Вопрос 1. Задачи и структура систем сбора и обработки информации

Информационное обеспечение в рамках ТО и Р является важнейшим этапом формирования и выработки управляющих воздействий по назначению и выполнению работ для поддержания исправности и летной годности самолетов и двигателей, обеспечения эффективности управления их техническим состоянием в условиях принятой стратегии технической эксплуатации.

Диагностирование авиационных конструкций входит составной частью в систему управления техническим состоянием, поэтому эффективность диагностирования также зависит от объема и качества информационных потоков. Можно выделить задачи, где нужна информация. Это обширная группа классификационных задач, прогнозирование состояний авиаконструкций, поиск отказавших элементов. Для классификационных задач высшего порядка важное значение имеет априорная информация. Сбор ее – трудоемкий и дорогостоящий процесс. Достигнутые успехи по оснащению лабораторий диагностики крупных ATБ вычислительными комплексами создали предпосылки для пересмотра принципов информационного обеспечения оценки технического состояния авиационной техники. Качественно новой ступенью информационного обеспечения является создание информационно-управляющих систем, куда наряду с блоками накопления информации введены блоки алгоритмов принятия решения.

Базовым звеном такого рода систем являются информационно-управляющие ветви по типам эксплуатируемой техники, объединяющие на информационном уровне все необходимые данные, подступающие с предприятий, эксплуатирующих определенный тип ВС. В состав информационно-управляющей системы входят основные и вспомогательные подсистемы (рис. 68). Основные подсистемы воспринимают информа­цию, характеризующую условия эксплуатации ВС. В состав основной подсистемы входят бортовые регистраторы режимов работы и условий полета, а также документация по результатам наземных проверок авиатехники.

Поставщиками информации в эти подсистемы являются отраслевые НИИ, осуществляющие научно-техническое сопровождение авиатехники, а также промышленность.

В процессе сбора информации (априорной и апостериорной) для расчетов информационно-диагностических критериев должны решаться следующие задачи: накопление информации об измеренных значениях диагностических параметров с учетом наработки; формирование диагностических признаков и их правильный выбор; накопление информации о временных характеристиках процесса диагностирования; накопление информации об отказах средств диагностики, их поверки и др.

В процессе обработки информации необходимо решить такие задачи, как установление законов распределения значений диагностических параметров; оценка средней продолжительности операций диагностирования; оценка средней стоимости диагностических процедур.

Качественному сбору, полноте и обработке статистических данных должно уделяться особое внимание группой параметров и группой анализа при непосредственном взаимодействии с системой информационной диагностики эксплуатационного предприятия или Диагностического Центра.

Следующим шагом является обработка статистической информации и представление ее в виде таблицы, разбитой на системы или подсистемы в зависимости от глубины исследования. В результате эксплуатант имеет таблицы отказов и неисправностей по каждой конкретной функциональной системе ЛА и АД.

Выбор классов состояний в многомерном пространстве признаков ФС должен осуществляться с учетом реального назначения системы информационной диагностики и располагаемых технических возможностей эксплуатанта по устранению последствий отказов. Как правило, количество диагностируемых классов принимается равным числу управляющих воздействий, подаваемых на объект контроля с целью расшифровки состояния отказа. Так, если при отказах каких-либо блоков ФС предусматривается переключение на дублирующую систему, то нет необходимости различать эти классы между собой. Вполне естественно, что процедура принятия решений реализуется наиболее просто и наглядно при наличии лишь двух классов (состояний) – работоспособности и отказа (исправности, неисправности). При этом имеется в виду, что с помощью последовательного попарного разбиения (принцип дихотомии) указанный подход может быть использован для диагностирования произвольного количества классов.

Следующим этапом предлагается провести работы по анализу и расчету информационных критериев. После автоматизированного подсчета информационной энтропии производится анализ, и выбираются системы с максимальной энтропией, как наиболее изменчивые и значимые. По результатам расчета количества информации строятся кривые изменения энтропии по конкретным диагностическим признакам или параметрам, выявляется их информативность.

На заключительном этапе, на основании полученных графиков, выбираются наиболее значимые признаки, что, в свою очередь, дает возможность более качественного отслеживания изменения диагностических параметров по комплексу проявляемых признаков различных ФС ЛА и АД. Это дает возможность персоналу Диагностического Центра тщательным образом сконцентрировать внимание на тех диагностических параметрах, проверки по которым выполняются в первую очередь, позволяет выбрать наиболее информативный метод диагностики, что, несомненно, приближает эксплуатанта к «адресу» дефекта и выявляет его на ранней стадии развития.

Рис. 68. Схема информационно-управляющей системы

Вспомогательные подсистемы решают частные технологически однородные задачи:

предупреждение, выявление и устранение отказов (повреждений) в полете;

назначение и выполнение процессов контроля бортовыми и наземными средствами оценки технического состояния;

регламентное и технологическое обеспечение процессов контроля.

Организация информационного обеспечения включает задачи сбора, переработки, хранения и передачи априорной и апостериорной информации о состоянии авиатехники. Решение этих задач связано с разработкой информационно-справочной системы, реализуемой на земле с помощью ЭВМ, а также методов регистрации и документирования результатов измерения параметров функционирования планера, двигателя, функциональных систем.

Информационное обеспечение формируется на базе целевой функ­ции «классы – модели - принятие решения». Информационной основой для формирования классов возможных состояний являются карточки по учету неисправностей (КУН) или сводные материалы по надежности планера, двигателей, функциональных систем.

Построение моделей старения объектов в эксплуатации связано с информационными потоками, отображающими динамику переходов из класса в класс.

Существуют два подхода к формированию таких моделей: один связан с детальным изучением физики процессов старения объектов при работе, другой – с использованием феноменологического описания объекта диагностирования на базе статистического материала, собираемого в реальных условиях его применения. Этот подход не требует обязательного знания внутренних физических процессов, протекающих в объекте. Для того чтобы оценить и сравнить различные подходы, выбрать наилучшую систему диагностирования, также необходима информация. В процессе сбора информации для расчетов–показателей диагностирования должны решаться следующие задачи: накопление информации об измеренных значениях диагностических параметров К с учетом наработки; накопление информации о временных характеристиках процесса диагно­стирования; накопление информации об отказах средств диагностирования.

В процессе обработки информации необходимо установить виды, законы распределения значений К и оценить математические ожидания и средние квадратические отклонения значений К; средние значения продолжительности собственно диагностирования и продолжительности вспомогательных операций; среднюю стоимость диагностирования по данным отраслевой нормативно-технической документации.