Entegre araç sağlığı yönetimi - Integrated vehicle health management

Entegre araç sağlığı yönetimi (IVHM) veya entegre sistem sağlık yönetimi (ISHM) üye sistem sağlığının mevcut veya gelecekteki durumunu değerlendirmek ve sistem sağlığının bu resmini mevcut kaynaklar ve operasyonel talep çerçevesinde entegre etmek için sistemlerin birleşik yeteneğidir.[1]

IVHM'nin amaçları

IVHM'nin amaçları, araç ve araç filosu sağlığının daha iyi yönetilmesini sağlamaktır.

  • Geliştirin Emniyet Bir sorun haline gelmeden hataları düzeltmek için teşhis ve prognostik kullanımıyla.
  • Geliştirin kullanılabilirlik daha iyi bakım yoluyla zamanlama
  • Geliştirin güvenilirlik Sistemin mevcut sağlığının ve prognoza dayalı bakımın daha kapsamlı bir şekilde anlaşılması yoluyla
  • Gereksiz bakımı azaltarak ve planlanmamış durumlardan kaçınarak toplam bakım maliyetini azaltın bakım

Bu, parça sağlığını izlemek için güvenilir algılama ve prognoz sistemlerinin doğru kullanımıyla ve ayrıca yaşanan yükün ve olası gelecekteki araç yükünün anlaşılmasına yardımcı olmak için kullanım verilerinin kullanılmasıyla elde edilir.

Tarih

Kökenler

IVHM'nin adlandırılmış bir kavram olarak 1970'lerden beri var olduğu öne sürülmüştür.[2]Ancak, bunun yazılı kanıtı olarak pek bir şey yok gibi görünüyor. IVHM bir kavram olarak popüler havacılık bakım yöntemlerinden doğmuştur. Koşul bazlı bakımdan sonraki doğal bir adımdı. Sensörler geliştikçe ve ilgili sistemlere ilişkin anlayışımız arttıkça, yalnızca arızayı tespit etmekle kalmayıp aynı zamanda onu tahmin etmek de mümkün hale geldi. Uçak ve uzay aracının yüksek birim maliyeti ve yüksek bakım maliyeti, bakım yöntemlerinde herhangi bir ilerlemeyi çok cazip hale getirdi. NASA[3] gelecekte uzay aracının bakımına nasıl yaklaşmak istediklerini açıklamak için IVHM adını kullanan ilk organizasyonlardan biriydi. NASA-CR-192656'yı yarattılar,[4] 1992'de General Research Corporation ve Orbital Technologies Corporation'ın yardımıyla.[5] Bu, yeni nesil araçlarında bakım maliyetlerini azaltırken güvenliği artırmak için gerekli olacağına inandıkları teknoloji ve bakım konseptlerini tartıştıkları bir hedefler ve hedefler belgesiydi. O zamandan beri birçok şirket IVHM ile ilgilenmeye başladı ve literatür önemli ölçüde arttı. Artık birçok farklı araç türü için IVHM çözümleri var. JSF ticari nakliye araçlarına.

İlk uzay prognostiği

Uzay aracı ekipmanı arızalarını tahmin etmenin ilk yayınlanan tarihi, 12 Rockwell / ABD'de meydana geldi. Hava Kuvvetleri Küresel Konumlandırma Sistemi Blok I (Faz 1) uyduları, tekrarlanamayan geçici olayları (NRTE) ve GPS Ana Kontrol İstasyonundan alınan GPS Kalman filtre verilerini, GPS Uzay ve Yer Segment Yöneticisi tarafından 1978 ile 1984 arasında. Görev operasyonları destek personeli, zayıflığın neden olduğu RF ve kara hattı gürültüsünü ortadan kaldırarak gerçek zamanlı uydu telemetrisini tekrar oynattıktan sonra NRTE'ler GPS uydularına izole edildi. Eb / Hayır veya S / N ve veri toplama ve görüntüleme sistemi işleme sorunları. GPS uydusunun alt sistem ekipman satıcıları, NRTE'leri ekipman arızalarından önce gelen sistemik gürültü olarak teşhis etti çünkü o zamanlar tüm ekipman arızalarının anında ve rastgele meydana geldiğine ve bu nedenle ekipman arızalarının tahmin edilemeyeceğine inanılıyordu (örneğin, ekipman arızaları hafızasız davranış sergiliyordu). Rockwell Uluslararası GPS Sistemleri Mühendislik Müdürü, 1983'te GPS uydu ekipmanı arızalarını tahmin etmeyi durdurma emri verdi ve bunun mümkün olmadığını ve şirketin bunu yapmak için sözleşmeli olmadığını iddia etti. GPS uydu telemetrisinde tamamlanan prognostik analiz, GPS Program Ofisi personeline ve GPS programı üzerinde çalışan çok çeşitli Hava Kuvvetleri taşeronlarına CDRL olarak üç ayda bir kontrat halinde yayınlandı.

Daha fazla gelişme

Uçaklar için IVHM'nin yaratılmasındaki kilit dönüm noktalarından biri, ARINC farklı üreticilerin birlikte çalışacak ve teşhis verilerini uçaktan yerdeki bakım organizasyonuna gönderebilecek ekipmanlar oluşturmasını sağlayan standartlar.[6] ARABALAR sıklıkla, uçuş ekibi ve yer ekibi arasında bakım ve operasyonel verileri iletmek için kullanılır. Bu, IVHM'de benimsenen kavramlara yol açmıştır.

Bir başka dönüm noktası da sağlık ve kullanım izleme sistemleri (HUMS) için helikopterler desteklemek için çalışmak Petrol kuleleri içinde Kuzey Denizi. Bu, kullanım verilerinin bakım planlamasına yardımcı olmak için kullanılabileceği temel kavramdır.FOQA veya Uçuş Veri sistemleri, araç kullanımını izledikleri için HUMS'a benzer. İlerideki araçların tasarımına yardımcı olacak şekilde aracın kullanımının iyice anlaşılmasına izin verdikleri gibi IVHM için de faydalıdırlar. Ayrıca aşırı yüklerin ve kullanımın tanımlanmasına ve düzeltilmesine izin verir. Örneğin, bir uçak sık sık ağır inişler yaşıyorsa, alt takımın bakım programı, artan yük altında çok hızlı aşınmamalarını sağlamak için değiştirilebilir. Uçağın taşıdığı yük gelecekte azaltılabilir veya operatörlere inişlerin kalitesini iyileştirmek için ek eğitim verilebilir.

Bu alanın büyüyen doğası, Boeing[7] bir IVHM merkezi kurmak için Cranfield Üniversitesi 2008'de dünyanın önde gelen araştırma merkezi olarak hareket etmek.[8] IVHM merkezi o zamandan beri dünyanın ilk IVHM Msc kursunu sunmuştur ve IVHM'nin farklı alanlara uygulanmasını araştıran birkaç doktora öğrencisine ev sahipliği yapmaktadır.

Felsefe

Bu grafik, Profesör Ian Jennions ve diğerleri tarafından açıklanan IVHM konseptindeki bilgi akışını göstermektedir. IVHM Center, Cranfield Üniversitesi. Bu grafik, 2011 IVHM kitabında da benzer bir biçimde yer almaktadır.[9]

IVHM, yalnızca aracın mevcut durumu ile değil, aynı zamanda tümüyle sağlıkla da ilgilenir. yaşam döngüsü. IVHM, araç sağlığını araç kullanım verilerine göre ve filodaki diğer araçlar için benzer bilgiler kapsamında inceler. Kullanımdaki araçlar benzersiz kullanım gösterir özellikleri ve ayrıca filo genelinde ortak bazı özellikler. Kullanım verilerinin ve sistem sağlık verilerinin mevcut olduğu yerlerde, bunlar, bu özellikleri tanımlamak için analiz edilebilir. Bu, bir araca özgü sorunların tanımlanmasının yanı sıra tüm filo genelinde araç bozulmasındaki eğilimlerin belirlenmesinde faydalıdır.

IVHM, bir aracın (veya makine fabrikası kurulumunun) tam bakım yaşam döngüsü için bir konsepttir. Kapsamlı kullanım sağlar gömülü sensörler ve kendi kendini izleme ekipmanı ile birlikte prognostikler ve tanı akıl yürütme. Taşıtlar söz konusu olduğunda, yerleşik bir veri toplama modülünün ve bir teşhis biriminin olması tipiktir. Bazı araçlar, kullanım sırasında çeşitli rf sistemleri aracılığıyla seçilen verileri üsse geri aktarabilir. Araç temelde olduğunda, veriler aynı zamanda aracın gerçek sağlığının daha derinlemesine anlaşılması için bu verileri işleyen bir dizi bakım bilgisayarına da aktarılır. Aracın kullanımı, parçaların bozulmasıyla da eşleştirilebilir ve iyileştirilebilir. prognostikler tahmin doğruluğu.

Kalan faydalı ömür, arızadan önce uygun bir zamanda parçanın değiştirilmesini veya onarımını planlamak için kullanılır. Arızadan önce optimum noktada parçanın değiştirilmesini sağlamak için aracın hizmet dışı bırakılmasının getirdiği rahatsızlık planlanmamış bakım maliyetiyle dengelenir. Planlı bakım maliyeti, arıza riski ve planlanmamış bakım maliyetine karşı dengelenmesi gerektiğinden, bu süreç finansal seçeneklerin ne zaman satın alınacağını seçme süreciyle karşılaştırılmıştır.[10]

Bu farklı Şartlara Dayalı Bakım (CBM) parçanın, başarısız olduğunda veya bir eşik aşıldığında değiştirildiği yer.[11] Bu genellikle, aracın gelir getirebileceği uygunsuz bir zamanda hizmet dışı bırakılmasını içerir. En uygun zamanda değiştirmek için bir IVHM yaklaşımının kullanılması tercih edilir. Bu, parçanın çok erken değiştirilmesinden kaynaklanan atık bileşen ömrünün kısalmasına ve aynı zamanda planlanmamış bakımın neden olduğu maliyetleri düşürmesine olanak tanır. Bu, bir IVHM çözümü tarafından sağlanan artan prognostik mesafe nedeniyle mümkündür. IVHM'de kullanılan birçok teknoloji vardır. Alanın kendisi büyümeye devam ediyor ve bilgi gövdesine hala birçok teknik ekleniyor.

Mimari

Sağlık izleme sensörleri araca tasarlanır ve bir veri işleme birimine raporlanır. Verilerin bir kısmı, acil sistem teşhisi ve prognozu için gemide değiştirilebilir. Daha az zaman kritik veriler geminin dışında işlenir. Araca ait tüm geçmiş veriler, araçta yapılabilecek olandan daha ayrıntılı bir seviyede bozulma eğilimlerini belirlemek için mevcut performansla karşılaştırılabilir. Bunların tümü, güvenilirliği ve kullanılabilirliği artırmak için kullanılır ve veriler ayrıca, ürünlerini iyileştirmeleri için üreticiye geri gönderilir.[12]

OSA-CBM olarak IVHM için standart bir mimari önerilmiştir[13] veri toplama, analiz ve eylem için bir yapı sağlayan standart. Bu, farklı tedarikçilerin IVHM sistemleri arasında birlikte çalışabilirliği kolaylaştırmayı amaçlamaktadır. OSA-CBM içindeki temel parçalar şunlardır:

  • Veri toplama (DA)
  • Veri işleme (DM)
  • Durum tespiti (SD)
  • Sağlık değerlendirmesi (HA)
  • Prognoz değerlendirmesi (PA)
  • Danışma oluşturma (AG)

Bunlar içinde düzenlenmiştir ISO 13374[14]

Sistem, bir uçağın uçuş yönetim sistemi gibi güvenlik açısından kritik uyarıların yerini alması değil, bunun yerine bunları tamamlaması ve belki de sistem sağlığının izlenmesine yardımcı olması için mevcut sensörlerden yararlanma amacını taşımaktadır. İzlenecek ideal sistemler, arızadan önce uygun bir zamanda onarılabilmeleri veya değiştirilebilmeleri için zarif bir bozulma göstermesi muhtemel sistemler, alt sistemler ve yapısal öğelerdir. Bu, bir parça arızalandıktan sonra çoğu zaman bir araç tamir edilene kadar kullanılamayacağından, duruma dayalı bakımdan tasarruf sağlar. Bu, araç gelir elde etmek için gerekli olduğunda ve kullanılamadığında başarısız olursa, genellikle planlama zorluklarına neden olur. Aksine IVHM, arızadan önce aracın arıza süresi sırasında parçayı değiştirmek için kullanılabilir. Bu, planlandığı gibi gelir oluşturmaya devam etmesini sağlar.

Araç ve bakım kuruluşu arasındaki iletişim, arızaların zamanında giderilmesi için çok önemlidir. Bakım görevlisine kullanım sırasında ne kadar veri gönderilmesi gerektiği ve bakım sırasında ne kadar indirilmesi gerektiği arasındaki denge dikkatlice değerlendirilmesi gereken bir konudur. Buna bir örnek olarak bilinen şey hata iletimi. Bir uçak bir arıza yaşadığında, uçuş yönetim sistemi bunu uçuş ekibine bildirir ancak aynı zamanda bir mesaj da gönderir. ARABALAR bakım ekibine, uçak inmeden önce bakım planlamasına başlayabilmeleri için. Bu, uçak inmeden önce arızayı gidermek için gereken bazı parçaları ve personeli bildikleri için bir zaman avantajı sağlar. Bununla birlikte, iletişim bağlantısı maliyetlidir ve sınırlı bir bant genişliğine sahiptir, bu nedenle bu sağlık ve kullanım verilerinin değeri, bir sonraki bakım sırasında veya operatör kapatma işleminin bir parçası olarak iletilmesi mi yoksa yalnızca indirilmesi mi gerektiği dikkate alınarak dikkatlice değerlendirilmelidir. .

Referanslar

  1. ^ Jennions, I.K, Integrated Vehicle Health Management: Perspectives on an Emerging Field URL:http://books.sae.org/book-r-405
  2. ^ Aaseng, G.B. Entegre bir araç sağlığı yönetim sistemi planı. 20. Dijital Aviyonik Sistemler Konferansı bildirilerinde, Daytona Beach, Florida, ABD, 14–18 Ekim, cilt. 1, s. 3.C.1-1-3.C.1-11
  3. ^ http://www.nasa.gov/centers/ames/research/humaninspace/humansinspace-ivhm.html
  4. ^ Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA). Entegre araç sağlığı yönetimi (IVHM) için araştırma ve teknoloji hedefleri ve hedefleri. Rapor NASA-CR-192656, Ekim 1992, NASA Technical Reports Server https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=19930013844&hterms=192656&qs=Ntx%3Dmode%2520matchallpartial%2520%26Ntk%3DAll%26N%3D0%26Ntt%3D192656
  5. ^ "Arşivlenmiş kopya". Arşivlenen orijinal 2017-09-09 tarihinde. Alındı 2012-04-23.CS1 Maint: başlık olarak arşivlenmiş kopya (bağlantı)
  6. ^ Sudolsky, M; ARINC 573/717, 767 ve 647A: Bakım kaydı ve IVHM Arayüz Kontrolü veya Çerçeve Güncellemeleri için Mantıksal seçim, Yıllık Prognostikler ve Sağlık Yönetimi Derneği Konferansı, 2009
  7. ^ "Arşivlenmiş kopya". Arşivlenen orijinal 2012-07-22 tarihinde. Alındı 2012-04-23.CS1 Maint: başlık olarak arşivlenmiş kopya (bağlantı)
  8. ^ http://www.cranfield.ac.uk/ivhm/aboutus/index.html
  9. ^ Jennions, I.K, Integrated Vehicle Health Management: Perspectives on an Emerging Field URL:http://books.sae.org/book-r-405
  10. ^ Haddad, G .; Sandborn, P .; Pecht, M; , "PHM Tarafından Etkinleştirilen Duruma Bağlı Bakımı Yönetmek İçin Gerçek Seçenekleri Kullanma", 2011 IEEE Uluslararası Prognostik ve Sağlık Yönetimi Konferansı, Denver, Colorado, 20-23 Haziran 2011 URL: http://www.calce.umd.edu/articles/abstracts/2011/Real-Options_Manage_Condition-based_PHM_abstract.html
  11. ^ "Arşivlenmiş kopya". Arşivlenen orijinal 2012-04-03 tarihinde. Alındı 2012-05-25.CS1 Maint: başlık olarak arşivlenmiş kopya (bağlantı)
  12. ^ Jennions, I.K; "Şimdiye kadarki hikaye - Bir IVHM Merkezinin Geliştirilmesi," 14th Australian International Aerospace Congress, 2 Mart 2011, URL:http://www.cranfield.ac.uk/ivhm/pdf/aiac14%20keynote.pdf[kalıcı ölü bağlantı ]
  13. ^ Swearingen, K .; Majkowski, W .; Bruggeman, B .; Gilbertson, D .; Dunsdon, J .; Sykes, B .; , "Duruma Dayalı Bakıma Genel Bakış için Açık Sistem Mimarisi," Havacılık Konferansı, 2007 IEEE s. 1-8, 3–10 Mart 2007; doi: 10.1109 / AERO.2007.352921. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/4161678
  14. ^ ISO. Cenevre, İsviçre, 2002, ISO 13374-1, Makinelerin durum izleme ve tanılama - Veri işleme, iletişim ve sunum - Bölüm 1: Genel Yönergeler. URL: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=21832

Ayrıca bakınız