КОМПЬЮТЕРНАЯ СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ДЛЯ САМОЛЁТА
COMPUTER SYSTEM OF MAINTENANCE FOR AIRPLANE

Область техники, к которой относится изобретение
Данное изобретение в общем связано с областью технического обслуживания самолетов.
Уровень техники
Традиционно техническое обслуживание самолета осуществляется на земле обслуживающим персоналом на основе бумажных документов.
Эти документы ранее имели форму руководств и журналов технического обслуживания и ремонта, соответственно известных под аббревиатурами РТО (Руководство по техобслуживанию) (АММ) и РДН (Руководство по диагностике неисправностей) (TSM). Эти документы представляли исчерпывающее описание процедур профилактического технического обслуживания, а также обнаружения и ремонта неисправностей, которые могут происходить в любом оборудовании самолета.
Аналогичным образом сообщения пилотов записывались в бортовые записи, называемые «бортовой журнал», также в бумажном виде. Обслуживающий персонал затем использовал этот журнал для целей технического обслуживания во время промежуточных посадок.
В последнее время в связи с тенденцией к снижению или даже исключению всех бумаг в кабине (Безбумажная кабина) руководства РТО и РДН и бортовой журнал заменены установленными на самолете компьютерными программными приложениями.
Точнее, теперь руководства РТО и РДН приняли форму электронных документов, в которых оператор техобслуживания способен свободно осуществлять поиск посредством гиперссылок. Эти документы содержат описание оборудования в самолете и сбоев, которые происходят в нем, позволяя оператору техобслуживания идентифицировать и выявить сбой.
Аналогично, бортовой журнал также приобрел форму электронного документа, названного «электронный журнал».
Вышеупомянутые электронные документы связаны также между собой посредством гиперссылок, так что оператор может легко проходить из одного приложения в другое.
Помимо этого для прохождения тестирования единицы удаленного оборудования используется централизованная система технического обслуживания (ЦСТО) (CMS), когда эта единица оборудования оснащена модулем встроенной аппаратуры тестирования (ВАТ) (BITE), равно как и для отправки сообщений об ошибках и сопоставления их друг с другом или со сбоями для облегчения процесса нахождения сбоев.
Поэтому оператор технического обслуживания имеет в своем распоряжении разнообразие различных компьютерных инструментов, которыми он должен владеть, чтобы быть способным находить сбои и выяснять любые отказы.
Однако эти инструменты технического обслуживания имеют некоторое число недостатков.
Прежде всего, оператором не всегда руководят в его действиях по поиску неисправностей. Он свободен следовать процедуре, которая кажется ему наиболее подходящей, и при необходимости пропускать некоторые тестовые этапы или даже менять порядок, указанный в руководстве, с риском более или менее быстрого прохождения согласно выбранным опциям.
Затем с учетом недавней разработки вследствие разделения бортовой сети на защищенную зону и незащищенную зону трудно установить, где размещены компьютерные программные приложения, связанные с техническим обслуживанием. Точнее, бортовая сеть в общем разделена на две подсети, первая из которых расположена в так называемой зоне авионики, а вторая - в так называемой открытой или незащищенной зоне. Связи между этими двумя подсетями по необходимости являются однонаправленными, ведущими от подсети авионики к открытой подсети. С другой стороны, в любой данной подсети связи могут быть двунаправленными.
Размещение инструментов технического обслуживания в открытой зоне не может обеспечить гарантии их целостности или, иными словами, эффективной защиты от зловредного доступа и (или) повреждения программ и данных, которые их составляют. Вследствие этого инструменты технического обслуживания непригодны для того, чтобы проходить процесс какой-либо сертификации. Кроме того, неправильное использование инструментов технического обслуживания (незапланированные или несогласованные тесты) могут причинять вред правильной работе систем в зоне авионики.
Наоборот, размещение этих инструментов в зоне авионики вряд ли может быть предусмотрено, поскольку это потребует разработки конкретных и весьма дорогостоящих приложений, тем самым исключая возможность выполнения частых обновлений.
Одна цель настоящего изобретения состоит в предложении инструмента технического обслуживания для самолета, который не проявляет вышеуказанных недостатков, что означает, во-первых, что он всегда обеспечивает руководство для оператора и, во-вторых, дает возможность реализации, т.е. он совместим с разделением бортовой сети.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение связано с компьютерной системой технического обслуживания для самолета, оборудованной сетью, которая разделена на защищенную зону, называемую зоной авионики, и открытую зону, при этом упомянутая компьютерная система имеет первый программный модуль, размещенный в зоне авионики, и второй программный модуль, размещенный в открытой зоне, причем первый модуль выполнен с возможностью следования по логическому дереву поиска отказа, а второй модуль выполнен с возможностью представления электронного документа технического обслуживания с прохождением по этому логическому дереву поиска отказа первым модулем, автоматически и синхронно генерирующим представление вторым модулем страниц упомянутого документа технического обслуживания, связанных, соответственно, с родственными узлами.
Преимущественно, каждый узел упомянутого логического дерева поиска отказа соответствует по меньшей мере одной задаче технического обслуживания, и первый модуль передает второму модулю гиперссылку, указывающую на страницу документа технического обслуживания, связанного с данной задачей, когда первый модуль достигает упомянутого узла.
Первый модуль, как правило, определяет следующий узел как функцию результата выполнения упомянутой задачи технического обслуживания, соответствующей данному узлу.
Логическое дерево поиска отказа определяется, например, из опознавательного кода отказа, причем сам упомянутый код получается из анализа записи в электронном бортовом журнале, размещенном в зоне авионики.
Если первый модуль определяет, что единица оборудования в самолета отказала по завершении его прохода по логическому дереву поиска отказа, упомянутая система может быть выполнена с возможностью подтверждения наличия данного оборудования в списке минимального оборудования (СМО) (MEL) самолета, содержащемся в зоне авионики.
Если упомянутая отказавшая единица оборудования присутствует в СМО, система выполнена с возможностью вычисления соответствующей стоимости по показателю потери эксплуатационного качества или предела безопасности самолета.
Возможно также предусмотреть третий программный модуль, размещенный в зоне авионики, и четвертый программный модуль, размещенный в открытой зоне, причем третий модуль выполнен с возможностью поиска и выбора элементов СМО, а четвертый программный модуль представляет страницы документа, соответствующие упомянутому оборудованию, с выбором элемента упомянутым третьим программным модулем, автоматически и синхронно генерирующим представление четвертым модулем страницы документа, связанной с этим элементом.
Для каждого элемента СМО третий модуль преимущественно передает четвертому модулю гиперссылку, указывающую на унифицированный указатель ресурса (УУР) (URL), содержащий упомянутую страницу документа, связанную с данным элементом.
Первый модуль и по необходимости третий модуль могут размещаться в первом компьютере в зоне авионики, а второй модуль и по необходимости четвертый модуль могут размещаться во втором компьютере в открытой зоне, причем второй компьютер связан далее с частью сети в зоне авионики однонаправленной линией связи с открытой зоной и беспроводным пунктом доступа.
Согласно варианту первый модуль и по необходимости третий модуль могут размещаться в первом компьютере в зоне авионики, а второй модуль и по необходимости четвертый модуль могут размещаться во втором компьютере в открытой зоне, причем входы-выходы первого и второго компьютеров связаны с переключателем KVM, a упомянутый переключатель выполнен с возможностью переключения упомянутых входов-выходов на общий интерфейс ввода-вывода.
Подробное описание изобретения
Прочие характеристики и преимущества изобретения будут понятны при прочтении нижеследующего описания предпочтительного способа реализации изобретения, представленного со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг.1 условно иллюстрирует первый способ реализации системы технического обслуживания согласно изобретению.
Фиг.2 условно иллюстрирует вариант осуществления системы технического обслуживания согласно изобретению.
Фиг.3 иллюстрирует работу системы технического обслуживания согласно изобретению.
Фиг.4 показывает пример логического дерева поиска отказа.
Фиг.5A-5G соответственно представляют содержание первого экрана и второго экрана системы технического обслуживания во время прохождения модуля поиска отказа по следующим друг за другом узлам логического дерева поиска отказа.
Подробное представление конкретных способов реализации
Основополагающая идея изобретения состоит в обеспечении системы технического обслуживания первым программным модулем, размещенным в зоне авионики, и вторым программным модулем, размещенным в открытой зоне, причем первый является модулем поиска отказа, выполненный для следования по логическому тракту в логическом дереве поиска отказа, а второй предназначен для представления документа технического обслуживания со встречами узлов в логическом дереве поиска отказа при автоматическом и синхронном генерировании представления страниц документа, связанных соответственно с рассматриваемыми узлами.
Фиг.1 иллюстрирует компьютерную систему технического обслуживания для одного способа реализации изобретения.
Эта система состоит из двух частей, 101 и 102, соответственно находящихся в зоне (ЗА) (AW) авионики и в открытой зоне (03) (OW). Каждая из этих частей системы включает в себя разнообразное оборудование, связанное вместе посредством двунаправленных линий, таких как виртуальные линии в коммутируемой сети Ethernet. С другой стороны, эти две части связаны одна с другой только одной или несколькими однонаправленными линиями, ведущими из зоны ЗА в зону ОЗ, что на чертеже символически обозначено диодами.
Часть в зоне авионики включает в себя бортовой терминал 110 технического обслуживания (БТТО) (ОМТ), вмещающий в себя централизованную систему 113 технического обслуживания (ЦСТО) (CMS). Данная система, в частности, включает в себя первый программный модуль 115, именуемый модулем поиска отказа и выполненный с возможностью следования по заранее заданному логическому дереву поиска отказа. БТТО также вмещает программный модуль 120, который отвечает за заведование бортовым журналом. БТТО также соединен со встроенными тестовыми модулями 130, реализованными в некотором подлежащем тестированию оборудовании, и с блоком 160, который отвечает за управление всеми прерывателями, связанными с данным оборудованием. Работа прерывателя используется для отсечки питания к одному или нескольким элементам оборудования, чтобы его можно было заменить в полной безопасности. Наконец, терминал БТТО обладает интерфейсом 150 ввода-вывода, который, в частности, имеет дисплейный экран и клавиатуру.
Часть системы в открытой зоне включает в себя терминал, который используется для консультации с документом технического обслуживания и именуется здесь и далее информационным терминалом. Данный терминал может, например, принимать вид портативного компьютера 190 или электронной записной книжки 195 (планшетный ПК). Документ технического обслуживания размещается либо непосредственно в портативном компьютере 190, либо в электронной записной книжке 195, если размер ее памяти достаточно мал, или в противном случае в бортовом сервере 170. Портативный компьютер или электронная записная книжка могут быть соединены беспроводным соединением с линейной сетью через пункт доступа (ПД) (АР). Если пункт доступа подключен к части авионики или к сети, это подключение осуществляется посредством однонаправленной линии 181, как указано на чертеже. Кадровые переключатели, обозначенные SW, используются для маршрутизации по различным линиям сети.
Согласно второму способу реализации, представленному на фиг.2, общий интерфейс 155 ввода-вывода (клавиатура, экран и мышь по необходимости) используется совместно компьютером 110, вмещающим модуль поиска отказа, и компьютером 191, вмещающим документ технического обслуживания. Входы-выходы этих компьютеров соединены через переключатель 185 клавиатуры, видеоадаптера и мыши (КВМ) (KVM) с этим общим интерфейсом, причем упомянутый переключатель используется для переключения - вручную или автоматически - между двумя компьютерами. Видно, что только видеосигнал от компьютера 110 проходит из открытой зоны в зону авионики, так что на безопасность последней не оказывается влияния. Оператор технического обслуживания может, таким образом, легко переключаться с экрана поиска отказа на экран документа, как будет видно позже.
В случае возникновения отказа системе ЦСТО сообщается об этом либо непосредственно путем отправки сообщения, передаваемого полетной аварийной системой (ПАС) (FWS), либо комментарием от пилота, зарегистрированным в качестве записи в бортовом журнале 120, или и тем и другим совместно. Система ЦСТО способна выполнять корреляцию между различными отказами, чтобы отыскивать общие вероятные причины. В любом случае система ЦСТО выдает опознавательный код вероятного отказа вместе с типовыми элементами замены (ТЭЗ) (LRU).
Модуль 115 поиска отказа принимает опознавательный код отказа и извлекает логическое дерево поиска отказа, соответствующее этому коду. Модуль 115 выполнен с возможностью согласовывать это логическое дерево поиска отказа с указаниями, выданными оператором технического обслуживания и(или) встроенными тестовыми модулями в подлежащем проверке оборудовании. Логическое дерево поиска отказа в общем включает в себя первую часть, относящуюся к подтверждению этого отказа, и вторую часть, относящуюся к должному его устранению в случае, когда этот отказ реально подтверждается.
Каждый узел логического дерева поиска отказа включает в себя подлежащие выполнению задачу или ряд задач, результат которых определяет выбор следующего узла.
Каждому узлу логического дерева поиска отказа соответствует страница документа технического обслуживания, предназначенная для отображения на информационном терминале 190 или 195. Следование по логическому дереву поиска отказа одновременно и автоматически ведет к навигации по страницам документов, связанных с пересекаемыми узлами. Точнее, каждый раз, как модуль поиска отказа посещает узел, терминалом БТТО передается гиперссылка на упомянутый терминал. Последний включает в себя навигационный модуль, который автоматически синхронизируется, чтобы разыскивать УУР, указанный гиперссылкой. Соответствующая страница может быть извлечена локально в информационном терминале, если документ хранится там, или фактически, если упомянутая страница доступна в кэш-памяти, либо опять-таки в бортовом сервере 170. Альтернативно, страница документа может быть извлечена из сервера на земле.
Таким образом, оператор технического обслуживания автоматически направляется через процедуру поиска отказа, оставаясь в то же время способным консультироваться с документом технического обслуживания, относящимся к каждой из стадий этой процедуры.
Хранение документа технического обслуживания в открытой зоне облегчает операции обновления. Последние могут осуществляться, например, посредством способа загрузки данных в соответствии с протоколом ARINC 615 или простой заменой микросхемы памяти. Обновление обычно оставляет логическое дерево поиска отказа неизменным, что гарантирует целостность системы технического обслуживания.
Логическое дерево поиска отказа может быть извлечено из существующего документа технического обслуживания, то есть из вышеупомянутых руководств РТО и РДН. Точнее, логическое дерево поиска отказа соответствует древовидной структуре руководства РДН. Когда этап в процедуре ремонта отказа соответствует узлу древовидной структуры руководства РДН, это требует выполнения некоторых задач технического обслуживания. В данном случае дерево, которое составляет эти задачи, локально переносится на вышеупомянутый узел. Все узлы этой древовидной структуры руководства РДН, на которые таким образом переносятся деревья задач технического обслуживания, относящиеся к рассматриваемым узлам, образуют логическое дерево поиска отказа.
Если руководства РТО и РДН имеют вид документов в формате XML или SGML, логическое дерево поиска отказов получится исключением таких элементов визуального представления, как элементы форматирования, картинки, трехмерные диаграммы и анимационные сценарии. Эти элементы перемещают в часть документа. С другой стороны, все функциональные элементы будут сохранены в логическом дереве поиска отказа, в частности гиперссылки, которые используются для прогона тестовых приложений, для загрузки программного обеспечения в элемент оборудования, для работы или открывания прерывателя и т.п.
Следовательно, имеется, во-первых, логическое дерево поиска отказа и, во-вторых, чисто документальный файл, причем оба они, например, в формате XML или SGML, но обладают различными описаниями типа документа (ОТД) (DTD). Помимо этого с каждым узлом логического дерева поиска отказа ассоциируется гиперссылка на страницу файла документа.
Логическое дерево поиска отказа и файл документа могут также создаваться параллельно при условии, однако, подтверждения их соответствующих ОТД и согласованности гиперссылок между этими двумя документами.
Фиг.3 иллюстрирует пример работы компьютерной системы технического обслуживания согласно изобретению.
Опознавательный код отказа передается в модуль поиска отказа, например, командой из бортового журнала. Модель поиска отказа разыскивает логическое дерево поиска отказа (обозначенное здесь как «Задача N»), соответствующее этому коду. Данное дерево разделяется на две части, показанные как I и II, отвечающие соответственно процедуре подтверждения отказа и процедуре устранения отказа.
В процессе продвижения по логическому дереву поиска отказа представление документа технического обслуживания синхронизируется с прохождением каждого узла этого дерева. Например, когда модуль поиска отказа проходит узел 5, на информационном терминале отображается страница документа, связанная с подзадачей 5. Полезно отметить, однако, что прохождение от одного узла к следующему не требует обязательной смены подлежащей отображению страницы. Помимо этого оператор технического обслуживания может осуществлять навигацию в документе по своему желанию посредством гиперссылок. Например, оператор может щелкнуть по гиперссылке «подзадача 5-2», чтобы посмотреть страницу, связанную с этой подзадачей. Однако когда модуль поиска отказа переходит к следующему узлу (в данном случае к узлу 8), на экране информационного терминала будет автоматически отображаться страница документа, связанная с последним узлом («подзадача 8»).
По завершении этого прохода по логическому дереву поиска отказа либо устраняется отказ, либо отказ остается и соответствующая запись помещается в бортовой журнал. Если отказ остается, дефектное оборудование заносится в список и сравнивается с содержанием списка минимального оборудования (СМО). Этот список в противоположность тому, на что указывает его название, дает перечень оборудования, правильная работа которого является необязательной для работы бортового электронного оборудования. Таким образом, если элемент оборудования, идентифицированный как дефектный, не указан в этом списке, полет должен быть отменен. С другой стороны, если элемент оборудования, идентифицированный как дефектный, имеется в СМО, система определяет ограничения, наложенные на неправильное функционирование оборудования, и стоимость, связанную с этим, с точки зрения потерь эксплуатационного качества или предела безопасности. Например, неправильное функционирование элемента оборудования может налагать ограничение на количество топлива, которое может принять самолет, что в свою очередь определяет предел его радиуса действия. Вышеупомянутые стоимости хранятся в файле, содержащемся в зоне авионики.
Согласно варианту осуществления, который не представлен, компьютерная система по изобретению включает в себя третий программный модуль, размещенный в зоне авионики, например в терминале поиска отказа, позволяя пилоту или оператору технического обслуживания просматривать СМО и выбирать любой элемент оборудования в этом списке. Компьютерная система включает в себя также четвертый программный модуль, размещенный в открытой зоне, например в информационном терминале, отвечающий за отображение документа, связанного с элементами из СМО. Этот документ хранится в открытой зоне, например, информационным терминалом или бортовым сервером 170. Альтернативно, этот документ может размещаться в сервере на земле. Со своей стороны, СМО хранится в зоне авионики, например, в терминале поиска отказа.
Когда элемент из СМО выбран посредством третьего программного модуля, он передает по сети к четвертому модулю гиперссылку, указывающую УУР, который выдает страницу документа, связанную с этим элементом. Четвертый программный модуль затем извлекает данную страницу и отображает ее на экране информационного терминала. При этом прохождение пути по элементам из СМО автоматически и синхронно генерирует представление соответствующих страниц документа информационным терминалом.
Фиг.4 дает пример логического дерева поиска отказа, используемого в модуле 115 поиска отказа, которое соответствует заданному коду отказа, помеченному здесь как TSM 31-50-810-982-А, соответствующего отказу в программном обеспечении полетной аварийной системы (FWS 2). Часть этого дерева, связанная с процедурой подтверждения и та, что связана с процедурой выделения, разделены горизонтальной пунктирной линией. Фиг.5A-5G показывают содержание экранов терминала БТТО и информационного терминала для одного примера тракта через логическое дерево поиска отказа, представленное на фиг.4.
Корень 410 логического дерева 400 поиска отказа связан со страницей документа, представленной в левой части фиг.5A. Эта страница указывает основные стадии процедуры подтверждения и выделения отказа. В узле 410 модуль поиска отказа тестирует отказ, указанный в бортовом журнале. В данном случае статус отказа подтверждается (узел 420) и модуль поиска отказа проходит к узлу 441.
Узел 441 связан с выполнением встроенной программы тестирования (ВПТ) (BITE) типового элемента замены (ТЭЗ) в системе ПАС, названного CPIOM-C2 (базовый модуль обработки ввода-вывода). Как иллюстрируется на фиг.5В, экран терминала БТТО указывает степень выполнения программы тестирования, а информационный экран дает подробности соответствующей процедуры.
В данном случае по завершении тестирования программа возвращает код ошибки, как указано на экране терминала БТТО на фиг.5C. Следовательно, отказ в блоке CPIOM-C2 выделяется (узел 441 на логическом дереве поиска отказа). На этой стадии страница документа остается неизменной.
Узел 451 соответствует процедуре замены блока CPIOM-C2, как иллюстрируется на фиг.5D, и экран информационного терминала дает подробности. На первой стадии срабатывает прерыватель цепи питания блока CPIOM-C2 или, иными словами, отсекается его питание, а затем на второй стадии (см. фиг.5E) устанавливается новый блок.
Когда новый блок установлен и восстановлено питание, модуль поиска отказа вновь тестирует систему ПАС, что означает, что он возвращается к корню 410 логического дерева поиска отказа. Тестирование системы на этот раз проходит удовлетворительно (отсутствие кода ошибки), как показано на фиг.5G. Страница документа, естественно, является той же самой, что и отображенная во время первого прохода по логическому дереву поиска отказа.
Поэтому оператор технического обслуживания заключает, что отказ устранен, и помещает соответствующую запись в бортовой журнал.