Стратегия технического обслуживания изделий по состоянию с контролем уровня надежности.

К характерным особенностям стратегии технического обслуживания изделий с контролем уровня надежности можно отнести следующие. Каждое из изделий при этой стратегии эксплуатируется (используется) до отказа. Межремонтных ресурсов для этих изделий не устанавливается. Техническое обслуживание каждого конкретного изделия заключается в выполнении необходимого объема работ по регулировке, калибровке, смазке, обнаружению возникших отказов и повреждений и их устранению.

Для конструктивно сложных изделий может показаться целесообразным выполнять замену некоторых из составных частей по наработке, если такая замена возможна без необходимости разборки изделия в стационарных условиях.

Применительно ко всему парку однотипных изделий осуществляется контроль уровня надежности. В случаях когда фактический уровень надежности этого или иного типа изделий превышает нормативный, проводится тщательный анализ причин отклонения и осуществляются мероприятия по повышению надежности работы этих изделий.

Область применения данной стратегии обслуживания целесообразно ограничить изделиями, отказы которых не влияют на безопасность полета, что устанавливается анализом надежности систем.

Данный вид стратегии технического обслуживания назначается по группе изделий, для которых имеет место экспоненциальное распределение вероятности безотказной работы. Отказы таких изделий не оказывают заметного влияния на надежность ФС и позволяют ФС обеспечивать выполнение требований по регулярности полетов и экономичной эффективности ПТЭ.

Изделия, обслуживаемые по стратегии с контролем уровня надежности должны иметь высокий уровень эксплуатационной технологичности и наличие индикации отказов бортовыми или наземными средствами контроля.

Для осуществления стратегии ТО и Р по состоянию с КУН требуется:

ü организация в каждом эксплуатационном предприятии системы сбора и обработки информации о надежности изделий АТ;

ü определение для каждого изделия допустимых (контрольных) уровней надежности;

ü организация оперативного сравнения фактических и контрольных уровней надежности;

ü проведение оценки и принятие корректирующих и предупредительных мероприятий.

Стратегия технического обслуживания по состоянию с контролем уровня надежности получила наиболее широкое применение для изделий ФС самолетов, в частности для системы кондиционирования воздуха и регулирования давления, противообледенительной, гидравлической, топливной систем, агрегатов силовой установки, изделий авиационного и радио – электронного оборудования [4].

Контроль уровня надежности совокупности однотипных изделий осуществляется с помощью статистических методов (методов статистического регулирования)

Данным видом контроля охватывается, как правило, большинство агрегатов и узлов независимо от применяемой к ним стратегии ТО и Р. Однако только для стратегии технического обслуживания с контролем уровня надежности этот вид контроля является основным с целью управления надежностью изделий.

При данной стратегии обслуживания критерием технического состояния совокупности однотипных изделий систем ЛА является уровень надежности, выражаемый соответствующим показателем. Такой показатель должен нести максимум информации о техническом состоянии изделий, быть удобным для проведения оперативного сравнительного анализа, а также быть критичным к изменениям процесса технической эксплуатации парка самолетов (изменению условий эксплуатации, уровню восстановления функциональных систем).

Наиболее полно таким требованиям в условиях эксплуатации авиационной техники отвечают следующие показатели: интенсивность отказов l (t) и число отказов изделий, приходящихся на 1000 ч. налета, К₁₀₀₀.

Требования к информации по надежности предусматривают разработку номенклатуры исходной информации, форм ее представления и ответственных лиц.

Для обработки исходной информации используются известные методы математической статистики: оценка параметров распределения по выборке (методы максимального правдоподобия, моментов, разделяющих разбиений), проверка статистических гипотез о законе распределения наработки до отказа и др. При этом учитывается переменность парка (изменяющийся объем выборки). В ряде случаев дополнительно к информации о надежности всей совокупности изделий используется информация о техническом состоянии их отдельных образцов с наибольшей наработкой. Образцы изделий, имеющих наибольшую наработку, периодически снимаются с ЛА, полностью разбираются и подвергаются всесторонним исследованиям технического состояния. Цель этих мер – заблаговременно выявить слабые места конструкции изделия и предупредить приближение предотказного состояния.

Уровень надежности определенной совокупности однотипных изделий контролируется путем сравнения наблюдаемого в эксплуатации числа отказов изделий n_Ф, приходящегося на 1000 час. налета парка самолетов за определенный период , с контрольным (нормативным) уровнем . Можно также осуществлять сравнение интенсивностей отказов l (t)_Ф с l (t)_К.

Выбор для каждого типа изделия контрольного значения уровня надежности (l (t)_К или ) в начальный период эксплуатации осуществляется на основе опыта эксплуатации. Первоначально для некоторых изделий может быть установлен ресурс до ремонта. Но затем, по мере накопления статистических данных об их надежности, устанавливаются контрольные уровни надежности и ресурс до ремонта отменяется. Схематично этот процесс показан на рис. 1.3.

 

Рис. 1.3. Схема перехода ТО и Р изделий по состоянию с КУН.

 

Обозначения:

х – фактические ежемесячные значения l(t)_Ф

а) – осредненные фактические значения l(t)_Ф

б) – установленный контрольный уровень надежности l(t)_К

с) – значения временного ресурса до ремонта.

Т_Р.ИЗД. – временно установленный ресурс до ремонта

Н.О. – начало ТО и Р изделия по состоянию с отменой ресурса до ремонта.

 

Интенсивность отказов l(t)_Ф определяется по выражению

,                                                                      (1.1)

где: n_Ф – фактическое число отказов изделия данного типа за t;

      – количество однотипных изделий на ЛА;

       Т_Ф – наработка парка ЛА за t;

       Т_Ф – наработка изделий данного типа за t.

 

После перехода на ТО и Р изделия по состоянию с КУН ежемесячно замеряемые значения l(t)_Ф сравниваются с контрольным уровнем l(t)_К.

Если l(t)_Ф £ l(t)_К , то можно продолжать эксплуатацию этих изделий до отказа с обслуживанием по состоянию с КУН.

Если же l(t)_Ф > l(t)_К , то изделие заносят в список изделий с низким уровнем надежности, требующих повышенного внимания и, при необходимости, принятие соответствующих управляющих воздействий (рис. 1.4).

На практике вместо показателя l(t) широко используется показатель К₁₀₀₀. Он более удобен в применении.

 ;                               (1.2)

Для определения К_{1000 К} – контрольного уровня надежности необходимо знать n_доп – допустимое количество отказов за контрольный период t.

При определении n_доп на плановый период, что очень важно для расчета потребности в запасных частях, используется метод, основанный на определении верхних границ регулирования (ВГР).

ВГР – допустимое количество отказов (n_доп) совокупности однотипных изделий за контролируемый (плановый) период t, которое не снизит запланированные темпы повышения эффективности ПТЭ ЛА.

Наблюдаемое число отказов n в каждом из интервалов времени имеет случайный характер и изменяется в пределах от нуля до n_доп =ВГР.

Значение ВГР при заданной вероятности Р_ЗАД (n) того, что случайное число отказов n, за контролируемый (плановый) период не превысит верхней границы (n_доп), определяется с использованием распределения Пуассона

                                                               (1.3)

Применительно к нашей задаче имеем:

                                        (1.4)

где l_ПЛ – запланированное значение интенсивности отказов изделия;

Т_ПЛ – налет парка ЛА, находящийся под наблюдением, на плановый период.

Наличие на современных ЛА различных видов резервирования отдельных изделий и функциональных систем не исключает необходимости своевременного устранения возникающих отказов.

 

 

 

 

Рис. 1.4. Блок–схема контроля уровня надежности изделий ФС в эксплуатационном предприятии.

 

Если число отказов (замен) изделий за контрольный период эксплуатации n_Ф превышает верхнюю границу (n_Ф > n_ДОП), то это служит сигналом о снижении их надежности.

Заданная вероятность Р_ЗАД обычно устанавливается исходя из экономических соображений.

Если Р_ЗАД(n) = 0,975, то это означает что случайный выброс за ВГР может произойти с вероятностью не более 2,5%.

Подставляя в приведенное выше неравенство различные значения n (n=1, 2, 3, …, n_ДОП) можно определить при каком значении n будет соблюдаться неравенство:

                                         (1.5)

Это значение n и будет n_ДОП для Т_ПЛ и l_ПЛ.

В процессе эксплуатации изделий наблюдаются случаи снижения их уровня надежности. Требуется определить причины и предложить мероприятия (управляющие воздействия). Эта работа проводится по определенной схеме (рис. 1.5).

 

 

Рис. 1.5. Схема принятия решения для повышения надежности изделий.

 

В числе анализируемых причин понижения надежности изделий могут выступать факторы:

ü конструктивно – производственные;

ü эксплуатационные;

ü организационные.

После определения действующего фактора разрабатываются мероприятия. Некоторые из возможных мероприятий приведены в табл. 1.4.

Стратегия технического обслуживания изделий АТ по состоянию с контролем уровня надежности – одна из наиболее распространенных. Она соответствует стратегии эксплуатации (использования) изделий до отказа. Практическое применение данной стратегии позволяет существенно сократить затраты на техническую эксплуатацию. Доля изделий ФС ЛА, эксплуатируемых без установленных межремонтных ресурсов, непрерывно увеличивается, причем не только на новых типах ЛА, но и на эксплуатирующихся длительное время.

 

Таблица 1.4.

Мероприятия по повышению надежности.

Факторы	Мероприятия
Конструктивно – производственные	Предложения по доработке изделий. Введение бюллетеня по дополнительному контролю при эксплуатации. Корректировка норм расхода запчастей. Установление межремонтного ресурса.
Эксплуатационные	Предложения по корректировке регламента. Введение эксплуатационных ограничений по использованию изделий. Предложения по корректировке технологии ТО и Р изделий.
Организационные	Внедрение системы качества ТО и Р. Повышение квалификации персонала. Обновление оснастки, инструмента. Улучшение материально–технического снабжения запасными частями. Совершенствование систем информационного обеспечения о надежности изделий.

 

Важной особенностью стратегии обслуживания с контролем уровня надежности является ее исследовательская направленность, ориентирующая авиапредприятия на регулярное оценивание пригодности ЛА к безопасной и экономичной эксплуатации. На основании полученных оценок осуществляется единственный для этой стратегии способ управления надежностью путем реализации мероприятий, оказывающих воздействие на весь парк эксплуатируемых изделий данного типа.

Юридической основой для внедрения стратегий эксплуатации (использования) комплектующих изделий АТ до отказа является совместное решение органов управления гражданской авиации и авиапромышленности от 1991г. Это решение разрешает разработчику ЛА отменять ресурсы комплектующих изделий, установленные их изготовителями, с возложением полной ответственности на разработчика за летную годность и безопасность полетов ЛА при переводе изделий на безресурсную эксплуатацию по техническому состоянию.

В соответствии с данным решением переведено на эксплуатацию по состоянию с контролем уровня надежности около 65% комплектующих изделий самолета Як–42, более 50% изделий самолета Ту-154. Обоснована возможность перевода на эксплуатацию по состоянию при выполнении обслуживания с контролем уровня надежности до 400 изделий самолета Як–40 [5].