автореферат диссертации по транспорту, 05.22.20, диссертация на тему:Управление сертификацией летной годности воздушных судов в эксплуатации

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Київський міжнародний університет цивільної авіації

Кордянін Юрій Іванович

УДК 629.735.08:656.071.43(045)

КЕРУВАННЯ СЕРТИФІКАЦІЄЮ ЛЬОТНОЇ ПРИДАТНОСТІ ПОВІТРЯНИХ СУДЕН В ЕКСПЛУАТАЦІЇ

Спеціальність 05.22.20 - «Експлуатація та ремонт засобів транспорту»

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано на кафедрі технічної експлуатації літальних апаратів і авіадвигунів Київського міжнародного університету цивільної авіації Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник :

кандидат технічних наук доцент Орлов Олександр Володимирович

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук професор

Конахович Георгій Філімонович,

професор кафедри телекомунікаційних систем

Київського міжнародного університету цивільної авіації

кандидат технічних наук доцент Самулєєв Володимир Вікторович,

начальник кафедри теорії і конструкції авіаційних двигунів Київського інституту військово-повітряних сил Міністерства оборони України

Провідна установа:

АНТК ім. О.К. Антонова, Міністерства економіки України

Захист відбудеться “27 ” квітня 2000 року о ¿5 годині

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.062.03

при Київському міжнародному університеті цивільної авіації за адресою:

03058, м. Київ-58, проспект Космонавта Комарова, 1, КМУЦА.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці КМУЦА. Автореферат розісланий ерезня 2000 року.

Вчений секретар <г~\ \

спеціалізованої вченої ради Ау ]—Запорожець О.І. доктор технічних наук

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи

Вступивши до Міжнародної організації цивільної авіації (ІСАО), Україна взяла на себе зобов’язання по державному регулюванню льотної придатності (ЛП) цивільних повітряних суден (ПС) - одного з головних елементів, що забезпечує безпеку польотів повітряного транспорту. Вимоги до системи державного регулювання ЛП визначені стандартами та рекомендованою практикою (SARPS) ІСАО. Але SARPS ІСАО містять лише загальні узгоджені міжнародні мінімальні вимоги, багато з яких не наводяться у вигляді, достатньому для організації конкретної роботи. Рішення, що мають бути включені до національних авіаційних правил (АП), принципи забезпечення та керування виконанням прийнятих зобов’язань залишені за державами і вимагають адаптації до наявних умов.

Сертифікація ЛП кожного екземпляру ПС реєстрового парку є обов’язковою умовою їх експлуатації і складовою частиною системи підтримання ЛП. Як показує аналіз SARPS ІСАО, необхідні умови ефективності функціонування системи сертифікації ЛП реєстрового парку ПС вміщують: нормування в АП комплексу сертифікаційних вимог до ЛП, адекватних умовам експлуатації та стану реєстрового парку ПС; побудова обгрунтованих методів визначення відповідності ЛП ПС встановленим вимогам, а також процедур їх призначення та виконання; виділення органу сертифікації достатніх ресурсів та відпрацювання методів та заходів керування їх використанням для ефективного виконання функції сертифікації.

Перші дві з наведених умов забезпечені за рахунок розробки та вдосконалення відповідних АП України. Це дає змогу практичної оцінки їх достатності та необхідних обсягів ресурсів для вирішення задач сертифікації ЛП і потребує певного часу для накопичення та попередньої систематизації експериментальних даних. Як показує проведений аналіз та безпосередній практичний досвід здобувача, критичним елементом функціонування системи сертифікації ЛП реєстрового парку ПС, який в значній своїй частині складається з ПС, що застаріли, є недостатній аналіз процесу сертифікації як об’єкту керування та його особливостей в умовах України, неповнота теоретичних розробок та недосконалість існуючих моделей процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС як об’єкту керування. Внаслідок цього стримується впровадження більш досконалих методів визначення відповідності, виникає неадекватність наявних ресурсів та необхідних об’ємів сертифікаційних функцій, що призводить до зниження повноти контролю за виконанням експлуатантами сертифікаційних вимог, до появи небезпечної практики експлуатації ПС, а зрештою - зменшує ефективність нагляду за ЛП ПС. У зв’язку з цим постановка та проведення наукових досліджень з метою розробки заходів

керування процесом сертифікації ЛП реєстрового парку ПС, адекватних до процесу його експлуатації в умовах України, є безумовно актуальними для забезпечення безпеки польотів та виконання зобов'язань держави як члена ІСАО.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Дослідження, які склали основний зміст роботи, виконувалися у відповідності з “Планом науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт Укравіатрансу у 1998році» (наказ Укравіатрансу від 13.01.98. за №14), тематикою Міністерства транспорту України “Розробка проекту Державної програми модернізації та використання існуючого парку повітряних суден і матеріально-технічної бази цивільної авіації України” (№5-МТ99, ДР № 01990001962) та планами і

темами, що виконувались на кафедрі технічної експлуатації повітряних суден і авіаційних двигунів КМУЦА.

Мета і задачі дослідження

Метою досліджень є розробка та впровадження адекватних до існуючих умов експлуатації ПС заходів щодо керування процесом сертифікації їх ЛП, які спрямовані на забезпечення ефективності контролю виконання експлуатантами вимог діючих АП щодо підтримання ЛП реєстрового парку ПС України.

Виходячи з цього у роботі поставлені та вирішені такі задачі:

- провести аналіз процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС та визначити його особливості як об’єкту керування в умовах України;

- розробити імітаційну модель процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС, що враховує особливості формування потреби у сертифікації ЛП ПС, які генеруються процесом їх експлуатації;

- провести дослідження впливу керуючих заходів на процес сертифікації ЛП реєстрового парку ПС з метою обгрунтування напрямів вдосконалення керування цим процесом з урахуванням особливостей умов України;

- розробити заходи щодо керування процесом сертифікації ЛП реєстрового парку ПС на рівні Державної авіаційної адміністрації України (Укравіації), що забезпечать підвищення ефективності контролю виконання експлуатантами вимог діючих АП щодо підтримання ЛП реєстрового парку ПС.

Наукова новизна одержаних результатів визначається такими положеннями:

- досліджені основні особливості процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС як об’єкту керування на рівні Укравіції, що впливають на його динаміку, на основі використання подійно-часового підходу при статистичному аналізі даних щодо цього процесу; .

- побудована імітаційна модель процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС, яка відбиває динаміку цього парку як об’єкту сертифікації та експлуатації і дозволяє досліджувати наслідки керуючих дій з регулювання завантаження

державного органу сертифікації ЛГІ ПС;

- досліджено вплив регулювання кількості інспекторів ЛП та витрат часу на проведення процедур сертифікації ЛГІ на рівень завантаження інспекторів ЛП та його наслідки щодо забезпечення ефективності контролю виконання експлуатантами вимог діючих АП щодо підтримання ЛП реестрового парку ПС України;

- розроблена методика визначення потрібної чисельності інспекторів ЛП, яка враховує наслідки нерівномірності їх навантаження, обумовлену потоком заявок на сертифікати льотної придатності (СЛП).

Практична цінність отриманих результатів:

- встановлена можливість та показана доцільність введення додаткового керуючого впливу - тимчасового подовження строку дії СЛП - для оперативного регулювання навантаження інспекторів ЛП;

- визначено і впроваджено в АП України раціональний, для поточних умов діяльності Укравіації, строк тимчасового подовження дії СЛП, для регулювання навантаження інспекторів ЛГ1;

- розроблена подійно-часова структура процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС, що передбачає можливість подальшої декомпозиції його станів для підвищення рівня моніторингу процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС.

Особистий внесок здобувача

Основні результати досліджень, які увійшли до дисертаційної роботи, одержані особисто автором. У публікаціях з співавторами здобувачу належить аналіз стану проблеми, постановка задач, методики проведення та аналізу результатів досліджень.

Апробація роботи

Основні результати дисертації доповідались та обговорювались на третій міжнародній науково-технічній конференції “Чкаловские чтения. Инженернофизические проблемы авиационной и космической техники” (м. Сгор’євськ, 1 - 4 липня 1999 року), четвертій українській конференції-виставці “Неруйнуючий контроль 99” (м. Київ, 20 - 23 квітня 1999 року), семінарі для керівників авіакомпаній з проблем забезпечення безпеки польотів (м. Київ, 16-17 лютого 1999 року), першій міжнародній науково-технічній конференції "Авіа-99” (м. Київ, 22 - 24 жовтня 1999року).

Реалізація результатів роботи

Результати дисертаційного дослідження впроваджені в АП України “Правила видачі Посвідчень про придатність до польотів цивільних повітряних суден України (затверджені наказом Міністерства транспорту України від 07.09.99. за № 435), а також використовуються у навчальному процесі КМУЦА, де вперше започаткована

підготовка фахівців за спеціалізацією “Сертифікація авіаційної техніки”.

Публікації '

За темою дисертаційної роботи опубліковано шість наукових праць, з яких дві без співавторів.

Структура та обсяг роботи

Дисертаційна робота складається з вступу, п’яти розділів, висновків, списку використаних джерел із 89 найменувань, додатків. Обсяг роботи - 172 сторінки машинописного тексту, в тому числі 54 рисунки і 22 таблиці.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі розкрита актуальність обраної теми дисертації, сформульована мета і задачі дослідження, наведені положення, що визначають наукове та практичне значення роботи.

У першому розділі, виходячи з вимог SARPS ІСАО, на підставі аналізу АП інших держав та проблем, що виникають при створенні системи державного регулювання ЛП, розглянута структура цієї системи та фактори, що визначають її специфіку на національному рівні.

Визначено, що об'єкт дослідження є обов’язковою складовою частиною системи підтримання ЛП ПС, що синтезується у взаємозв’язку з сертифікацією експлуатантів та авіаційного персоналу і базується на розподілі функцій між державною авіаційною адміністрацією та експлуатантами. Функцією державної авіаційної адміністрації є організація та забезпечення функціонування ефективної системи контролю і нагляду за виконанням експлуатантами вимог діючих АП та профілактики небезпечної практики під час експлуатації всього реєстрового парку ПС держави з метою виконання зобов’язань держави по регулюванню ЛП - одного з головних елементів,який забезпечує безпеку польотів повітряного транспорту.

Висвітлено, що керування системою підтримання ЛП має два основних ієрархічних рівня (нормативний та оперативний/ситуаційний). Заходи щодо керування на нормативному рівні проводяться з метою формування і корегування законодавчого і нормативно-правового базису сертифікації та мають довгострокову післядію та вплив на ефективність системи. На оперативному рівні керівні заходи мають безпосередній вплив на результативність виконання сертифікаційних функцій, встановлених на нормативному рівні, та мають забезпечити достатність і ефективність використання виділених ресурсів.

Визначається, що досліджений у роботі період (1993-1998рр.) є перехідним для діяльності ЦА України, як і для інших країн СНД, що зумовлено наслідками дерегулювання та дезінтеграції, змін форм власності та нестабільності економічного

стану, динамічних змін ринку авіаційної діяльності та зростання необхідних витрат на підтримання ЛП ПС, непридатності до нових умов “старої” адміністративної централізованої системи підтримання ЛП ПС та її нормативно-правового базису.

Аналіз процесу сертифікації ЛП ПС як об’єкту керування на державному рівні дозволив висвітлити основні його критичні елементи в поточних умовах України, що зумовлені наслідками перехідного періоду, зокрема, домінування емпіричного підходу до вирішення виникаючих проблем на нормативному рівні керування та недостатність наукового аналізу накопиченого досвіду на оперативному рівні керування.

Як показав проведений аналіз, експериментальні дослідження по керуванню процесом сертифікації ЛП реєстрового парку ПС, аналізу специфіки умов України знаходяться у стадії накопичення та попереднього узагальнення даних. Теоретичні розробки не мають достатнього розвитку і висвітлення у наукових виданнях. Існуючі моделі процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС не враховують його подійно-часовий перебіг, внаслідок чого не формується методологічна основа для виділення кількісних показників цього процесу, які необхідні для накопичення статистичних даних для подальшого їх дослідження.

Виходячи з цього в роботі запропоновано перелік якісних ознак, який враховує статус ПС як об’єкту сертифікації в процесі експлуатації, що дозволило провести укрупнену декомпозицію процесу, виділити множину {С} станів цього процесу та описати його структуру (рис. 1).

Рис.1. Узагальнена структура процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС С(г включення ПС до реєстру; С,- планова (обумовлена заявкою експлуатанта) сертифікація ЛП ПС;

С2- перебування з СЛП; С3- виключення ПС з реєстру; Сг перебування без СЛП; С3 - позапланова

сертифікація ЛП ПС

В межах подійно-часового підходу, виходячи із змістовного аналізу процесу сертифікації, запропонована подальша декомпозиція перебування у стані С/ у вигляді множини етапів {і,}, яка дозволяє відбити перебіг подій, що зумовлюють завантаження ресурсів органу сертифікації ЛП (рис.2).

Рис.2. Структура етапів стану С, в, - подача та розгляд заявки на сертифікацію ЛП; ї2~ прийняття рішення щодо заявки та призначення строків інспектування ЛП ПС; інспекція ЛП ПС; усунення невідповідностей та повторний розгляд заявки; я5- прийняття рішення по результатам інспектування, оформлення та видача СЛП, усунення невідповідностей та повторне інспектування ЛП ПС; ї/- відмова у видачі СЛП або призупинення його діі

На підставі проведеного аналізу визначена мета дисертаційної роботи і сформульовані основні задачі дослідження

У другому розділі наведені результати дослідження статистичних даних по процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС в умовах України. Методологічною основою виділених кількісних характеристик перебувань та переходів у множині станів {С} (див.рис.1) та множини етапів {$,} стану Сі (див.рис.2), використано подійно-часовий підхід до процесу.

Змістовний аналіз існуючої інформаційної бази, проведений відповідно до задач дослідження, дозволив висвітлити його орієнтованість на офіційні дії Укравіації і недостатність у відображенні подійно-часового перебігу процесу як об’єкту керування під час виконання функції сертифікації ЛП. Це зумовило додаткові складнощі статистичних оцінок та поглибленого аналізу кількісних характеристик процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС.

Проведено аналіз складу парку ПС у Державному реєстрі ПС України та його розподілу між експлуатантами. Встановлено, що його особливості, як витоку попиту на сертифікацію ЛП, складають:

- наявність значної кількості типів ПС та суттєва неоднорідність їх чисельності, що зберігається практично незмінною на всьому дослідженому періоді;

- неадекватність, що склалася, у закріпленні ПС за експлуатантами, яка призводить до недовикористання наявного парку ПС експлуатантами;

- значна кількість (в середньому 90) експлуатантів, та велика частка експлуатантів з малим по чисельності парком ПС, з нерозвинутими виробничими потужностями та фінансовими можливостями для підтримання ЛП і з малим* досвідом роботи на авіаційному ринку, що ускладнює виконання функції нагляду за ЛП та складає труднощі прогнозування перебігу процесу експлуатації реєстрового парку ПС, який генерує потік заявок на СЛП.

Аналіз складу потоку заявок на СЛП дозволив встановити, що особливості його динаміки визначаються двома домінуючими типами СЛП (97%), які передбачають комерційне використання ПС. Кількість заявок корегує (коефіцієнт кореляції 0,97) з долею типу ПС у реєстрі, що зумовлює неоднорідність значущості статистичних оцінок кількісних характеристик за типами ПС.

Визначена наявність значної тижневої нерівномірності сумарного потоку заявок на СЛП (рис.З), яка зумовлює відповідну неритмічність завантаження органу з сертифікації ЛП Укравіації. Ця нерівномірність у період 1993-1994рр. була зумовлена домінуванням первинних заявок, а у період 1994-1998рр. — заявками на подовження та/або поновлення СЛП, зумовленими особливостями процесу регенерації СЛП.

Номео тижня

Рис. 3. Динаміка сумарного потоку заявок на СЛП за період 1993-1998рр.

Баланс ПС, які знаходяться в реєстрі Np(t) та які беруть участь у процесі регенерації СЛП Np(t), описано рівнянням:

/£( 0 = / V 0+ а/С40(0+ ^(0+^(0 = М0+ л/С40(0, {1)

де Л/Сг(?)- кількість ПС у стані С2; NCl|g(t)lNC4A(t),NCl^п(t) - кількість ПС, які

знаходяться без СЛП у стані С4 і належать, відповідно, до групи С4о (не отримували СЛП), С4Л («активні», отримували СЛП багаторазово) і С4П («пасивні», що після первинного СЛП більше його не одержували).

Проведено аналіз процесу регенерації СЛП як послідовності перебувань та переходів у станах С2 , С4А і С4!и в результаті якого визначено основні його особливості: середній час перебування у станах С2 (ТСг) і С4А (ТС^А ), статистично не

пов’язаний з типом ПС та їх злітною масою; функції щільності розподілу ТСг та Гс4Л істотно не відрізняються як за типами СЛП і типами ПС, так і за роками, що дозволяє відобразити ці перебування узагальнюючими функціями щільності окремо для кожного із станів С2 та С4А; відсутність статистичного зв’язку між часом перебування у стані С/л та строком дії попереднього СЛП; частка ¿24 ПС, що після перебування у стані С2 не подовжують СЛП (переходи С2->С4), для 85% типів ПС має статистично близькі значення (в середньому на дослідженому календарному періоді 0,4155).

Аналіз статистичних даних показав, що позаплановий контроль ЛП (стан С5) не перевищує 0,01% від об’єму планового контролю (стан Сі). Тому подальший аналіз проводився тільки для стану СУ

Аналіз розподілу функцій ніж штатними та нештатними категоріями інспекторів ЛП (нештатні інспектори виконують тільки роботи етапу вз), що прийнятий в Укравіації, дозволив встановити наявність перевантаження штатних інспекторів (рис.4).

Роки І

< Рис.4. Динаміка завантаження різних категорій інспекторів ЛП

В умовах дефіциту бюджетного фінансування Укравіації це перевантаження компенсується перерозподілом інспекцій (етап в з) на нештатних інспекторів,-чисельність яких більш ніж у чотири рази перевищує чисельність штатних. Нештатні інспектори виконують близько 80% інспекцій ЛП.

Висвітлено, що низький рівень спеціалізації інспекторів (3-4 типи ПС), значна нерівномірність їх завантаження, зумовлена потоком заявок на СЛП, наявність у реєстровому парку значної частки застарілих ПС призводять до загрози зниження ефективності виконання функції сертифікації ЛП та інших негативних наслідків небезпечної практики.

Одержані результати стали основою для висування вимог до моделі процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС України.

У третьому розділі наведено розв’язання задачі синтезу імітаційної моделі процесу, що досліджується, специфікацію параметрів моделі (характеристики, що підлягають ідентифікації, керуючі впливи, фазові змінні) та методику ідентифікації характеристик моделі за статистичними даними.

До основних задач моделювання віднесено: імітація потоку заявок на СЛП к(і) з виділенням його складових (первинних кп(0 і повторних к„(і) заявок) та потоку ПС, що виключаються з реєстру к3(і); імітація подійно-часового балансу ПС в реєстрі

відповідно до рівняння (1) та виділення частки парку ПС А1 р(0 у взаємозв'язку з потокоми к(і) та к3(і); імітація перебування ПС у станах С2 та С4А, яка забезпечить відображення особливостей статистичних даних; імітація перебування ПС у стані С/, яка забезпечить відображення перебігу завантаження інспекторів ЛП у взаємозв’язку з потоком к(і).

Для вирішення вказаних задач, з урахуванням особливостей умов України, в моделі (див.рис.1) було прийнято: виключено стан Су, для стану С4 введено розподіл на активну Си та пасивну С4П частини; після стану С2 введено блок Д ділителя потоку ПС, який забезпечує розділення потоку на три частини (відповідно у стани С і, С4А та С4П), керування якими проводиться на основі балансу потоків ПС; стан Со розглядається як єдиний виток первинних заявок на СЛП к0(1); виключення ПС з реєстру проводиться тільки через стан С4п\ введені два блока суматорів, перший з яких І, об’єднує потоки заявок на СЛП ко(0 з стану Со і повторних заявок кп(і) після суматора £2> а другий І2 - складову потоку заявок на СЛП після ділителя Д, по ПС що не переходять в стан С4, та потоку ПС після стану С4А.

Для урахування характеру розподілу часу перебування ПС у станах С2 та С4А, введені додаткові моделі у вигляді марківських ланцюгів, кількість фазових станів яких визначається відповідно до фактичних строків перебування у станах із заданим кроком дискретизації. Це забезпечує можливість їх адаптації до різних видів функцій розподілу з заданою точністю. Враховуючи результати статистичних досліджень другого розділу роботи, в цих моделях прийнято, що відповідні інтенсивності переходів між фазовими станами є функціями номера ланцюгу, що суттєво спрощує ідентифікацію. Вказані моделі призводять до дискретності

модельного часу, що обумовлює необхідність його синхронізації при розрахунках.

Для урахування подійно-часових особливостей стану С/ (див.рис.2) та нерівномірності потоку к(1) заявок на СЛП, який обумовлює ситуації виникнення дефіциту (ФР(1)<Фп(/)) наявного фонду часу Ф?(0 інспекторів ЛП відносно потрібного Фп(0, розроблена марківська модель перебувань та переходів ПС по етапах {і,} цього стану.

Ситуації дефіциту ФР(У<Фп(0 обумовлюють небезпечні явища в процесі сертифікації, які важко безпосередньо проконтролювати. Умовою збереження ефективності виконання функції сертифікації є профілактика таких ситуацій за рахунок розробки та впровадження відповідних керуючих заходів. Визначено, що для оперативного регулювання в ситуаціях дефіциту Ф|>(7/><ФІі(7^ доцільне введення додаткового керуючого заходу - тимчасового подовження строку дії СЛП без проведення інспектування ЛП ПС, який поширюється тільки на ПС, що переходять у стан С і безпосередньо з С2 з частотою ¿2,=1 - <?24’ та передбачає врахування інтересів експлуатанта.

Для оцінки наслідків перевантаження інспекторів ЛП в ситуаціях Фр(У<Фц(У запропоновані показники, що відображають як тривалість, так і частоту виникнення таких ситуацій на протязі календарного інтервалу в один рік (//):

- сумарна тривалість затримок видачі СЛП:

де ¿(/г3Лг) - сумарна тривалість затримок у іт3; Г3 - інтервал дискретизації виміру тривалості затримки; І = 1,П - ціле число;

- інтегральна частота затримок, тривалість яких більше або дорівнює Іг3:

де й>(/г3,їг)- частота виникнення затримок тривалістю /г3, що знаходиться з виразу:

де5] Л/р1((^)-сумарна кількість ПС, що перебувала у стані С, за календарний час іг.

Основу обчислювального процесу імітаційної моделі складає послідовна • процедура розв'язання за методом Адамса системи рівнянь Колмогорова-Чепмена на кожному кроці дискретизації процесу відносно параметрів, що відбивають подійно-часовий баланс розподілу ПС по станам С/, С2, С4А відповідно до потоку

Оф(тз**г) = Х Silr3.tr).

(2)

00

<М'гз#*г)= 2>(./гЗ/?г).

(3)

н

(4)

заявок на СЛП та системи балансових тотожностей і обмежень, які синхронізуються по кожному кроці розрахунків. Відповідно до природного тижневого циклу потоку заявок на СЛП за одиницю модельного часу прийнято один тиждень.

Для короткострокового прогнозу процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС розроблена аналітична модель потоку к(і) заявок на СЛП.

Четвертий розділ містить результати модельних досліджень динаміки процесу регенерації СЛП для реєстрового парку ПС в межах 1993-1998рр. та прогнозу на 1999-2000рр., а також аналізу впливу керівних заходів на нерівномірність завантаження інспекторів ЛП.

Результати моделювання та прогнозу динаміки процесу регенерації СЛП дозволили встановити такі основні домінуючі тенденції:

- зменшення кількості ПС у станах Сі и С4Л за рахунок збільшення кількості пасивних ПС ^сАП(^н) ПРИ наявності стабілізації відношення

^с!(^н)/[Л/с2(^н)+ Л/С^л(?н)], що зберігається незважаючи на тенденцію зменшення потоку заявок на СЛП у прогнозованому періоді;

- зменшення темпів обертання ПС в цьому процесі (зростання Тс^н)/Тс2(ін)та[Тс^(н)+ТС2

(¿н)]/^г), що зумовлює зростання періодичності сертифікаційного контролю в цілому по реєстрового парку ПС і негативно впливає на виконання зобов’язань держави по безперервному нагляду за реєстровим парком ПС.

З метою спрощення досліджень, зі збереженням змістовного значення при тлумаченні одержаних результатів, введені додатково: приведена кількість інспекторів ЛП, що дозволяє розглядати тільки категорію штатних інспекторів, яка еквівалентна відсутності передачі інспектування нештатним їх категоріям; нормована кількість інспекторів ЛП, яка визначається за виконанням наступних умов:

Ц1 т3і(г) = <5гі> (5)

у=і

со .

И<»г3, Гг) = <в(/г3г Іг) < д, (6)

Н'

де /*г3 - тривалість затримок видачі СЛП, що передбачена діючими АП (строк

тимчасового подовження дії СЛП); д - задана мала величина (порядку 10~2), яка визнається допустимою точністю розрахунків.

Як базовий варіант модельних досліджень, відносно якого призначався діапазон змін керуючих впливів, визначено: кількість інспекторів ЛП, яка розраховується

відповідно до умов (5) - (6) для випадку коли /*=1; необхідні витрати часу на проведення сертифікації ПС, що оцінені за статистичними дослідженнями другого розділу.

Результати моделювання переходів і перебувань ПС у стані С/ та дослідження структури дефіциту Оф(/г3,(н) за календарним часом при змінах кількості

інспекторів ЛП Мр^г) та мінімальних витрат часу, необхідних для проведення сертифікації ПС Т£“", дозволили встановити, що в умовах нерівномірності потоку заявок на СЛП найбільш критичними є дефіцит інспекторів ЛП та підвищення необхідних витрат часу на проведення сертифікації ПС (рис.5). Вони призводять до нелінійного росту складових дефіциту часу та збільшення періоду, в межах якого

Рис. 5. Залежність інтегральної частоти затримок видачі СЛП від їх тривалості при різній кількості інспекторів ЛП

існують затримки видачі СЛП. Разом з тим підвищення М*р(Іг) (зменшення Т£ш) відносно базових значень не має суттєвого впливу на Оф(/гзДн) та на И$г3,*г). що зумовлює зменшення ефективності їх застосування.

Висвітлено непристосованість цих керуючих впливів для оперативного керування у ситуаціях коли ФР(У<ФП(У- Це зумовлює необхідність розробки спеціальних додаткових заходів для керування навантаженням інспекторів ЛП у таких ситуаціях.

У п’ятому розділі наведені рекомендації щодо удосконалення керування процесом сертифікації ЛП реєстрового парку ПС, що витікають з проведених досліджень і базуються на використанні імітаційної моделі цього процесу.

Визначено, що наявність дефіциту бюджетного фінансування діяльності Укравіації обумовлює доцільність, для оперативного регулювання завантаження інспекторів ЛП, використання додаткового керуючого впливу - тимчасового подовження строку дії СЛП.

Розроблена процедура визначення строку тимчасового подовження дії СЛП, що враховує умови використання його як керуючого впливу. Вона передбачає по залежності И^/’гз,/г)=Г{ Мр(/Г)} (див.рис.5) для лінії, що відповідає наявній кількості інспекторів ЛП М*р((г): 1) перевірку виконання умови (5) при значенні і*=1 (тобто для 1/1/(іг3, ?/-)), що забезпечує виконання умов застосування керуючого впливу, який розглядається; 2) знаходження такого /г3, яке відповідає умові (6) при $■=0,01. .

Якщо визначене ітз у сумі з середньою тривалістю перебування ПС з СЛП ТСг не перевищує максимально допустимого строку дії СЛП, що визначено АП, то таке /г3 призначається як раціональний строк тимчасового подовження дії СЛП. У протилежних випадках наявна кількість інспекторів ЛП визнається недостатньою.

Визначений відповідно до поточних умов діяльності Укравіації строк тимчасового подовження дії СЛП становить чотири тижні. Як додатковий керуючий захід його впроваджено у нових АП України.

Розроблена методика визначення потрібної кількості інспекторів ЛП в умовах нерівномірності потоку заявок на СЛП є логічним розвитком попередньої задачі і призводить до мінімізації їх чисельності. Необхідність використання методики виникає у випадках наявності потреби у зміні Гс“'" (наприклад, при впровадженні додаткових методів визначення відповідності ЛП ПС встановленим вимогам), а також при змінах у процесі експлуатації реєстрового парку ПС (наприклад, при змінах у ГСз, ТС^А, ^і).

Практичне застосування методики передбачає наявність статистичного дослідження процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС та ідентифікації характеристик імітаційної моделі.

Ітеративна послідовність визначення кількості інспекторів ЛП, яка реалізована в методиці, враховує, що залучення додаткових ресурсів для підвищення Мр(^)

(Гс""') проводиться з умов відсутності можливості результативного використання

тимчасового подовження строку дії СЛП для оперативного регулювання навантаження інспекторів ЛП.

Запропоновані також додаткові рекомендації, які витікають з результатів досліджень, зокрема декларування експлуатантами ЛП ПС, які мають простій без СЛП більше одного року, та диференційованого підходу до формування програми їх інспектування; планування комплексних сертифікаційних інспектувань експлуатантів і ЛП закріплених ПС.

ВИСНОВКИ

1. Проведений аналіз процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС як обов’язкової складової системи підтримання ЛП та як об’єкту керування на держаному рівні. Визначено, що критичні елементи процесу сертифікації ЛП, які відбивають його поточні особливості в умовах України, значною мірою обумовлені емпіричним підходом при формуванні АП, недостатньою теоретичною проробкою та обмаллю експериментальних досліджень подійно-часового перебігу цього процесу, що знижує ефективність нагляду за ЛП реєстрового парку ПС.

2. На основі подійно-часового підходу проведене дослідження статистичних даних щодо процесу сертифікації ЛП реєстрового парку ПС, що дозволило визначити його основні особливості як об’єкту керування в умовах перехідного періоду діяльності ЦА України, зокрема зростання парку пасивних ПС і зменшення активних, зростання періодичності проведення сертифікації ЛП, значну нерівномірність за календарним часом потоку заявок на СЛП, яка призводить до перевантаження інспекторів ЛП, що не сприяє ефективності виконання функції сертифікації ЛП і потребує розробки адекватних керуючих заходів відповідно до наявних умов.

3. Розроблена імітаційна модель, яка відображає подійно-часовий баланс реєстрового парку ПС та сертифікацію їх ЛП. Обчислювальний процес моделі, що проводиться за дискретним часом на виділеній множині дискретних станів, дозволяє аналізувати динаміку розподілу ПС по станах цього процесу та по завантаженості інспекторів ЛП. Математичний опис моделі орієнтовано на можливість ідентифікації характеристик моделі за статистичними даними реальної інформаційної бази.

4. В результаті проведених модельних експериментів розроблені показники та одержані оцінки впливу керуючих заходів на нерівномірність навантаження інспекторів ЛП, що дозволило встановити необхідність та доцільність введення додаткового керуючого заходу - тимчасового подовження строку дії СЛП без проведення інспектування ПС, - що створює умови для оперативного регулювання

завантаження інспекторів ЛП та підвищення ефективності контролю виконання експлуатантами вимог діючих АП щодо підтримання ЛП реєстрового парку ПС.

5. Розроблена процедура визначення раціонального строку тимчасового подовження дії СЛП з урахуванням конкретних умов експлуатації реєстрового парку ПС, наявної чисельності інспекторів ЛП та мінімальних витрат часу на проведення сертифікації ЛП одного ПС. Визначено, що для поточних умов діяльності Укравіації такий строк становить один місяць. Додатковий керуючий захід, що дозволяє тимчасове подовження дії СЛП строком до одного місяця, впроваджено в АП України.

6. Розроблена методика визначення потрібної кількості інспекторів ЛП, яка спрямована на забезпечення достатньої кількості інспекторів для ефективного виконання сертифікації ЛП реєстрового парку ПС в умовах нерівномірності потоку заявок на СЛП та наявності тимчасового подовження строку дії СЛП як додаткового керуючого впливу для оперативного регулювання завантаженості інспекторів ЛП.

Результати досліджень впроваджені в Укравіації, авіаційній адміністрації республіки Литва, використовуються в навчальному процесі КМУЦА при підготовці фахівців за спеціалізацією “Сертифікація авіаційної техніки”.

Публікації за темою дисертаційної роботи

1. Кордянин Ю.И. Проблемы структурирования органов государственного регулирования деятельности эксплуатантов авиационной техники // Вісник КМУЦА.

- К.: КМУЦА. - 1998. - №1. - С.420 - 422.

2. Чехаровский И.Т., Кордянин Ю.И Методологический подход к формированию структур оптимального регулирования процессов сохранения летной годности реестрового парка воздушных судов Украины // Проблемы информатизации и управления. - К.: КМУГА, 1998. - Вып. 3. - С.268-271.

3. Орлов A.B., Кордянин Ю.И. Эксплуатационный надзор и инспектирование

сохранения летной годности как объект управления на национальном уровне//Вісник КМУЦА -K.: КМУЦА. - 1999. №1 - С.251-254. і

4. Кордянин Ю.И., Орлов A.B. Статистический анализ динамики процессов і

сертификации и инспектирования летной годности воздушных судов на '

национальном уровне в условиях Украины // Проблемы системного подхода в экономике. - К.: КМУГА. - Вып. 3. - 1999. - С.168-182. !

5. Кордянин Ю.И., Орлов A.B. Анализ процесса сертификации летной годности !

эксплуатируемого парка воздушных судов как объекта моделирования // Проблемы J

безопасности полетов — М.: ВИНИТИ. - 1999. №7 - С. 3-11. |

6. Кордянин Ю.И. Моделирование динамики процесса сертификации летной |

годности экземпляра воздушного судна (на примере реестрового парка воздушных судов Украины) //Вісник КМУЦА. - К.: КМУЦА,1999. -№2 - С. 312-322.

АНОТАЦІЯ

Кордянін Ю.І. Керування сертифікацією льотної придатності повітряних суден в експлуатації. - Рукопис. .

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.20 - експлуатація і ремонт засобів транспорту. - Київський міжнародний університет цивільної авіації, Київ, 2000.

Об’єктом дослідження є процес сертифікації льотної придатності (ЛП) реєстрового парку повітряних суден (ПС), що розглядається як складова частина системи підтримання ЛП на державному рівні. В дисертації представлені результати статистичного дослідження та імітаційна модель цього процесу, які базуються на подійно-часовому підході до аналізу його перебігу як об’єкта керування.

Дослідження спрямовані на впровадження адекватних до існуючих умов експлуатації ПС заходів щодо керування процесом сертифікації їх ЛП з метою забезпечення ефективності контролю виконання експлуатантами вимог авіаційних правил (АП) щодо підтримання ЛП реєстрового парку ПС. Результати дослідження дозволили висвітлити доцільність введення в АП додаткового керуючого впливу, тимчасового подовження строк дії сертифікату ЛП (СЛП) як заходу оперативного регулювання навантаження інспекторів ЛП в умовах нерівномірності потоку заявок на СЛП та розробити процедуру його визначення.

Розроблена методика визначення потрібної кількості інспекторів ЛП, спрямована на забезпечення достатньої .кількості інспекторів, необхідної для ефективного виконання сертифікації ЛП реєстрового парку ПС в умовах нерівномірності потоку заявок на СЛП та наявності тимчасового подовження строку дії СЛП як додаткового керуючого впливу для оперативного регулювання завантаженості інспекторів ЛП.

Ключові слова: сертифікація льотної придатності, реєстровий парк повітряних суден, імітаційне моделювання, завантаження інспекторів, методики керування.

АННОТАЦИЯ

Кордянин Ю.И. Управление сертификацией летной годности воздушных судов в эксплуатации. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.20 - эксплуатация и ремонт средств транспорта. - Киевский международный университет гражданской авиации, Киев, 2000.

Объектом исследования является процесс сертификации летной годности (ЛГ) реестрового парка воздушных судов (ВС), который рассматривается как составная часть системы поддержания ЛГ на государственном уровне. В диссертации представлены результаты статистического исследования этого процесса и выявленные его особенности как объекта управления, а также имитационная модель

этого процесса, которые базируются на событийно-временном подходе к анализу его протекания по календарному времени.

Основу вычислительного процесса имитационной модели составляет последовательная процедура решения методом Адамса системы уравнений Колмогорова-Чепмена на каждом шаге дискретизации процесса, относительно параметров, которые отражают событийно-временной баланс распределения ВС по выделенной совокупности состояний в соответствии с потоком заявок на сертификаты ЛГ и системы балансовых тождеств и ограничений, которые синхронизируются на каждом шаге расчетов.

Исследования направлены на внедрение адекватных к существующим условиям эксплуатации ВС мероприятий по управлению процессом сертификацией их ЛГ с целью обеспечения эффективности контроля выполнения эксплуатантами требований авиационных правил (АП) по поддержанию ЛГ реестрового парка ВС. Проведенные с помощью имитационной модели исследования позволили установить целесообразность введения в АП дополнительного управляющего воздействия, временного продления срока действия сертификата ЛГ (СЛГ), которое в условиях неравномерности потока заявок на СЛГ позволяет оперативно регулировать загрузку инспекторов ЛГ. Разработана процедура определения этого срока.

Разработана методика определения потребного количества инспекторов ЛГ, которая направлена на обеспечение достаточной численности инспекторов, необходимой для эффективного проведения сертификации ЛГ реестрового парка ВС в условиях неравномерности потока заявок на СЛГ и при наличии временного продления срока действия СЛГ как дополнительного управляющего воздействия для оперативного регулирования загрузки инспекторов ЛГ.

Ключевые слова-, сертификация летной годности, реестровый парк воздушных судов, имитационное моделирование, загруженность инспекторов, методики управления.

ANNOTATION

Kordyanin Y.I. The control of airworthiness certification of aircraft in operation. - Manuscript.

The dissertation for Ph.D degree in Engineering Sciences Competition on specialty 05.22.20 - operation and repair of means of transport. - Kyiv international university of civil aviation, Kiev, 2000.

Object of research is the process of airworthiness certification of register park of aircraft, which is considered as a component of a airworthiness maintenance system at a state level. In the dissertation the results of research and simulating model of this process are submitted. The model is based on the event-time approach to the analysis to its course as object of regulation. The researches are directed on maintain of the control effectiveness

of operators fulfilment to the requirements of air rules on airworthiness maintenance of aircraft register park on the basis of introduction adequate up to the existing operation conditions of aircraft, measures on control of airworthiness certification of them. The results of research have allowed to establish expediency of introduction in air rules of additional managing effect, the temporary prolongation of validity of the airworthiness certificate (AC) in conditions of irregularity of a flow of the applications on the AC and to develop a procedure of its determination.

The technique of determination of the rational quantity of airworthiness inspectors is developed. It is directed on maintenance of sufficient number of the inspectors, which is necessary for effective realization of airworthiness certification of register park aircraft in conditions of irregularity of a flow of the applications on AC and at prcscncc of temporary prolongation of AC validity, as additional managing effect for operative regulation of loading of the airworthiness inspectors.

Key words: airworthiness certification, aircraft park of register, simulation modeling, loading of inspectors, technique of control.