуживании участвуют одновременно все п каналов, распределяясь произвольно между прибывшими для прохождения ТО ВС, но так, что все п каналов заняты обслуживанием (состояние х})

P{h,h)P(m —j.x) . . ...

Vi =-:-Vn (/ = h, h + 1...., rí)\ (6)

Найдём вероятность того, что ВС достигло установленный налёт часов и прибыло на ТО ровно (п + г) ВС (л = 0, 1,..., т - п); из них п обслуживается (каждое ВС одним каналом) и г ожидает в очереди на обслуживание (состояние tn.r)

Р„.г =-г-Ч-—р0-(г = ОЛ...,т-п); (7)

а. , л пр

где = = 1 -Рау =

В(т,1,р(0) = С^д^1; Я(т,/,,рю) = 1£=0 С*

Найдём среднее число обслуживаемых ВС: л

* = Р®) + - Л - 1.лг) -

-Л(т - п - 1,*)] - Х[й(т - Л - 2,*) - Я(т - п - 2,*)]} +

Среднее число ВС, ожидающих прохождение регламентных работ, можно найти из выражения:

г = РоР}к'И) X [(т-м)Д(7п-п-1,^) -*Я(т-п-2,;г)]. (9) Р[0.п)Р(т.х)

Среднее число ВС ожидающих и проходящих регламентные работы будет

Г=5 + г. (10)

Вероятность того, что отдельно взятый самолёт будет находиться в эксплуатации

( = 1-1. (И)

Среднее время простоя ВС будет

( '

Среднее время ожидания обслуживания

С- = Ср~Г- (12)

= йВЙЬ2-0""1 Р(ш " + ЪхМпнГ). (13)

Для нахождения среднего времени обслуживания одного ВС можно воспользоваться равенством

?06с = ?п - <от (14)

Для определения критерия принятия решений и обеспечения заданной достоверности результатов имитационного моделирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ минимальное число N реализаций случайной величины X, определяется по числу реализаций наиболее редкого события. Таким событием будет попадание самолета в наиболее редко посещаемое состояние . Число посещений Ыт состояния для обеспечения заданной точности оценки

N.. =--

ф-'(^О)

,/б5., (15)

где Я- - безусловная вероятность попадания в состояние О - вероятность

*

(уровень доверия) того, что частота появления состояния отличается от

вероятности Я"( не больше, чем на £ > 0; Ф~' - функция обратная функции Лапласа.

Период наблюдений 6 определяется на основе Níl и среднего времени возвращения /„ в /-е состояние ПТЭ:

Разработана технология имитационного моделирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ на основе применения программного продукта Арена - 12.

В качестве примера на рис. 4 представлена имитационная модель одной из процедур ПЛГ ВС при ТЭ «Выполнение регламентных работ».

Результат имитационного моделирования: средняя продолжительность пребывания ВС в системе или время простоя - 2,01 суток; среднее число ВС в очереди и проходящих регламентные работы - 4; средняя продолжительность пребывания ВС в очереди - 0,66 суток; соответственно, среднее время обслуживания - 1,36 суток.

Сравним полученный результат аналитического решения с результатами имитационного моделирования для операции «Выполнить регламентные работы в авиакомпании» и представим (таблице 2).

Результаты моделирования приближённо равны результатам аналитического решения.

Также можно посмотреть время выполнения каждой операции процедуры ПЛГ ВС при ТЭ «Выполнение регламентных работ» по отдельности и определить, на какую операцию затрачивается наибольшее количество времени и, проанализировав её, можно предложить мероприятия по сокращению её продолжительности, с учётом сохранения требований по обеспечению безопасности полётов (рис. 5).

В четвертом разделе выполнены постановка и решение задачи СП и ОУ процедурами ПЛГ ВС при ТЭ.

Оценка характеристик СП и ОУ выполняются следующим образом:

Ранний срок (ожидаемый момент) свершения / - го события

7/ = тах(7-р + = 1,И , (15)

где I - номер вершины сетевого графика, из которого выходят векторы, входящие в вершину с номером /; Г^ - длительность работы с началом в вершине £ и концом в вершине /, N - количество вершин сетевого графика.

Поздний срок свершения / - го события

Г;п = т1п(г/ - £,.;■),£ = ТО , (16)

где / - номер вершины, к которой направлены векторы, выходящие из вершины с номером £.

Резерв времени события й; = Т[' — гД (17)

Полный резерв времени работы ; = Тр — Т, — Г. ;. (18)

Свободный резерв времени п j = Т^ — Т? — . (19)

Критический путь Я.^ = г. ^ = 0 или Я, = 0.

Продолжительность выполнения работ при минимальной (оптимистической)

оценке tmin(i,j) и максимальной (пессимистической) оценке Ста!.(1,/) определяется по формуле

Гож(,.у) (20)

Для характеристики степени разброса возможных значений вокруг ожидаемого уровня используется дисперсия 5~

= = о,О4(1таЛ0 - гтп«.Г»-- (21)

Таблица 2.

Показатели эффективности

Показатели Результат имитационного моделирования Результат аналитического решения

Среднее число ВС в очереди и проходящих регламентные работы. 1 I= 0,75

Средняя продолжительность пребывания ВС в процессе «Выполнить регламентные работы в авиакомпании» или время простоя (сутки). 0,63 Гп = 0,62

Средняя продолжительность пребывания ВС в очереди в процессе «Выполнить регламентные работы в авиакомпании» (сутки). 0,15 ^ =0,14

Средняя продолжительность проведения регламентных работ в авиакомпании (сутки). 0,49 ^ = 0,48

■ " Щ.....

Количество операций

т Стол6ец1 ш С тол бе ц2 № С тол бе цВ т С тол бе ц4 « Столбец5 т С тол бе цб Ш С тол бе ц7 « С тол бе ц8 - С тол бе ц9 а СтолбецЮ Ш СтолбецИ Столбец12

Рис. 5. График среднего времени, затраченного на обслуживание по операциям

Припять и оценить техническое и

Проверить наличие и соответствие программы ТОиРиНТЛ.

Ввести пункты регламента в АСУ рее) рсного состояния, осуществить перспективное планирование выполнения работ, сверить I П'Д.

Анализ возможности проведение регламентных работ в условиях авиакомпа-нии или

Составить перечни запасных частей, расходных материалов, оборудования и инструмента.

Осуществить запрос, согласование и утверждение выполнения регламентных работ я условиях сервисного центра.

То make а request to perform scheduled tasks.

К

Assign 3

Обеспечение необходимыми запасными частями, расходными материалами, оборудованием и инструментом.

Выполнить регламентное обслуживание в условиях сервисного центра.

Providing of necessary consumable materials and master tools.

Обеспечить необходимой нормативно-технической документацией, сертифицированным персоналом, друтими

Подготовить карты-наряды на выполнение регламентных работ.

То make scheduled tasks in service centre.

Регламентные работы в сервисном иентрс выполнены.

Providing documentations and certificated personnel and resources.

Prepare Maintetian

ce Job Sammery Shet.

Assign 2

Выполнить регламентные

работы в авиакомпании..

У

The perform scheduled tasks in an

airline company.

Осуществить контроль качества выполненных работ и оформить рабочую документацию.

Quality control of performed works

and to issue documentations.

Принять карт-наряд, внести информацию в АСУ ресурсного состояния ВС. Информировать о готовности самолёта, оформить формуляр

самолёта и двигателей.

Регламентные

работы в авиакомпании выполнены.

Рис. 4. Имитационная модель процедуры ПЛГ ВС при ТЭ «Выполнение регламентных работ».

На основе этих оценок можно рассчитать все характеристики процедуры, однако они будут иметь иную природу, определяя их средние значения.

Задачу определения вероятности того, что продолжительность критического пути не превысит заданного директивного уровня, Т, решим на основе

интеграла вероятностей Лапласа р(1)

Р(гКр(оЖ.< Т) = 0,5 +Г(г), (22)

где нормированное отклонение случайной величины

где 5кр - среднее квадратическое отклонение продолжительности критического

пути.

Сформированы исходные данные, построена сетевая модель, в которой моделируется совокупность взаимосвязанных работ и событий, отображающих процесс достижения поставленной цели, найден критический путь.

Продолжительность выполнения работ часто трудно задать точно, поэтому можно вместо одного числа (детерминированная оценка) задать две оценки - минимальную (оптимистическую) и максимальную (пессимистическую) оценки (таблица 3). Модель представлена на рис. 6, в котором в скобках указаны дисперсии работ, а критический путь выделен жирными стрелками.

Таблица 3.

Характеристики работ в условиях неопределённости

Коды работ Продолжительность (Дни). Ожидаемая продолжительность Дисперсия

а.п £.,0,0

(7,10) 0,45 0,55 0,49 0,0004

(1,2) 0,37 0,47 0,41 0,0004

(6,7) 0,31 0,41 0,35 0,0004

(5,6) 0,28 0,38 0,32 0,0004

(2,5) 0,17 0,27 0,21 0,0004

(10,13) 0,12 0,22 0,16 0,0004

(13,14) 0,03 0,13 0,07 0,0004

Рис. 6. Сетевой график процедуры ПЛГ ВС при ТЭ «Выполнение регламентных работ» в условиях неопределённости

Критический путь:

LKp = (1,2) - (2,5) ■

(5,6) - (6,7) - (7.10) - (10,13) - (13,14),

а его продолжительность tKpfmi) = 2,01 дня.

Далее, на основе функции Лапласа F(z) определена вероятность того, что продолжительность критического пути tKp!mK) не превысит директивного уровня.

Применение метода СП и ОУ при организации сложных комплексов работ возможно только при условии непрерывного контроля плана и оперативного управления с помощью автоматизированной технологии. Применение ИТ Microsoft Project для решения задач СП и ОУ процедурами ПЛГ ВС при ТЭ даёт возможность реализации процедуры в режиме реального времени.

Модель реализации процедуры и график сформированы так, что все выполняемые работы отражают технологическую последовательность их выполнения с учётом их иерархической структуры.

В качестве основных групп данных можно выделить следующие: описание работ процедуры, описание взаимосвязи работ, распределение назначения ресурсов по работам процедуры, календарное расписание основных видов ресурсов.

В качестве основного средства представления данных о процедуре рассмотрим фрагмент линейной диаграммы (диаграмма Ганта) для операции «Выполнить регламентные работы в авиакомпании» одной из процедур ПЛГ ВС при ТЭ «Выполнение регламентных работ», представленный на рис. 7. Из диаграммы Ганта можно получить визуальное представление о последовательности задач, их относительной длительности и длительности процедуры в целом.

| -г.. .

щ

9 ъ

» Ъ

%

С ъ

В %

И ft

С ъ

16 %

17 %

ей.раокдаыпматерило^ 0.33дней оборудоышя и инструывпаАШ

Обеотечатъ необходимыми ноаатыми частями, раогадмами Q.36 дчей млфими, обордамытэм и н1е.трумапомА12 2

0беО1ШТьнес£ю1днмйй нормятпено-техтмчесной 0.32 дн» ДОиряеМЕИТреЙ. иф!И<рЩирОКЛМЕ1* 114Д.Ш илом, долями |М. ■ ||> 1МИ.А123

Птяуоювитьи^ш-к^тядыкаиытконекн, регламенты, 0_25дн» работ. А124

Выкннмть^егдамантныерабютывавмжоитвмт. А125 0.5днеы

Оч*естиИ1Ь!И»прам,«а«ства выломим«« работ и 0,17дней оформип>ра№*гюд£жгметчию.А12б

Прпопьяарш-нфяды.мкомт^ормацмювАа' 0,0йдией pEqrpouxo соовяш 8С, ° топеносн оамолёга. оформить фч;му«тр ВС и двигателей. А127 rVwoToe« 1ч*жавч(Пва и Ht*eweHHe рстяаменпы« работ 0 дна*

ТО К I^dM ■

Габон еж аюрц i'l'S.' м^нама МШ^ЫТЦ^м

0)0410.13 чт iaia.13

Рис. 7. Диаграмма Ганта СП и ОУ процедуры ПЛГ ВС при ТЭ «Выполнение регламентных работ»

В качестве базовой методики вычисления главных показателей графика процедуры используем хорошо зарекомендовавший себя метод критического пути, который является основой метода СП и ОУ.

Длительность наших задач, находящихся на критическом пути, проанализирована по методу PERT, суть которого заключается в использовании трёх сценариев: пессимистичного (с максимально возможными длительностями задач), оптимистичного (с минимально возможными длительностями) и ожидаемого сценария, наиболее реального.

Таким образом, оцениваются возможные изменения в длительности процедуры, если события будут развиваться по пессимистическому сценарию, и обеспечить для критического пути небольшой временной резерв.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации разработан, обоснован и реализован метод формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, включающий анализ и структуризацию процедур ПЛГ ВС при ТЭ, статистический мониторинг показателей эффективности процедур ПЛГ ВС при ТЭ, алгоритмизацию процедур ПЛГ ВС при ТЭ, разработку комплексной технологии формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, функциональное и имитационное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ, СП и ОУ процедурами ПЛГ ВС при ТЭ, направленные на повышение их эффективности путём сокращения простоев и снижения затрат на ПЛГ ВС при ТЭ с учётом заданного уровня безопасности полётов, что соответствует поставленной цели.

Диссертация, представленная на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05-22-14, является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение актуальной задачи разработки метода формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, имеющей существенное значение для эксплуатации воздушного транспорта.

Получены следующие основные результаты:

1. Проведен анализ основных аспектов проблемы ПЛГ ВС при ТЭ: требований международных, федеральных, межотраслевых, отраслевых и региональных нормативных документов, документов авиакомпаний и организаций по ТОиР, документов по процедурам ПЛГ ВС, опыта эксплуатации ВС в Российских авиакомпаниях, результатов проведенных исследований, позволивший выявить отсутствие единого научно-методического подхода к формированию процедур ПЛГ ВС при ТЭ установленных понятий, терминов, определений, алгоритмов и моделей процедур ПЛГ ВС при ТЭ.

2. Выявлена иерархическая структура процедур ПЛГ ВС при ТЭ и выполнены структуризация и классификация процедур по основным признакам: по назначению (организационные, технологические процедуры); по объёмам работ (постоянный, переменный объём работы); по планированию работ (планируемые, непланируемые работы); по видам процедур (материально-техническое обеспечение, сертификация экземпляра ВС, управление надёжностью и режимами ПЛГ ВС при ТЭ, управление качеством и эффективностью процедур ПЛГ ВС при ТЭ.

3. Разработаны технология алгоритмизации процедур ПЛГ ВС при ТЭ, и условные алгоритмы реализации процедур ПЛГ ВС при ТЭ, обеспечивающие принятие решений с учетом условий эксплуатации ВС, в частности состояния производственной базы авиапредприятий.

4. Разработана комплексная технология формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, включающая маршрутну ю технологию поэтапного формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, технологию функционального формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, технологию имитационного формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, технологию СП и ОУ процедурами ПЛГ ВС при ТЭ.

5. Выполнено функциональное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ, которое включает разработку функциональных моделей с применением информационной технологии моделирования IDEF0, отражающих организационно -техническую структуру и качественные характеристики процедур ПЛГ ВС при ТЭ.

6. Выполнено имитационное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ, которое включает разработку математической модели процедур ПЛГ ВС при ТЭ, как замкнутой СМО, на основе применения информационной технологии Arena - 12, отражающей количественную оценку вероятностно - статистических характеристик функциональных моделей одной из процедур «Выполнение регламентных работ» для парка самолетов типа А-320 авиакомпании «Когалымавиа».

Проверка адекватности модели и достоверности результатов моделирования проводилась путем их сравнения с аналитическими расчетами для случая стационарного распределения Пуассона.

7. Выполнено СП и ОУ процедурами ПЛГ ВС при ТЭ путём применения сетевых моделей с помощью автоматизированной технологии, реализованной в программном продукте Microsoft Project, что позволило более чётко выявить взаимосвязи этапов реализации процедуры, а также определить наиболее оптимальный порядок выполнения этих этапов в целях сокращения сроков выполнения всего комплекса работ.

8. Разработаны методические рекомендации по применению метода формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, содержащие алгоритм поэтапного выполнения операций и интерпретацию результатов каждого этапа формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ.

Полученные результаты позволяют: реализацию метода формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ с использованием предложенной в диссертации комплексной технологии применять: при разработке эксплуатационно-ремонтной и нормативно-методической документации по ПЛГ ВС в системе управления безопасностью полетов: при разработке процессной документации в Системе менеджмента качества; при разработке доказательной документации для сертификации Организаций по ТОиР и экземпляра ВС; при разработке и корректировке программ ПЛГ ВС при ТЭ; при планировании и оперативном управлении процедур ПЛГ ВС при ТЭ при оценке эффективности процедур ПЛГ ВС; при освоении технической эксплуатации новых типов ВС; при подготовке бакалавров, магистров по направлению 162300; при специальной подготовке руководителей и специалистов авиапредприятий по направлению «Эксплуатация и ремонт авиационной техники».

Личный вклад автора состоит в разработке и реализации метода и комплексной технологии формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, включающих анализ и структуризацию процедур ПЛГ ВС при ТЭ, разработку маршрутной технологии поэтапного формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, статистический мониторинг показателей эффективности процедур ПЛГ ВС при ТЭ, алгоритмизацию процедур ПЛГ ВС при ТЭ, функциональное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ, имитационное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ, СП и ОУ процедурами ПЛГ

ВС при ТЭ, направленные на повышение эффективности процедур ПЛГ ВС при ТЭ путём сокращения простоев и снижения затрат на ПЛГ ВС при ТЭ с учётом заданного уровня безопасности полётов, а также в подготовке опубликованных работ по результатам диссертации.

Основные результаты диссертационной работы содержатся в следующих публикациях:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК при Министерстве образования и науки Российской Федерации (7):

1. Алексанян А.Р. Мониторинг процессов ПЛГ ВС на основе применения методов моделирования IDEF0 [Текст] / А.Р. Алексанян, A.A. Ицкович, И.А. Файнбург // Научный вестник МГТУ ГА. - 2010. -№162(12). - С. 51 - 58.

2. Ицкович A.A. Статистический мониторинг надёжности компонентов ВС [Текст] / A.A. Ицкович, И.А. Файнбург, А.Р. Алексанян // Научный вестник МГТУГА. - 2010. - №160(10).- С. 25-33.

3. Ицкович A.A. Анализ методов контроля надёжности компонентов ВС [Текст] / A.A. Ицкович, И.А. Файнбург, А.Р. Алексанян // Научный вестник - МГТУ ГА. - 2010. - №160(10). - С. 54-57.

4. Алексанян А.Р. Формирование процедур ПЛГ ВС [Текст] / А.Р. Алексанян // Научный вестник. МГТУ ГА. -2011. - №173(11). - С.52-60.

5. Алексанян А.Р. Формирование процедур выполнения регламентных работ с применением информационных технологий имитационного моделирования [Текст] / А.Р. Алексанян, Д.Ю. Киселев, И.А. Файнбург // Научный вестник МГТУ ГА-2011. -№173(11). -С.98-108.

6. Алексанян А.Р. Планирование процедур ПЛГ ВС с применением информационных технологий сетевого планирования [Текст] / А.Р. Алексанян // Научный вестник МГТУ ГА. 2011. -№173(11). - С.65-69.

7. Алексанян А.Р. Маршрутная технология поэтапного формирования процедур поддержания летной годности ВС [Текст] / А.Р. Алексанян // Научный вестник МГТУ ГА. -2012. - №178(4). - С. 78-84.

Научные публикации в других изданиях(7)

8. Алексанян А.Р. Повышение эффективности технической эксплуатации ВС [Текст] / А.Р. Алексанян // Наука, техника, человек. Межвузовский сборник научных работ и молодых учёных МГТУ ГА. - М.:МГТУ ГА, 2009. С. 34 - 37.

9. Алексанян А.Р. Принципы формирования программ технического обслуживания и ремонта ВС [Текст] / А.Р. Алексанян // 7-я Международная конференция «Авиация и космонавтика - 2008» / МАИ-ПРИНТ - М., 2008. - С.52.

10. Алексанян А.Р. Формирование мероприятий по поддержанию лётной годности ВС [Текст] / А.Р. Алексанян // 8-я Международная конференция «Авиация и космонавтика - 2009» / МАИ-ПРИНТ - М., 2009. - С.33-34.

11. Алексанян А.Р. Информационные технологии в Авиационной технике [Текст] / А.Р. Алексанян // 2-я Всероссийская конференция учёных, молодых специалистов и студентов «Информационные технологии в авиационной и космической технике - 2009» / МАИ - ПРИНТ - М., 2009. - С. 105-106.

12. Алексанян, A.A. Ицкович // Международная научно-техническая конференция посвященная 40-летию образования МГТУ ГА «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества» / Редакционно-издательский отдел МГТУ ГА - М-, 2011. -С.11.

13. Алексанян А.Р. Применение современных информационных технологий моделирования и сетевого планирования процедур поддержания лётной годности ВС [Текст] / А.Р. Алексанян // Международная научно-техническая конференция посвященная 40-летию образования МГТУ ГА «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества» / Редакционно-издательский отдел МГТУ ГА-М., 2011.-С.13.

14. Алексанян А.Р. Управление процедурами ПЛГ ВС на основе сетевого моделирования [Текст] / А. Р. Алексанян // Международная научно-техническая конференция посвященная 90-летию гражданской авиации «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества» / Редакционно-издательский отдел МГТУ ГА - М„ 2013. - С. 10.

/

Соискатель Алексанян А.Р.

Подписано в печать: 11.11.2013 Тираж: 100 экз. Заказ № 1017 Отпечатано в типографии «Реглет» г. Москва, Ленинградский проспект д.74 (495)790-47-77 www.reglet.ru

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

АЛЕКСАНЯН АРМЕН РАЗМИКОВИЧ

04201450505

МЕТОД ФОРМИРОВАНИЯ ПРОЦЕДУР ПОДДЕРЖАНИЯ ЛЕТНОЙ ГОДНОСТИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ ПРИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специальность 05.22Л4 - Эксплуатация воздушного транспорта

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Ицкович А.А.

Москва 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.............................................................................................5

1. Анализ и разработка метода формирования процедур поддержания

летной годности воздушных судов при технической эксплуатации....................12

1.1. Анализ требований международных и национальных нормативных документов к процедурам поддержания летной годности воздушных судов.......12

1.2. Обобщение опыта поддержания лётной годности воздушных судов при технической эксплуатации отечественного и иностранного производства..........13

1.3. Анализ информационного обеспечения метода формирования процедур поддержания лётной годности воздушных судов при технической эксплуатации......................................................................................15

1.4. Структуризация процедур поддержания лётной годности воздушных

судов при технической эксплуатации..................................................................16

1.5. Постановка задачи исследования и разработка метода формирования процедур поддержания лётной годности воздушных судов при технической эксплуатации.......................................................................................26

1.6. Разработка технологии алгоритмизации процедур поддержания лётной годности воздушных судов при технической эксплуатации...........................31

1.7. Статистический мониторинг показателей эффективности процедур поддержания лётной годности воздушных судов.........................................42

1.8. Разработка комплексной технологии поэтапного формирования процедур поддержания лётной годности воздушных судов при

технической эксплуатации.....................................................................65

Выводы по разделу 1..............................................................................69

2. Функциональное формирование процедур поддержания лётной годности воздушных судов при технической эксплуатации........................................72

2.1. Постановка задачи функционального формирования процедур поддержания лётной годности воздушных судов при технической эксплуатации.......................................................................................72

2.2. Методология функционального моделирования ГОЕБО..............................76

2.3. Построение функциональных моделей процедур поддержания летной

годности воздушных судов при технической эксплуатации..............................77

2.4. Разработка технологии функционального формирования процедур поддержания лётной годности воздушных судов при технической

эксплуатации.......................................................................................88

Выводы по разделу 2................................................................................91

3. Имитационное формирование процедур поддержания летной годности воздушных судов при технической эксплуатации.........................................92

3.1. Постановка задачи имитационного формирования процедур поддержания летной годности воздушных судов при технической эксплуатации.......................................................................................92

3.2. Формирование исходных данных для имитационного формирования процедур поддержания летной годности воздушных судов при

технической эксплуатации...................................................................104

3.3. Построение модели имитационного формирования процедур поддержания летной годности воздушных судов при технической эксплуатации.....................................................................................107

3.4. Интерпретация результатов имитационного формирования процедур поддержания летной годности воздушных судов при технической эксплуатации.....................................................................................116

3.5. Разработка технологии имитационного формирования процедур поддержания лётной годности воздушных судов при технической

эксплуатации.....................................................................................119

Выводы по разделу 3............................................................................122

4. Сетевое планирование и оперативное управление процедурами поддержания летной годности воздушных судов при технической

эксплуатации.....................................................................................123

4.1. Постановка задачи сетевого планирования и оперативного

управления процедурами поддержания летной годности воздушных

судов при технической эксплуатации........................................................123

4.2. Формирование исходных данных для сетевого планирования и оперативного управления процедурами поддержания летной годности воздушных судов при технической эксплуатации.......................................139

4.3. Применение информационной технологии управления проектами для сетевого планирования и оперативного управления процедурами поддержания летной годности воздушных судов при технической эксплуатации.....................................................................................143

4.4. Анализ результатов сетевого планирования и оперативного управления процедурами поддержания летной годности воздушных

судов при технической эксплуатации.......................................................149

4.5. Разработка технологии сетевого планирования и оперативного управления процедурами поддержания лётной годности воздушных

судов при технической эксплуатации..........................................................154

4.6. Методические рекомендации по применению метода формирования процедур поддержания лётной годности воздушных судов при технической

эксплуатации..............................................................................................156

Выводы по разделу 4..........................................................................159

Заключение............................................................................................161

Список использованных источников.......................................................165

Приложения 1 Функциональные модели процедур ПЛГ ВС...........................173

Приложение 2 Имитационные модели процедур ПЛГ ВС.............................193

Приложение 3 Акты внедрения..............................................................201

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Тенденции развития гражданской авиации (ГА) характеризуются повышением требований к летной годности воздушных судов (ВС). В нормативных документах [1-5,21,22,34,48,53,55,57-60,71-73] и опубликованных работ учёных [23,40,54,63,64,67,69,70,74,75] рассматриваются различные аспекты проблемы поддержания лётной годности (ПЛГ) ВС, в том числе научно-методическое обеспечение управления процессами ПЛГ ВС.

Транспортная стратегия Российской Федерации до 2030 г., утвержденная правительством 22.11.2008 г. № 1734-р. относит к основным недостаткам воздушного транспорта старение основных фондов и их неэффективное использование и считает важнейшим элементом обеспечения безопасности полетов совершенствование системы ПЛГ ВС.

В международных и федеральных, межотраслевых, отраслевых и региональных нормативных документах содержатся также требования к процедурам ПЛГ ВС, процедурам системь! менеджмента качества, процедурам сертификации авиационной техники (АТ) и организаций по техническому обслуживанию и ремонту (ТОиР) АТ [48,50,53,55,57,58]. В авиакомпаниях и организациях по ТОиР АТ разрабатываются документы авиапредприятий по процедурам ПЛГ ВС [2,46,57-60,73].

Однако единый научно-методический подход к формированию процедур ПЛГ ВС при технической эксплуатации (ТЭ) в нормативных документах до настоящего времени не разработан. Отсутствуют установленные понятия, термины, определения, алгоритмы и модели процедур ПЛГ ВС при ТЭ и методические рекомендации по их формированию. Не проводилось исследований по разработке методов формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ. В связи с этим возникает необходимость в создании метода формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ с целью повышения их эффективности путём сокращения простоев и снижения затрат на ПЛГ ВС при заданном уровне безопасности полётов. Для решения этой актуальной научной задачи, которой посвящена настоящая работа, целесообразно использовать информационные технологии (ИТ).

Степень разработанности вопроса. Значительный вклад в решение задач ПЛГ ВС, реализацию требований и рекомендуемой практики ИКАО вносят следующие организации и предприятия: ГосНИИ ГА, МАК, УПЛГ ГВС, ОАО «ЛИИ им. М.М. Громова», МГТУ ГА, ОАО «Туполев», ОАО «ИЛ», ОАО «ОКБ им. A.C. Яковлева» ЗАО «Гражданские самолеты Сухого», ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля», ОАО «Камов», ОАО «Аэрофлот - Российские авиалинии», ОАО «Авиакомпания «Трансаэро», ОАО «Авиакомпания «Сибирь», ОАО «Авиакомпания «ЮТэйр», ООО «Авиакомпания Волга-Днепр» и другие.

Проблема ПЛГ ВС рассматривалась в работах ученых: Акопяна К.Э., Бутушина C.B., Гипича Г.Н., Гришина А.Н., Громова A.C., Далецкого С,В., Деркача О.Я., Ерусалимского М.А., Зубкова Б.В., Ицковича A.A., Кирпичева И.Г., Лапаева A.B., Петрова А.Н., Семина A.B., Смирнова H.H., Файнбург И.А., Филипова Е.В., Чинючина Ю.М., Шапкина B.C. и других.

В последнее время в документах ИКАО, МАК, УПЛГ ГВС, Аэрофлота в области ТЭ ВС получила широкое распространение терминология по процедурам: процедуры ПЛГ ВС, процедуры управления процессами ПЛГ, процедуры ТОиР, процедуры сертификации, процедуры системы менеджмента качества, однако методические рекомендации по формированию процедур и оценке их эффективности в нормативных документах и опубликованных работах практически отсутствуют. Эти обстоятельства подтверждают актуальность научной задачи разработки метода формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ для повышения их эффективности.

В соответствии с поправкой 102 ИКАО к Приложению №8 к Конвенции о международной ГА [48] и документом Минтранснадзора [46] уточнены определения:

Поддержание лётной годности - комплекс мер, посредством которых обеспечивается соответствие всех ВС действующим требованиям лётной годности и их поддержание в состоянии, необходимом для безопасной эксплуатации на протяжении эксплуатационного срока службы [48,57].

Процедура поддержания лётной годности — обязательные положения и

указания о порядке действий и правилах выполнения работ по ПЛГ ВС, излагаемые в руководящих и технологических документах по технической эксплуатации, ТОиР АТ.

При этом рассматриваются следующие виды процедур: организационные процедуры, устанавливающие порядок и правила взаимодействия подразделений и/или лиц авиационного персонала; и технологические процедуры, устанавливающие технологию выполнения различных видов работ инженерно-техническим персоналом при ТОиР АТ [46].

В работе приняты дополнительно следующие термины и определения.

Метод формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ - совокупность способов (технологий) синтеза (формирования) условных алгоритмов процедур ПЛГ ВС при ТЭ, функционального и имитационного формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, сетевого планирования и оперативного управления процедурами ПЛГ ВС при ТЭ.

Алгоритмизация процедур ПЛГ ВС при ТЭ - разработка условных алгоритмов реализации процедур ПЛГ ВС при ТЭ.

Функциональное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ - разработка и реализация функциональных моделей процедур ПЛГ ВС при ТЭ, отражающих организационно - техническую структуру и качественные характеристики.

Имитационное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ — разработка и реализация имитационных моделей процедур ПЛГ ВС при ТЭ, отражающих количественную оценку вероятностно - статистических характеристик функциональных моделей.

Сетевое планирование и оперативное управление процедурами ПЛГ ВС при ТЭ - разработка и реализация методов оценки, контроля планирования и оперативного управления процедурами ПЛГ ВС при ТЭ с помощью сетевого графика (сетевой модели) или её автоматизированной технологии.

Информационные технологии - технологии компьютерной обработки информации и моделирования процедур по алгоритмам и программам.

Комплексная технология формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ —

совокупность взаимосвязанных технологий поэтапного формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ на основе применения ИТ.

Маршрутная технология поэтапного формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ - последовательное выполнение взаимосвязанных операций синтеза процедур ПЛГ ВС при ТЭ с сокращённым их описанием в маршрутной карте и указанием входов и выходов на каждом этапе.

Объектом исследования являются процедуры ПЛГ ВС при ТЭ. Предметом исследования является метод формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ.

Целью и задачи исследования: Целью является повышения эффективности процедур ПЛГ ВС при ТЭ путём сокращения простоев и снижения затрат на ПЛГ ВС при ТЭ с учётом заданного уровня безопасности полётов на основе единого научно-методического подхода к формированию процедур ПЛГ ВС при ТЭ с применением ИТ. основные задачи:

1) анализ процедур ПЛГ ВС при ТЭ и их структуризация;

2) алгоритмизация процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

3) статистический мониторинг показателей эффективности процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

4) разработка комплексной технологии формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ:

4.1) разработка маршрутной технологии поэтапного формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

4.2) функциональное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

4.3) имитационное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

4.4) сетевое планирование и оперативное управление (СП и ОУ) процедурами ПЛГ ВС при ТЭ.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1) разработан метод формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

2) выявлена иерархическая структура процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

3) предложены условные алгоритмы формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

4) выполнено последовательно:

• функциональное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ,

• имитационное формирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ,

• СП и ОУ процедурами ПЛГ ВС при ТЭ.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в возможности:

— использовать выявленную структуру процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

— применять предложенные условные алгоритмы процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

— осуществлять функциональное моделирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

— выполнять имитационное моделирование процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

— осуществлять СП и ОУ процедурами ПЛГ ВС при ТЭ;

— выполнять оценку эффективности процедур ПЛГ ВС при ТЭ.

Методология и методы исследования: Методология основана на применении системного анализа. Предложен метод формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, основанный на применении функционального и имитационного моделирования, теории массового обслуживания, сетевого планирования и оперативного управления.

Положения, выносимые на защиту:

— иерархическая структура процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

— условные алгоритмы формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

— комплексная технология формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ, которая включает:

• маршрутную технологию поэтапного формирования процедур ПЛГ ВС при

ТЭ;

• технологию функционального формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

• технологию имитационного формирования процедур ПЛГ ВС при ТЭ;

• СП и ОУ процедурами ПЛГ ВС при ТЭ;

Степень достоверности и апробация результатов: Достоверность обеспечивается обоснованностью научных положений и рекомендаций

подтверждается достаточным объемом эксплуатационных наблюдений, корректностью их статистической обработки и применения математического аппарата системного анализа, теории надежности, математической статистики, массового обслуживания и СП и ОУ, совпадением результатов имитационного моделирования и аналитических расчётов для случая стационарного распределения Пуассона, а также успешным применением отдельных положений диссертации в организациях ГА. Основные результаты диссертации рассматривались на 4-х МНТК МАИ (2008, 2009г.г.) и МНТК МГТУ ГА (2011, 2013гг.).

Реализация и внедрение результатов работы. Метод формирования процедур ПЛГ при ТЭ на основе применения ИТ рекомендуется к применению и частично реализован при разработке процессной документации в Системе менеджмента качества; при разработке доказательной документации для сертификации Организаций по ТОиР и экземпляра ВС; при разработке и корректировке программ ПЛГ ВС; при планировании и ОУ процедурами ПЛГ ВС при ТЭ; при анализе распределения календарного фонда времени парка ВС; при оценке эффективности процедур ПЛГ ВС при ТЭ; при освоении технической эксплуатации новых типов ВС; при специальной подготовке ИТП авиапредприятий, экспертов по сертификации организаций по ТОиР АТ, экспертов внутреннего аудита, (специалистов по системам качества); при изучении учебных дисциплин «Управление системами и процессами эксплуатации летательных аппаратов (ЛА)» и «Эффективность процессов эксплуатации ЛА» студентами по направлению 162300 «Техническая эксплуатация ЛА и двигателей» в МГТУ ГА.

Результаты работы также внедрены в научно-исследовательскую работу МГТУ ГА, при выполнении госбюджетной НИР № 62-10 на тему «Применение эффективных программ ПЛГ ВС в Центрах ТОиР АТ» в 2010-