ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТИ НА САМОЛЁТЕ Российский патент 2019 года по МПК G05B19/4065 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение связано с областью технического обслуживания самолетов.

Уровень техники

В качестве аналога предложена «Компьютерная система технического обслуживания для самолета» (патент RU 2486566 С2, автор Корбефен Жан-Филипп), которая разделена на защищенную зону, называемую зоной авионики и открытую зону. Система включает в себя первый программный модуль, размещенный в зоне авионики, и второй программный модуль, размещенный в открытой зоне, причем первый модуль выполнен с возможностью следования по логическому дереву поиска отказа, а второй модуль выполнен с возможностью представления электронного документа технического обслуживания с прохождением по этому логическому дереву поиска отказа первым модулем, автоматически и синхронно генерирующим представление вторым модулем страниц упомянутого документа технического обслуживания, связанных, соответственно, с узлами упомянутого дерева.

В качестве недостатков данной системы можно отметить следующее.

Из описания изобретения следует:

1. "Первый модуль, как правило, определяет следующий узел как функцию результата выполнения упомянутой задачи технического обслуживания, соответствующей данному узлу". Результат выполнения задачи технического обслуживания определяет оператор зоны авионики. Переход к следующему узлу происходит по его команде. Таким образом, поиск причины отказа ведется последовательным перебором узлов, что увеличивает время поиска причины неисправности.

2. Считается, что Руководство по диагностике неисправностей (РДН) содержит "исчерпывающее описание процедуры обнаружения неисправности". В действительности это не так. РДН содержит только те виды неисправности, которые разработчик самолета в них заложил. Этот список, по разным причинам, ограничен относительно небольшим набором очевидных отказов и причин их вызывающих. Список ограничивает эффективность поиска неисправности на основе дерева отказов. Описание всех возможных отказов и анализ влияния компонентов бортовой кабельной сети их вызывающих не может быть реализован в РДН из-за существующих ограничений времени, отводимого на разработку эксплуатационной документации.

3. Дерево отказов считается неизменным. В действительности это не так. В процессе жизненного цикла самолета меняется дерево отказов и алгоритм следования по нему, например, в результате модернизации оборудования самолета. Это требует обновления программного модуля закрытой зоны.

4. В течение жизненного цикла парка самолетов происходит накопление видов отказов не отраженных в дереве отказов и РДН. В системе отсутствует механизм учета этих отказов, что снижает диагностические возможности системы и эффективность автоматизированного поиска причин неисправностей.

Термины и определения

Бортовой журнал - компьютерное мобильное программное приложение с удобным интерфейсом на планшете, смартфоне летчика или авиатехника, в нем размещен электронный документ с описанием неисправности.

Математическая модель оборудования самолета - Математическая модель, реализующая функцию О = Ф (П).

Областью значений функции Ф является множество отказов оборудования, которые могут быть зафиксированы экипажем или собраны компьютером закрытой зоны за время полета всего парка самолетов данного типа. К ним, например, относятся:

- несвоевременное прохождение (не прохождение) индикации (сигнализации) работы устройств, агрегатов, функций;

- сообщения об отказах быстросменных блоков (LRU);

- несвоевременное включение (отключение) устройств и агрегатов, функций блоков LRU;

- неприемлемые погрешности в показаниях измерительных приборов, то есть все то, что может быть зафиксировано субъективно (экипажем) и объективно компьютером закрытой зоны.

Областью определения функции Ф является множество причин отказов компонентов. К ним относятся отказы, например, проводников, электрических соединителей, автоматов защиты и предохранителей, сигнализаторов, переключателей, источников питания, электро-радио элементов в конструкции самолетных электросборок, отказы которых приводят к отказам из области значений функции Ф. Каждый элемент из области определения функции Ф, входит в математическую модель оборудования самолета в виде математического описания его функционирования в нормальном состоянии и в состоянии отказа.

Математическое моделирование отказа - введение в математическую модель компонентов отказов и задержек распространения сигналов в линиях электрических связей.

Программный модуль компьютера открытой зоны - содержит математическую модель оборудования самолета, выполняет математическое моделирование отказа, сравнивает ее с записью в бортовом журнале, изменяет область значений и область определения функции Ф по команде оператора.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение связано с компьютерной системой технического обслуживания для самолета, оборудованной сетью, которая разделена на защищенную зону, называемую зоной авионики, и открытую зону, при этом зона авионики включает в себя первый компьютер, открытая зона включает в себя второй компьютер, содержащий программный модуль, связанный с первым компьютером через однонаправленную линию связи, проходящую от зоны авионики до открытой зоны, причем программный модуль открытой зоны содержит математическую модель оборудования самолета, имеет возможность вводить в нее отказы, фиксировать ее состояние, сравнивать его с записью в бортовом журнале и генерировать представления страниц электронного документа технического обслуживания и их передачу в первый компьютер при совпадении состояния математической модели с записью в бортовом журнале.

Технический результат заключается в повышении эффективности поиска причин неисправности и исключении необходимости обновления программного модуля в зоне авионики.

Задачи, на решение которых направлено заявляемое изобретение:

- с помощью математической модели оборудования установить взаимно однозначное соответствие между неисправностью, записанной в бортовом журнале и множеством причин, которые к ней могут привести. Когда такое соответствие установлено выводятся карты ТО для этих причин.

- в течение жизненного цикла изделия наращивать список рассматриваемых неисправностей (значений функции) и список причин (область определения функции).

Краткое описание чертежей

Работа системы описывается со ссылкой на:

Фиг. 1 иллюстрирует работу заявленной компьютерной системы технического обслуживания.

Фиг. 2, 2а иллюстрирует алгоритм работы заявленной компьютерной системы технического обслуживания.

Фиг. 3 иллюстрирует работу заявленной модифицированной компьютерной системы технического обслуживания.

Фиг. 4, 4а иллюстрирует алгоритм поиска неисправности.

Осуществление изобретения

Система состоит из двух частей, 1 и 2, соответственно находящихся в зоне (ЗА) авионики и в открытой зоне (ОЗ). Зона авионики включает в себя рабочее место оператора 7, первый компьютер 4 и бортовой журнал 5.

В качестве первого компьютера 4, например, может выступать бортовая система технического обслуживания (БСТО), в которой регистрируются отказы, случившиеся в полете.

Открытая зона включает в себя:

- второй компьютер 3, например компьютер базового аэропорта авиакомпании;

- рабочее место оператора 8;

- программный модуль 6, содержащий математическую модель оборудования самолета.

Первый компьютер 4 взаимодействует с программным модулем 6 второго компьютера 3, который связан с первым компьютером 4 из зоны авионики 1 через однонаправленную линию связи, проходящую от зоны авионики до открытой зоны. Программный модуль 6 содержит математическую модель оборудования самолета.

Математическая модель оборудования создается на основе конструкторской документации разработчика самолета и загружается в программный модуль компьютера 3 открытой зоны.

Коды отказов, случившихся в данном полете, в базовом или транзитном аэропорте передаются из первого компьютера 4 зоны авионики (см. Фиг. 1) во второй компьютер 3 открытой зоны. Второй компьютер 3 с помощью программного модуля 6, запускает имитацию отказов компонентов из области определения функции Ф математической модели ВС, фиксирует появление значения функции Ф, совпадающее с анализируемым кодом отказа. Фиксирует компоненты, отказы которых соответствуют данному значению функции Ф.

Соответствующие этому значению функции Ф отказы компонентов являются причинами рассматриваемого отказа.

Выявив компоненты, отказы которых приводят к данному отказу (неисправности), программный модуль 6 генерирует соответствующие технологические карты по их обслуживанию и передает по защищенной сети Интернет на ноутбук, планшет или смартфон на рабочее место оператора технического обслуживания 7 для устранения отказа компонентов.

В том случае, если после выполнения предписанных операций по технологическим картам (ТК), устранения отказа не произошло, поиск причин отказа выполняется традиционным способом. После устранения отказа, оператор с рабочего места 7, по защищенной сети Интернет направляет отчет на рабочее место оператора 8 для уточнения области определения функции Ф математической модели оборудования. Отчет оператора 7 представляет собой словесное описание установленной причины отказа.

В том случае, если программный модуль второго компьютера 3 не обнаружил код отказа по результатам работы математической модели, то программный модуль второго компьютера 3 добавляет этот код (тип) отказа в область значений функции Ф, сообщает по защищенной сети Интернет на ноутбук, планшет или смартфон на рабочее место оператора технического обслуживания 7 о необходимости поиска и устранения причин отказа традиционным способом (Фиг. 2). Однако, после определения причин данного отказа, оператор с рабочего места 7 по защищенной сети Интернет направляет отчет на рабочее место оператора 8 для уточнения области определения функции Ф математической модели оборудования и алгоритма моделирования.

Сведения об отказе, записанные экипажем в бортовой журнал 5, передаются оператором 7 оператору 8 открытой зоны по защищенному каналу сети Интернет. Оператор 8 формирует с помощью программного модуля 6 второго компьютера 3 код отказа и запускает имитацию отказов компонентов из области определения функции Ф математической модели самолета. Выявив компоненты, отказы которых приводят к данному отказу, программный модуль генерирует соответствующие технологические карты по их обслуживанию и передает по защищенной сети Интернет на ноутбук, планшет или смартфон на рабочее место оператора технического обслуживания 7 для устранения отказа компонентов. Дальнейшее устранение причин отказа и уточнение функции Ф происходит в соответствии с алгоритмом (Фиг. 2, 2а).

Как видно из алгоритма работы системы, поиск причин неисправности и генерирование соответствующих технологических карт ведется автоматически вторым компьютером 3 открытой зоны с помощью программного модуля 6. При этом нет необходимости иметь в первом компьютере 4 зоны авионики программный модуль с деревом отказов и выполнять его уточнение в процессе жизненного цикла самолета. Все возможные причины отказа, встретившиеся в течение жизненного цикла всего парка самолетов, вычисляются программным модулем 6 во втором компьютере 3 открытой зоны, а сам программный модуль 6 обновляется в соответствии с описанным алгоритмом.

Использование программного модуля 6 с математической моделью оборудования позволяет повысить эффективность поиска неисправности, так как второй компьютер 3 выявляет все компоненты бортовой кабельной сети, являющиеся причиной данного отказа. Нет необходимости разрабатывать дерево отказа, создавать дорогостоящие и малоэффективные Руководства по диагностике неисправности (РДН) и поддерживать их в актуальном состоянии.

На Фиг. 3 представлена модификация системы, содержащая третий компьютер, например сервер разработчика самолета, предназначенный для:

- формирования и модификации математической модели оборудования самолета в ходе выполнения опытно-конструкторских работ;

- хранения актуальных релизов математической модели оборудования самолета и резервирования данных;

- поиска неисправности с помощью математической модели оборудования самолета программного модуля;

- обеспечения соединения по протоколу TCP/IP с рабочим местом оператора технического обслуживания;

- аутентификации и авторизации оператора технического обслуживания при подключении и тестировании программного модуля (моделирование отказов);

- обеспечения защиты данных от взлома.

На Фиг. 4, 4а представлена модификация алгоритма работы программного блока 6 компьютера 2 и оператора 7.

В том случае если оператору 7 не удалось найти причину отказа традиционным способом, он направляет код отказа по защищенной сети Интернет в компьютер 9, для получения дополнительных рекомендаций по устранению отказа. После определения причин данного отказа, оператор с рабочего места 7 по защищенной сети Интернет направляет отчет на рабочее место оператора 8 и в третий компьютер 9, для уточнения области определения функции Ф математической модели оборудования и алгоритма моделирования.

Наличие третьего компьютера и его связь с оператором технического обслуживания 7 обеспечивает совершенствование математической модели в течение жизненного цикла самолета и повышение глубины и точности поиска неисправных компонентов оборудования самолета.

Интеллектуальная система технического обслуживания для самолета содержит сеть, разделенную на защищенную зону авионики и открытую зону. Каждая из зон содержит компьютеры, которые взаимодействуют через однонаправленную линию связи. Программный модуль открытой зоны выполнен с возможностью представления электронного документа технического обслуживания, а также содержит математическую модель оборудования самолета, которая имеет возможность сравнивать отказы, поступаемые от компьютера авионики, с состояниями математической модели. При совпадении состояния математической модели с отказом или записью в бортовом журнале происходит генерирование представления страниц электронного документа технического обслуживания и передача их в компьютер авионики. Обеспечивается повышение эффективности поиска причин неисправности, исключение необходимости обновления программного модуля в зоне авионики. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Интеллектуальная система технического обслуживания для самолета, оборудованная сетью, которая разделена на защищенную зону, называемую зоной авионики, и открытую зону, при этом зона авионики включает в себя первый компьютер, открытая зона включает в себя второй компьютер, взаимодействующий с первым компьютером через однонаправленную линию связи, проходящую от зоны авионики до открытой зоны, причем программный модуль открытой зоны выполнен с возможностью представления электронного документа технического обслуживания, возможностью автоматического генерирования представления страниц электронного документа технического обслуживания, отличающаяся тем, что программный модуль открытой зоны содержит математическую модель оборудования самолета, имеет возможность вводить в нее отказы, сравнивать ее состояние с отказом, поступившим от первого компьютера, или записью в бортовом журнале, а генерирование представления страниц электронного документа технического обслуживания и их передача в первый компьютер происходит при совпадении состояния математической модели с отказом, поступившим от первого компьютера, или с записью в бортовом журнале.

2. Интеллектуальная система по п. 1 отличающаяся тем, что в нее введен третий компьютер открытой зоны, связанный с рабочим местом оператора 7 и вторым компьютером открытой зоны, который может по сети Интернет передавать в третий компьютер коды отказов и результаты выполнения электронных документов технического обслуживания и получать обновление математической модели оборудования.