CC BY
65
УДК 658.562.64
Д. Г. ВОЛЬСКОВ
СЛЬ8-ТЕХНОЛОГИИ В ОСНОВЕ СЕРТИФИКАЦИИ КОМПОНЕНТОВ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ
Рассматривается сертификация компонентов воздушных судов в рамках СЛЬБ-технологий.
Ключевые слова: воздушное судно, жизненный цикл, изделие, самолёт, сертификация, CALS-технологии.
Определяющая тенденция технического прогресса в мире, начиная со второй половины ХХ века, обусловлена появлением компьютеров. Эта тенденция выражена в информатизации и автоматизации процессов проектирования компонентов воздушных судов, производства изделий и управления предприятиями. Благодаря новым методам, используя вычислительную мощь компьютеров, удалось создать системы беспрецедентной сложности.
Успешное функционирование современных предприятий, выпускающих сложные технические изделия, стало невозможным без широкого использования автоматизированных систем, основанных на применении компьютеров, предназначенных для создания, переработки и использования всей необходимой информации о свойствах изделий и сопровождающих их процессов. В настоящее время автоматизированные систе-
мы применяются на всех этапах жизненного цикла изделий - от зарождения идеи нового продукта до его утилизации. Основные этапы жизненного цикла изделия и типы применяемых автоматизированных систем представлены на рисунке 1.
Дальнейшие развитие в области техники и промышленной технологии рассматривается в зависимости от решения проблем интеграции автоматизированных систем и создания единого информационного пространства управления, проектирования, производства и эксплуатации как компонентов воздушного судна, так и самолёта в целом. Эта методология получила название CALS, она позволяет осуществлять сопровождение и информационное поддерживание промышленных изделий на всех этапах их жизненного цикла (рис. 2).
Рис. 1. Этапы жизненного цикла промышленной продукции и используемые основные автоматизированные системы
© Вольсков Д. Г., 2014
Рис. 2. Структура жизненного цикла компонентов воздушных судов
Действующие авиационные правила не регламентируют применение СЛЬ8-технологии в качестве обязательного условия разработки, производства и эксплуатации авиационной техники. Однако, чтобы ведущие предприятия авиационной промышленности России могли конкурировать с производителями США и Европейского союза, необходимо активно внедрять СЛЬ8-технологии. Уровень внедрения СЛЬ8-технологий и их использование должны рассматриваться как инструмент в процессе сертификации авиационной техники - это, безусловно, поднимет уровень безопасности полётов. Внедрение СЛЬ8-технологий на авиационном предприятии необходимо начинать с обучения специалистов в рамках сертификации на использование программно-технических средств, их лицензий и организацию информационных технологий в системе предприятия. Вся рабочая документация готовится в электронном виде на сертифицированных программно-технических комплексах. С учётом изложенного и принимая во внимание необходимость скорейшего внедрения в практику сертификации авиационной тех-
ники современных информационных технологий, можно снизить материальные и временные затраты. Применение CALS-технологий в качестве инструмента сертификации создаст возможность проводить сертификацию быстрее и с более высоким качеством.
Принципы CALS связаны с жизненным циклом компонентов воздушных судов. Жизненный цикл компонентов воздушных судов - совокупность взаимосвязанных процессов создания и последовательного изменения состояния компонента (изделия) от формирования исходных требований к нему до окончания его эксплуатации или потребления. Каждый из указанных процессов связывают с определённым этапом жизненного цикла (рис. 2), которые применяются в сертификационном программном комплексе.
На этапе маркетинга анализируют состояние рынка, удовлетворяющего спросу потребителей авиационной продукции. Устанавливают наличие текущей или перспективной потребности в авиационной технике данного функционального назначения. Определяют основные требования потребителей к авиационной технике. Устанавливают состав и значения основных показателей
эксплуатационного качества (мощность, производительность, КПД, показатели надёжности и т. д.). Сертифицированный программный комплекс в рамках СЛЬ8-технологий реализует текстовые документы, где указываются условия эксплуатации и показатели эксплуатационного качества изделия, потребительские предпочтения в отношении эргономических, эстетических и других характеристик продукции, требования к условиям поставки. Ориентировочно определяют предполагаемый объём выпуска изделия (ёмкость рынка).
На этапе разработки конструкции изделия определяются основные сроки и этапы выполнения работ по проектированию. База данных летательного аппарата пополняется новыми данными, представляемыми на рассмотрение и утверждение заказчику.
На этапе разработки эскизного проекта составляется комплексная программа обеспечения надёжности, безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости изделия. В рамках программы определяются методы, средства и исполнители расчётных задач летательного аппарата. Эксплуатационно-технические, экономические и другие характеристики изделия, а также показатели поддержи-ваемости, полученные в ходе этих расчётов, заносятся в сертифицированную базу данных о летательном аппарате.
На этапе разработки технического проекта и изготовления макета изделия осуществляется
оценка эксплуатационно-технических решений компоновки воздушного судна.
На этапе разработки конструкторской документации в электронном виде выполняются работы на сертифицированном комплексе СЛБ/СЛЫ/СЛБ - системах. Конструкторская документация в электронном виде (включая эксплуатационную и ремонтную документацию) предоставляется предприятиям и организациям, участвующим в производстве и испытаниях опытного образца изделий.
Все процессы информационного обмена в сертифицированном комплексе имеют своей конечной целью максимально возможное исключение из деловой практики традиционных бумажных документов и переход к прямому безбумажному обмену данными. Возможные формы представления конструкторской информации представлены на рис. 3. Основные термины приведены в табл. 1.
Информация может быть представлена в форме базы данных, в форме электронного конструкторского документа или в форме, пригодной для восприятия человеком - экранной, с высокой степенью детализации.
Электронный документ - структурированный набор данных, включающий в себя заголовок, содержательную часть и электронно-цифровую подпись в структуре сертифицированного программного комплекса на основе СЛЬ8-методологии. Обобщённая структура электронного документа приведена на рис. 4.
Рис. 3. Формы представления конструкторской информации
Таблица 1
Термин Определение
БД об изделии хранилище информации, требуемой для выпуска конструкторской документации, необходимой на всех стадиях жизненного цикла изделия
Электронный конструкторский документ структурированный набор данных, необходимых для разработки, изготовления, контроля, приёмки, эксплуатации и ремонта, снабжённый заголовком и подписанный электронно-цифровой подписью
Экранное представление данных отображение конструкторской информации на экране технического средства в форме, воспринимаемой человеком
Заголовок содержит информацию, идентифицирующую документ и авторов
Содержимое документа состоит из одного или нескольких файлов ЭЦП (по ГОСТ 34.10-2002)
Заголовок Фа ил 1 ... Файл N ЭЦП
Рис. 4. Структура электронного документа
На этапе материально-технического обеспечения определяют перспективные потребности производства в различных ресурсах. Под производственными ресурсами понимают совокупность средств производства, а также трудовые, природные, финансовые, материальные, энергетические и информационные ресурсы, вовлечённые в процесс производства. Приобретают необходимые ресурсы для организации планирующегося выпуска разработанного изделия. При организации материально-технического обеспечения в CALS-технологиях используются сертифицированные логистические подходы.
Под технологической подготовкой производства понимается совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства. Все необходимые комплекты рабочей, конструкторской, технологической документации и средств технологического оснащения подготавливаются в едином пространстве CALS-технологий, при этом информационно-техническое обеспечение данной документации сертифицируется. Сертификации подлежат все компоненты информационной базы, как по отдельности, так и в целом.
Под производством понимают организацию и осуществление изготовления продукции. Выс-
шую форму развития производства на основе сочетания информационных технологий и технологий материального производства называют компьютеризированным интегрированным производством (Computer integrated manufacturing — CIM).
Измерения, испытания и контроль являются основными методами оценки соответствия при сертификации компонентов воздушных судов. Особенности их применения определяются задачами, которые решает испытательная лаборатория при сертификации.
Этап реализации авиационной техники полностью интегрируется с логистической поддержкой процессов обеспечения всех этапов жизненного цикла изделий. Он является также действенным средством управления их стоимостью и, в первую очередь, ориентирован на этап ремонта и эксплуатации компонентов воздушных судов. На этом этапе сертификация включает в себя создание систем учёта предложений по эксплутационной поддержке при конструировании (совершенствовании, модернизации) авиатехники и выборе комплектующих.
Этап эксплуатации авиационной техники включает в себя совокупность процессов использования авиационной техники, поддержания
и восстановления её качества на всех этапах существования (применение и ожидание применения по назначению, транспортирование, хранение, техническое обслуживание, ремонт). На этом этапе компоненты воздушных судов объединены в единую базу данных об изделиях (база данных летательного аппарата), сформированную на предшествующих стадиях жизненного цикла изделия, используется для разработки и реализации комплексной программы повышения надёжности изделия, программы улучшения эксплуатационных качеств, планов-графиков возможного восстановления и продления технических ресурсов и календарных сроков службы, а также планов обеспечения и совершенствования ремонта изделий. Различают лётную и техническую эксплуатацию авиационной техники. Сертификация компонентов воздушных судов в рамках сертификации СЛЬ8-технологий представляет собой совокупность процессов управления летательным аппаратом и его системами на всех этапах полёта, а также совокупность процессов поддержания и восстановления исправности или только работоспособности авиационной техники, в том числе и в полёте, включая лётно-техническую эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт. Помимо информации, характеризующей плановые показатели процессов эксплуатации изделий, единая база данных об компонентах воздушных судов пополняется информацией, характеризующей фактические показатели этих процессов. Эту информацию получают путём контроля и оценки эксплуатационно-технических характеристик изделия на протяжении всего этапа его эксплуатации и ремонта. В ходе заводского ремонта изделия дополнительно вносятся изменения в электронную ремонтную документацию, а также в списки и характеристики нестандартного ре-монтно-технологического, испытательного обо-
рудования, приспособлений, оснастки и инструмента. Соответствующая информация помещается в сертифицированную единую базу данных о компонентах воздушных судов.
Этап технической помощи в обслуживании воздушных судов сертифицирует выбор и поддержание наивыгоднейших режимов работы авиационной техники в полёте и на земле, а также в поддержании и восстановлении её работоспособности в полёте. Сертификация технического обслуживания является применением СЛЬ8-технологий в обеспечении исправности авиационной техники и готовности воздушного судна к полётам.
Этап утилизации после использования компонентов воздушных судов требует сертификацию в рамках СЛЬ8-технологии, аттестацию специалистов. Кроме того, для производства де-монтажных работ требуется обеспечение специалистов сертифицированными материалами, оборудованием и инструментом. На этой этапе данные, содержащиеся в сертифицированной единой базе данных о компонентах воздушных судов, используют для определения номенклатуры, технических характеристик и потребного количества специального технологического оборудования, например: данные о массе изделия и его схеме членения, с указанием материалов, из которых они изготовлены; перечни агрегатов, узлов и комплектующих изделий, содержащих драгоценные металлы, а также остродефицитные материалы.
Вольсков Дмитрий Геннадьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Самолётостроение» УлГТУ. Имеет монографию, научные статьи в журналах ВАК, методические пособия.
