Brevet FR2909786A1 — publié le 20080613

ELABORATION D'UN MESSAGE DE MAINTENANCE PREVENTIF CONCERNANT LES DEGRADATIONS FONCTIONNELLES D'UN AERONEF La présente invention concerne la maintenance d'un ensemble d'équipements, tel que l'ensemble des équipements avioniques d'un aéronef qui remplissent les diverses fonctions nécessaires à l'accomplissement d'un vol. Les procédés et le dispositif concernent la mise en oeuvre d'une 10 maintenance préventive à partir de dégradations avérées d'équipements de l'aéronef. Cette maintenance préventive permet de planifier les interventions au sol avec la meilleure efficacité et au moindre coût. Un aéronef comporte un grand nombre d'équipements, de nature 15 diverse, mécanique, hydraulique, électrique ou électronique dont le bon fonctionnement est essentiel au cours d'un vol. Pour améliorer le degré de confiance accordé à ces équipements, on procède, le plus souvent possible, pour chacun d'eux, à une surveillance 20 de leur bon fonctionnement. La surveillance comprend généralement la vérification des paramètres fondamentaux et des tests automatiques ou semi-automatiques de bon fonctionnement. Généralement, un diagnostic de panne est réalisé et peut mener à l'émission de messages de panne. Une fonction de surveillance et d'alarme permet de détecter un 25 dysfonctionnement ayant un impact sur la sécurité de l'aéronef. Une fonction de ce type, encore appelée Flight Warning dans la terminologie anglo-saxonne, est présente sur certains aéronefs. Une sous-fonction du Flight Warning , généralement, nommée Flight Deck Effect dans la terminologie anglo-saxonne, permet de présenter à l'équipage ces alarmes, 30 celles-ci faisant référence à des effets cockpits pouvant être interprétées comme des anomalies par le pilote. Par ailleurs, une fonction de maintenance est associée à la fonction de surveillance pour diagnostiquer les pannes et les mémoriser. Elle est connue sous le nom de fonction BITE, tirée de 35 l'abréviation de l'expression anglo-saxonne "Built ln Test Equipment". 2909786 2 La fonction BITE d'un équipement est assumée par une électronique qui peut être spécifique ou partagée avec d'autres fonctions de l'équipement considéré. Cette électronique effectue les traitements logiciels nécessités par la fonction BITE. 5 Elle comprend une partie matérielle plus ou moins importante solidaire de l'équipement, avec, au minimum, dans cette partie matérielle, une mémoire non volatile. Certaines données sont stockées dans la mémoire volatile, dont les franchissements de norme par les paramètres surveillés, les résultats des tests, le diagnostic de panne lorsqu'il existe ainsi que les 1 o messages de panne émis. Les messages de panne des fonctions BITE des équipements surveillés d'un aéronef sont adressés, par une liaison de transmission de données avion, à un équipement centralisateur placé à bord de l'aéronef afin de rassembler les différents messages de panne émis. 15 A bord des aéronefs récents, les messages de panne provenant des fonctions BITE des différents équipements sont consultables du poste de pilotage. Ils sont en outre prétraités, en vue de faciliter la tâche des équipages et du personnel de maintenance, par un calculateur central spécialisé connu sous différentes appellations telles que CMC de 20 l'expression anglo-saxonne "Central Maintenance Computer" ou encore CFDIU de l'expression anglo-saxonne "Centralised Fault Display interface Unit". Ce calculateur central de maintenance est accessible de l'équipage par une interface à clavier et écran qui peut être celle connue 25 sous l'abréviation MCDU tirée de l'expression anglo-saxonne de "Multipurpose Control Display Unit" mais qui peut être aussi un ordinateur portable genre PC raccordé par une liaison de données déconnectable empruntant ou non le bus avion. II a pour fonction principale de faire, en temps réel ou en fin de vol, 30 un diagnostic de la situation générale de l'aéronef. Ce diagnostic est réalisé à partir d'une synthèse des messages de panne reçus des différents équipements de l'aéronef. II remplit également d'autres fonctions telles que : - la corrélation des messages de panne reçus avec les alarmes 35 reçues au niveau du poste de pilotage ; 2909786 3 la conduite de tests particuliers sur les équipements, menés à la demande, par un opérateur intervenant depuis l'interface clavier-écran donnant accès au calculateur central de maintenance ; 5 la confection d'un rapport post-vol , connu sous diverses appellations telles que PFR ou LLR de l'anglo-saxon "Post Flight Report" ou "List Leg Report". Ce rapport est, généralement, réalisé pour les équipes de maintenance au sol. Cette dernière fonction qui consiste à fournir un rapport post-vol permet de faciliter le travail de l'équipe de maintenance au sol. II comprend un historique des messages de panne émis par les différents équipements de l'aéronef et des alarmes présentées à l'équipage ainsi que la synthèse des messages de panne faite en dernier ressort et plus généralement, toutes les informations sur les états de fonctionnement des équipements. Les informations figurant dans ce rapport résultent d'une exploitation automatique des messages de panne des équipements ou de remarques de l'équipage. Les pannes sont généralement corrélées avec la probabilité de défaillance des équipements. Cette probabilité de défaillance est estimée à partir d'un modèle de fiabilité et est stockée de manière statique. Cette corrélation permet de prévoir des actions de maintenance anticipées ou préventives sur les équipements correspondants. La chaîne logique de décision des actions de maintenance résulte du constat d'une panne avérée puis de sa localisation et enfin d'un diagnostic élaboré. Par ailleurs, de plus en plus de données sont surveillées autour des équipements avioniques, telles que les vibrations, les signatures électromagnétiques et thermiques et autres données qui permettent de reconstituer l'environnement immédiat du calculateur. Ces données ne génèrent pas systématiquement de pannes avérées. Certains systèmes de surveillance analysent le taux d'erreur ou le 35 nombre de trames perdues qui permettent d'identifier non pas une panne 2909786 4 mais une dégradation éventuelle du câblage. On considère que cette surveillance et l'analyse des dégradations d'un équipement peut conduire à réaliser un pronostic sur le réseau de données de l'avion. 5 Il existe aujourd'hui un pronostic réalisé sur les moteurs. Des pronostics sont évalués sur certains équipements, notamment ceux nommés ACMS, dont l'acronyme anglo-saxon est Aircraft Condition Monitoring System qui signifie système de contrôle des conditions de l'avion. Les paramètres moteurs, tels que les températures ou les vibrations, par 10 exemple, sont récupérés et surveillés. Certains dépassements de seuils, par exemple, permettent de déclencher des alarmes préconisant des actions d'intervention. En revanche, la surveillance de ces dégradations générant des pannes n'est pas corrélée aux fonctions du système. Aucune analyse 15 fonctionnelle n'est réalisée à partir des dégradations détectées. De plus, l'information de dégradation est traitée sans considérer le modèle de fiabilité des fonctions, ce qui pourrait permettre de fournir un rapport de maintenance préventif. De plus, l'analyse des dégradations n'est pas généralisée à tous les 20 équipements et n'est pas analysée conjointement à l'architecture fonctionnelle d'un aéronef. Un but de l'invention est notamment de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet au regard des dégradations 25 constatées et analysées d'un aéronef, de centraliser ces dernières par le biais d'une fonction, nommée Centralised Prognostic System A partir d'une architecture fonctionnelle connue de l'aéronef et de la relation qui lie une fonction du système aux équipements, une estimation de la durée de vie de la fonction est calculée en fonction de la durée de vie 30 des composants de l'aéronef et des dégradations des composants, lesdits composants comprenant les différents équipements et les liens physiques les liant. Avantageusement, le procédé de maintenance préventive pour aéronef, ledit aéronef comprenant : 2909786 5 • des composants, lesdits composants comprenant des équipements de l'aéronef et/ou des modules électroniques et/ou des liaisons physiques, les informations de durée de vie des composants étant connues ; 5 • des moyens de surveillance des composants ; • un système de maintenance centralisée permettant de centraliser tous les messages de pannes des composants et les informations relatives à des opérations de maintenance ; • une base de données numériques ; 10 • des moyens de calculs réalisant une fonction d'estimation du temps de vie des composants ; • un gestionnaire d'alarmes ; et réalisant un ensemble de fonctions, chacune des fonctions de l'aéronef étant assurée par une chaîne de composants. 15 Le procédé selon l'invention comporte : • Une première étape de localisation, par les moyens de surveillance, des dégradations d'au moins un équipement ; • une seconde étape permettant d'allouer les dégradations localisées aux différentes fonctions de l'aéronef à partir de la base 20 de données comprenant la liste des composants et l'architecture fonctionnelle de l'aéronef ; • une troisième étape d'estimation de la durée de vie des fonctions identifiées à la seconde étape à partir de la fonction d'estimation de temps de vie; 25 • une quatrième étape d'élaboration du message de maintenance préventive, celui-ci étant construit à partir des étapes précédentes et d'un gestionnaire d'alarmes, ledit message comprenant des informations de dégradations liées aux différentes fonctions de l'aéronef ainsi qu'une estimation de la durée de vie d'au moins une 30 fonction. Avantageusement, les dégradations concernent les dégradations environnementales relatives à la température, les vibrations ou l'hygrométrie, ainsi que les dégradations de signaux transmis ou reçus par les composants. 2909786 6 Avantageusement, les dégradations sont localisées par des franchissements de seuils, lesdits seuils étant définis, selon la nature de chacune des dégradations, par une échelle prédéfinie de valeurs numériques. Avantageusement, une cinquième étape de collecte et d'archivage des messages de maintenance préventive est réalisée par le système de maintenance centralisée. 10 Avantageusement, une information de dégradation, générée par le système de maintenance centralisée, est transmise à des moyens d'affichage, ladite information de dégradation comprenant les informations de dégradations fonctionnelles et des informations de durée de vie estimée d'au moins une fonction. 15 Avantageusement, la durée de vie estimée d'une fonction est la durée de vie minimum d'un ensemble de composants, chaque composant étant indispensable à la réalisation de la fonction. 20 Avantageusement, un message d'alarme est généré par le gestionnaire d'alarme pour le pilote indiquant une probabilité de perte d'au moins une fonction, ledit message étant utilisé pour identifier le statut de l'avion avant le décollage. Avantageusement, le statut de l'avion comprend, notamment, des 25 informations concernant le nombre de composants remplissant une fonction, le nombre de composants minimum requis pour assurer la fonction. Avantageusement, le dispositif de maintenance est destiné à un ensemble d'équipements électroniques ou mécaniques comportant un 30 système de maintenance centralisée, ledit système permettant de corréler le message de maintenance élaboré par le procédé décrit ci-dessus avec des rapports de panne. 5 2909786 7 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faîte en regard des dessins annexés qui représentent : • la figure 1 : Les différentes étapes du procédé selon l'invention; 5 • la figure 2 : Cas d'exemple d'un sous-système de l'avion ; • la figure 3 : Allocation des fonctions aux composants du sous- système. Le procédé selon l'invention comprend plusieurs étapes 10 permettant de construire, à partir des dégradations des composants de l'aéronef, un message de maintenance préventive concernant les pertes fonctionnelles éventuelles de l'aéronef. On appelle système ou sous-système de l'aéronef un ensemble d'équipements réalisant une fonction de niveau aéronef. L'aéronef 15 peut être considéré comme un système, par exemple. Par ailleurs, on appelle composant tout équipement de l'aéronef ou une partie d'un équipement de l'aéronef, tel qu'un module ou une carte électronique ou encore une liaison physique reliant deux autres composants. 20 Les liaisons physiques peuvent être de différentes natures, telles que les liaisons physiques, les liaisons électriques, les liaisons optiques, les liaisons hydrauliques ou pneumatiques. Enfin, on considère que l'aéronef comprend un ensemble de fonctions et de sous fonctions, celles-ci étant assurées par une chaîne de 25 composants. Il existe plusieurs types de fonctions. Des fonctions de haut niveau peuvent être, par exemple, la fonction guidage de l'aéronef ou la fonction pilotage . Des fonctions de bas niveau peuvent être, par exemple, la fonction génération d'images météorologiques ou la fonction transfert de données d'altimétries de 30 l'antenne aux moyens d'affichage . Il existe des fonctions d'ordre vital pour l'aéronef et d'autres moins critiques pour réaliser les principales missions d'un aéronef. On définit I TTLM2 > TTL M3 > TTL M4 > TTLM5 On note les durées de vie des fonctions F1, F2, F3 respectivement TTLF1, TTLF2, TTLF3. On obtient donc les relations suivantes : . TTLF1 = Minimum (TTL M1, TTLM2, TTL M3) = TTLM3 5 . TTLF2 = Minimum (TTL M1, TTLM2, TTL M4) = TTL M4 • TTLF3 = Minimum (TTLM2, TTL M5) == TTLM5 Le cas de réalisation précité ne restreint pas la portée du procédé selon l'invention, mais constitue un cas de réalisation appliquée à un sous-1 o système de l'aéronef. Par ailleurs, tout système ou sous-système d'un aéronef peut être traité comme l'exemple du sous-système précédent. Le procédé selon l'invention concerne tous les systèmes compris dans un aéronef, y compris le système aéronef lui-même. 15 Une dernière étape de construction du message de maintenance permet d'informer l'opérateur de maintenance et éventuellement le pilote, au moyen d'alarmes, générée par le biais d'un gestionnaire d'alarme, de la perte éventuelle de certaines fonctions dues à certaines dégradations. La perte 20 éventuelle est appréciée par l'analyse de la durée de vie calculée de chaque fonction. Afin de réaliser cette dernière étape, un cas de réalisation permet d'élaborer le message de maintenance préventive à l'aide de moyens actuels 25 qui génèrent des messages de pannes avérées. Ces moyens peuvent être modifiés de manière à construire des alarmes de pertes fonctionnelles préventives identiquement. La logique d'émission de ces alarmes est, généralement, centralisée dans le centre de gestion des alarmes, encore appelées Flight 30 Warning , selon la nomination anglo-saxonne. Elles sont envoyées, pour certaines à des moyens de visualisation, du type écran de visualisation, afin de fournir au pilote une information de perte fonctionnelle préventive. Par exemple, un message de maintenance peut être complété par d'éventuelles informations de dégradations fonctionnelles imminentes ou à 35 plus longues échéances pour permettre au pilote de décider du décollage ou 2909786 12 non de l'avion. Une durée de vie estimée d'une dégradation fonctionnelle peut être fournie au pilote, ainsi qu'une une évaluation de l'importance de la gravité de la dégradation. Le message de maintenance ainsi élaboré peut être par exemple : 5 perte de la fonction F2 dans 4 mois , prenant en compte ainsi la dégradation constatée du/des composant(s) ainsi que la durée de vie estimée de ce(s) composant(s). Dans ce dernier cas, le message est une donnée d'entrée à la io liste minimum d'équipements, encore appelée dans la terminologie anglo-saxonne Minimum Equipment List , noté MEL. Cette liste identifie le statut de l'aéronef pour autoriser ou non le vol. Notamment cette liste fournie une liste des restrictions et des limitations d'utilisations selon les messages ou alarmes qui sont envoyés à la MEL. La MEL donne également le nombre 15 d'éléments remplissant une fonction, le nombre minimum d'éléments requis, éventuellement les remarques ou encore les exceptions. Ainsi, le procédé selon l'invention permet • à l'opérateur de maintenance d'identifier clairement une dégradation et l'impact de cette dégradation sur les fonctions de l'aéronef. II est, 20 alors, possible de planifier au mieux les prochaines opérations de maintenance et d'améliorer les temps d'immobilisation de l'aéronef ; • au pilote de connaître de manière préventive un état fonctionnel de l'aéronef au besoin et éventuellement et de contrôler la MEL qui peut comprendre des pronostics de dégradations fonctionnelles de 25 l'aéronef. REVENDICATIONS 1. Procédé de maintenance préventive pour aéronef, ledit aéronef comprenant : • des composants, lesdits composants comprenant des équipements de l'aéronef et/ou des modules électroniques et/ou des liaisons physiques, les informations de durée de vie des composants étant connues ; • des moyens de surveillance des composants ; • un système de maintenance centralisée permettant de centraliser tous les messages de pannes des composants et les informations relatives à des opérations de maintenance ; • une base de données numériques ; • des moyens de calculs réalisant une fonction d'estimation du 15 temps de vie des composants ; • un gestionnaire d'alarmes ; et ledit aéronef réalisant un ensemble de fonctions, chacune des fonctions étant assurée par une chaîne de composants, caractérisé en ce qu'il comporte : 20 • Une première étape de localisation, par les moyens de surveillance, des dégradations d'au moins un équipement ; • Une seconde étape permettant d'allouer les dégradations localisées aux différentes fonctions de l'aéronef à partir de la base de données comprenant la liste des composants et l'architecture 25 fonctionnelle de l'aéronef ; • Une troisième étape d'estimation de la durée de vie des fonctions identifiées à la seconde étape à partir de la fonction d'estimation de temps de vie; • Une quatrième étape d'élaboration du message de maintenance 30 préventive, celui-ci étant construit à partir des étapes précédentes et d'un gestionnaire d'alarmes, ledit message comprenant des informations de dégradations liées aux différentes fonctions de l'aéronef ainsi qu'une estimation de la durée de vie d'au moins une fonction. 35 2909786 14 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce les dégradations concernent les dégradations environnementales relatives à la température, les vibrations ou l'hygrométrie, ainsi que les dégradations de signaux transmis ou reçus par un composant. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce les dégradations sont localisées par des franchissements de seuils, lesdits seuils étant définis, selon la nature de chacune des dégradations, par une échelle prédéfinie de valeurs numériques. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une cinquième étape, de collecte et d'archivage des messages de maintenance préventive, est réalisée par le système de maintenance centralisée. 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une information de dégradation générée par le système de maintenance centralisée, est transmise à des moyens d'affichage, ladite information de dégradation comprenant les informations de dégradations fonctionnelles et des informations de durée de vie estimée d'au moins une fonction. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée de vie estimée d'une fonction est la durée de vie minimum d'un ensemble de composants, chaque composant étant indispensable à la réalisation de la fonction. 7. Dispositif de maintenance destiné à un ensemble d'équipements électroniques ou mécaniques comportant un système de maintenance centralisée permettant de corréler le message de maintenance élaboré par le procédé de la revendication 2 avec des rapports de panne. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un message d'alarme est généré par le gestionnaire d'alarmes à destination du pilote lorsqu'une fonction a été identifiée possédant une probabilité de défaillance dépassant un seuil prédéfini. 5 10