6 - 2007

Вопросы интеграции средств информационного обеспечения на этапе эксплуатации и послепродажного обслуживания самолетов

Станислав Долидзе, Вячеслав Климов, Валерий Клишин, Александр Недер, Ольга Собенникова

Архитектура системы информационной поддержки послепродажного обслуживания самолетов

Управление конфигурациями

Автоматизация разработки эксплуатационной документации

Заключение

В условиях надвигающейся глобализации вопросы удержания и расширения своих позиций на мировом рынке для российских предприятий — производителей наукоемкой продукции становятся весьма актуальными. Особенно это касается авиастроения, которое традиционно отличается жесткой конкуренцией на национальных рынках стран-производителей и на мировом рынке. Следует отметить, что именно на мировом рынке авиационной техники непременным условием заключения контрактов на поставку сейчас становится выполнение требований международных стандартов по интегрированной логистической поддержке поставляемой продукции, например стандарта США MIL-STD-1388, универсального стандарта Великобритании DEF-0060 и ряда других. Этот факт подтверждается интенсивностью запросов заказчиков относительно обеспечения информационной поддержкой при поставке на экспорт продукции гражданского и военного назначения.

Под интегрированной логистической поддержкой (ИЛП) понимается совокупность методов и средств обеспечения информационными, материальными и финансовыми ресурсами всех этапов жизненного цикла изделия, от разработки до снятия с эксплуатации, для минимизации суммарных затрат при удовлетворении заданных показателей безопасности, технической готовности и эффективности использования изделия в соответствии с его назначением.

Современный подход к информатизации процессов в авиастроении заключается в том, что все звенья единой цепочки, обеспечивающие жизненный цикл изделия, такие как проектная организация (КБ и партнеры-разработчики), предприятие-изготовитель, сервисные центры обслуживания и ремонта со складами запасных частей, OEM-партнеры, то есть производители и поставщики оборудования и запчастей (original equipment manufacturers, OEM), а также собственно эксплуатант, должны быть интегрированы в единое информационное пространство (ЕИП).

В настоящее время техническое обслуживание и ремонт (ТОиР) современных воздушных судов (ВС) требует оперативного учета, контроля и анализа состояния ВС с предоставлением необходимых данных по составу изделия с детализацией для каждого борта, включая все изменения, вносимые в конфигурацию на других этапах жизненного цикла. Такой подход не только позволяет существенно сократить сроки разработки и поставки эксплуатанту готовой продукции, но и обеспечивает его участие в процессе создания продукции.

Cистемы информационной поддержки ТОиР, или, по западной терминологии, MRO (Maintenance, Repair and Overhaul), должны соответствовать требованиям международных стандартов, важнейшими из которых являются выпущенные в 2005 году стандарты ISO 10303-239:2005, ASD 1000D и ASD 2000M. Первый из них разработан на основе концепции PLCS (Product life cycle support) и определяет основные положения информационной поддержки процессов в течение жизненного цикла изделия. Соответственно выполнение этих требований вынуждает применять новые информационные технологии и средства организации информационного взаимодействия.

Стандарты ASD 1000D и ASD 2000D, разработанные Европейской ассоциацией производителей аэрокосмической техники в рамках стандартизации документации стран-участниц и являющиеся новой версией известных в авиации стандартов AECMA 1000D и 2000D, формулируют требования по подготовке эксплуатационной документации. Стандарт ASD 1000D используется при создании документации в ходе выполнения проекта разработки воздушного судна или оборудования. Кроме стандартизации перечня информации предметной области, стандарт регламентирует определение общей базы данных эксплуатационной документации. В его основу положен принцип иерархического представления данных, что для конечного пользователя значительно облегчает работу с информацией.

Главным следствием, вытекающим из основных положений стандартов, является непрерывная и оперативная интегрированная информационная поддержка жизненного цикла изделий. Реализовать ее можно только на основе web-технологий, в отличие от применяемых в настоящее время в области MRO информационных систем с клиент-серверной архитектурой.

Задачи, которые ставятся перед современной системой MRO, представляют собой целый комплекс разнородных работ, выполняемых разными исполнителями в различных географических точках. При создании MRO основной акцент делается на интеграции сервисных систем, обеспечивающих требуемый уровень технической эксплуатации самолетов, с целью минимизации стоимости жизненного цикла. Информационная поддержка систем MRO направлена в первую очередь на обеспечение необходимой информационной инфраструктуры для ведения работ по обслуживанию, ремонту и модернизации.

Архитектура системы информационной поддержки послепродажного обслуживания самолетов

Архитектура интегрированной системы информационной поддержки послепродажного обслуживания самолетов представлена на рис. 1. Эта схема отображает источники порождаемой информации с помощью различных систем автоматизации процессов, а также центры ее хранения и использования в ходе реализации жизненного цикла самолета. Источником данных о самолете является Полное электронное определение изделия (ПЭОИ), которое содержит всю информацию, необходимую для производства и дальнейшей эксплуатации самолета. ПЭОИ создается и поддерживается на протяжении жизненного цикла самолета с помощью автоматизированных систем, включая САПР, системы инженерных расчетов, АСТПП, PDM, PMS, ERP, системы разработки эксплуатационной документации и др. Существенным является то, что в хранилище данных ПЭОИ централизованно хранятся не только исходящие от разработчиков данные, относящиеся к проектно-конструкторской сфере, но и данные, которые формируются на заводах-изготовителях в процессе технологической подготовки и при производстве самолета. Частью ПЭОИ является распределенная база данных эксплуатационной документации, которая разрабатывается в ходе проектирования, дополняется на этапе изготовления самолета и динамически поддерживается в соответствии с инженерными изменениями, которые сопровождают жизненный цикл самолета. База данных ПЭОИ информационно связана с базами данных других информационных систем, используемых в ходе эксплуатации самолета, такими как электронные формуляры, базы данных систем MRO, EAM и др.

Основную роль в эксплуатации и послепродажном обслуживании самолетов играют задачи «Управление конфигурациями» и «Разработка и ведение эксплуатационной документации».

Рис. 1. Архитектура интегрированной системы информационной поддержки жизненного цикла самолета (включая послепродажное обслуживание)

Рис. 1. Архитектура интегрированной системы информационной поддержки жизненного цикла самолета (включая послепродажное обслуживание)

В начало В начало

Управление конфигурациями

Одной из главных функций системы PDM является создание и ведение конфигураций ВС. При этом необходимо иметь в виду следующее. Поскольку парк эксплуатанта может состоять из самолетов разных моделей, а модели могут иметь разные модификации и варианты исполнения, то система должна управлять созданием и ведением как базовых («главных») конфигураций, так и конфигураций конкретного борта. В зависимости от характера задач, возникающих в ходе эксплуатации, может потребоваться информация по составу изделия, касающаяся не только эксплуатации, но и изготовления и проектирования. Другими словами, должна быть обеспечена возможность различного представления состава изделия: конструкторского, технологического и эксплуатационного. Понятно, что доступ к этой информации участников жизненного цикла самолета может быть эффективно организован только на основе современных PLM-систем, использующих архитектуру web-сentric.

Примером такой системы может служить программный комплекс Windchill компании РТС (США), являющейся одним из мировых лидеров в разработке систем PLM. Эта система позволяет не только управлять конфигурациями, но и привязывать к структуре изделия любую информацию, которая может потребоваться в ходе реализации жизненного цикла самолета, включая, разумеется, обслуживание и ремонт. Соответственно в конфигурацию каждого борта можно вносить и в дальнейшем использовать в терминах установленных компонентов требования и регламенты по обслуживанию, замене и ремонту с сопутствующей информацией (серийные номера, счетчики отработанных часов или циклов и т.д.). Эта информация создает основу для решения в единой информационной среде других задач MRO, таких как составление и проведение программ обслуживания парка ВС, планов обслуживания конкретных бортов с выборкой обслуживаемых компонентов и пр.

В начало В начало

Автоматизация разработки эксплуатационной документации

Одной из главных задач информационного обеспечения систем MRO является снабжение эксплуатантов и сервисных центров эксплуатационной документацией (ЭД). На современном уровне информационная поддержка процессов эксплуатации и технического обслуживания реализуется путем создания и дальнейшего использования Интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР), которые представляют собой структурированную мобильную информационную базу, заменяющую традиционные технические описания, руководства по эксплуатации, обслуживанию и ремонту, каталоги и т.д.

Главные проблемы при автоматизации разработки и ведения ЭД возникают, во-первых, в процессе создания ЭД, а во-вторых, в случае необходимости оперативного внесения изменений в ЭД на протяжении жизненного цикла изделия. Значимость разработки ЭД определяется прежде всего тем, что документация должна быть актуальной, корректной и понятной, поскольку некачественная документация ведет к ошибкам в эксплуатации и обслуживании, плохому качеству обучения и другим негативным факторам. Кроме того, стоимость разработки ЭД, по оценкам экспертов, может составлять пять и более процентов от общих затрат на разработку самолета.

Применяемые средства автоматизации разработки ЭД, такие как текстовые редакторы (Desk Top Publishing) и редакционно-издательские системы, не обеспечивают должной оперативности, актуальности и полного соответствия содержания ЭД содержанию конструкторской и технологической документации, которая меняется в соответствии с внесением инженерных изменений. Технические авторы, работая в текстовых редакторах, тратят от 30 до 50% времени на форматирование знаков, абзацев, страниц, глав, а также документа в целом. Редакционно-издательские системы упрощают процессы форматирования и поддерживают режимы работы с документами HTML, Word и PDF, однако обладают одним существенным изъяном: они, как правило, работают с собственным архивом данных, не имея средств доступа к информации о разрабатываемом изделии, которая накапливается в ходе разработки изделия в системе PDM. К тому же эти системы не имеют никаких других решений по вопросу технических иллюстраций, кроме как вставка уже готовых рисунков.

Кроме того, ЭД должна в настоящее время разрабатываться в электронном виде, предназначаться для пользователей в разных странах и выпускаться на разных языках. И самое большое влияние на методы разработки ЭД оказывает устойчиво развивающаяся тенденция в современном авиастроении, а именно проектирование и изготовление самолетов под заказ. Это ставит разработчика самолета перед необходимостью делать ЭД практически на каждый борт и по каждому борту отслеживать изменения в ЭД. Понятно, что без применения информационных технологий с таким объемом работ при должном качестве справиться невозможно.

Известно, что электронные документы по структурно-функциональному уровню подразделяются на пять классов:

1. Бумажно-ориентированные документы.

2. Неструктурированные текстовые электронные документы.

3. Электронные документы, характеризующиеся внутренней структурой, как правило, соответствующей тому или иному стандарту.

4. Интерактивные структурированные документы, имеющие ссылки на базы данных.

5. Интегрированные базы данных, в которых электронные документы дают возможность взаимодействовать с работающими модулями диагностики и другими устройствами.

Понятно, что уже для создания документов 3-го класса недостаточно иметь просто текстовый редактор, а для документов 4-го и 5-го классов нужны полноценные системы разработки документации, которые должны быть непосредственно связаны с постоянно функционирующими базами данных документов и информации об изделии, то есть с системой PDM, которая может управлять структурой и конфигурациями документов.

Автоматизация разработки ЭД возможна путем применения систем динамической публикации документов. Понятие «динамическая» означает автоматическую актуализацию содержимого документации при изменениях, которые вносятся в полное электронное определение изделия в процессе разработки, производства и эксплуатации. Естественно, что предпосылкой для реализации такого рода систем является организация документа в виде информационной структуры, состоящей из компонентов (блоков), которые, являясь едиными элементами структуры, могут повторно применяться в структурах других документов. Изменение в исходном блоке ведет к автоматическому изменению этого блока во всех его вхождениях, например в документах на web-сайте или на другом информационном ресурсе.

В системах динамической публикации содержимое документа и его форматирование отделены друг от друга, поэтому получение выходного документа в конкретном виде осуществляется автоматически при выборе одного из заранее определенных стилей публикации.

Динамическая публикация позволяет структурировать документацию с учетом требования заказчика и региональных особенностей и затем управлять конфигурацией документации так же, как это делается с конфигурацией изделий в PDM-системах.

Первой такой системой, активно применяемой для указанных целей, является комплекс программных продуктов Arbortext компании РТС (США), который реализует технологию динамических публикаций, основанную на применении стандарта XML. Назначение этой технологии — сократить сроки и стоимость разработки документации, обеспечив при этом актуальность информации.

К основополагающим принципам этой технологии относятся следующие:

  • использование единого источника информации для всех авторов, участвующих в процессе создания документации, что исключает дублирование текстов и автоматический перенос измененного фрагмента во все документы, в которых он имеется;
  • сложный документ представляет собой сборку из отдельных мелких документов, что обеспечивает коллективную работу авторов над общим документом-сборкой;
  • отделение содержимого документа от его формата, при этом форматирование производится при создании динамически опубликованного документа;
  • публикация возможна в любом из определенного множества форматов, например в Acrobat PDF, MS Word, web-страницы, HTML, CD-ROM.

Применение базы данных Arbortext Content Manager позволяет разрабатывать документацию до 5-го класса включительно. Совмещение базы данных эксплуатационных документов с базами данных PLM-систем дает возможность автоматически изменять эксплуатационную документацию после внесения изменений в конструкцию изделия. Построение такой интегрированной системы позволяет:

  • осуществить интеграцию разработчиков изделия, предприятий-производителей и заказчика-эксплуатанта в единое информационное пространство, обеспечивая реализацию принципов обратной связи;
  • аккумулировать исходные данные для авторов эксплуатационной документации на всех этапах жизненного цикла изделия, тем самым повышая техническую ценность документации и сокращая сроки ее разработки.

Как известно, стандарты на разработку эксплуатационной документации, такие как ASD 1000D (AECMA) и ASD 2000 (ATA), регламентируют не только номенклатуру и структуру документов, но и структуру и формат иллюстраций, включаемых в документы.

В комплекс Arbortext входит средство создания электронных иллюстраций, соответствующих требованиям стандартов, — это решение Arbortext ISODraw. Такие атрибуты, как толщина линий, перекрытие элементов изображения, выделение интерактивных элементов иллюстрации, включаются в иллюстрацию в строгом соответствии со стандартами.

Подчеркнем самое главное отличие системы Arbortext от еще применяемых в настоящее время систем разработки ИЭТР — это возможность автоматически создавать двумерные иллюстрации из трехмерных моделей САПР с одновременной установкой ссылок на оригинальные файлы САПР (рис. 2).

Рис. 2. Получение технической иллюстрации в системе Arbortext IsoDraw

Рис. 2. Получение технической иллюстрации в системе Arbortext IsoDraw

При этом все изменения, произведенные в исходных моделях САПР, автоматически регенерируются в иллюстрации и соответственно в эксплуатационной документации, что заметно облегчает и ускоряет процесс разработки ИЭТР и внесения изменений в них по результатам изменения конструкторской документации. Схема разработки ЭД на базе системы Arbortext представлена на рис. 3.

Рис. 3. Схема разработки ЭД на базе программных продуктов компании РТС

Рис. 3. Схема разработки ЭД на базе программных продуктов компании РТС

В начало В начало

Заключение

При рассмотрении комплекса задач, решаемых в ходе послепродажного обслуживания самолетов, можно констатировать, что ключевым моментом организации и функционирования системы МRO является интеграция информационного пространства на базе использования функциональности современных систем PLM. Это позволяет удовлетворить требования новых международных стандартов информационной поддержки процессов жизненного цикла и увеличить срок эксплуатации ВС, уменьшить время реакции на отказы и неисправности, повысить уровень сервиса, что является главными факторами снижения стоимости жизненного цикла ВС.

В начало В начало

САПР и графика 6`2007