СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТРЕБНОСТИ ДЛЯ СИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING NEED FOR CENTRALIZED MAINTENANCE SYSTEM FOR FLYING APPARATUS

Изобретение относится к области систем технического обслуживания для летательного аппарата и, в частности, касается способа и устройства определения потребности для такой системы.
Основной задачей централизованного технического обслуживания летательного аппарата является диагностика общей ситуации летательного аппарата в реальном времени или по завершении полета посредством синтеза сообщений о неисправности, полученных от различных устройств летательного аппарата.
Техническое обслуживание выполняет также другие функции, такие как корреляция сообщений о неисправностях с тревожными сигналами, принятыми на уровне кабины экипажа, проведение специальных тестов на оборудовании, проводимых по запросу оператором, или создание отчетов для наземных бригад обслуживания, отчетов, которые включают в себя хронологию сообщений о неисправности, выдаваемых различными устройствами летательного аппарата, и тревожных сигналов, представляемых экипажу, а также синтез сообщений о неисправностях, осуществляемый в последнюю очередь. Как правило, отчеты содержат все данные о рабочем состоянии устройств, которые могут облегчить работу наземной бригады обслуживания.
Классически по своему функциональному предназначению система централизованного технического обслуживания связана с несколькими десятками устройств летательного аппарата, каждое из которых может генерировать десятки и даже сотни сообщений о неисправности.
Разработка и обслуживание такой системы являются сложными и дорогими, так как она зависит не только от технических спецификаций устройств летательного аппарата, но также от опыта и операционных процедур самолетостроителей и эксплуатантов.
Существует тесная связь между функцией и определением системы самолета. Отладка является длительной и сложной по причине большого числа подключаемых и обрабатываемых устройств (более 100 устройств в каждом самолете) и большого разнообразия протоколов. Требуется значительное время для интеграции системы и для повышения эффективности диагностики.
Кроме того, эта отладка требует участия самых разных действующих лиц, таких как поставщик оборудования (система-участница), разработчик системы технического обслуживания или разработчик летательного аппарата.
Сложность этого многообразия и разнообразия заключается в том, что данные технического обслуживания, которые необходимо собирать и оформлять, должны быть однозначными, полными и связанными.
До настоящего времени определение данных в основном производится на основании документов спецификации систем летательного аппарата. Не применяют никаких формальных мер для обеспечения однородности, когерентности и полноты данных.
Кроме того, эта фаза определения является длительной, итеративной и усложненной по причине большого числа обрабатываемых устройств и разнообразия лиц, участвующих в отладке системы.
Недостатки, не обнаруженные на этой стадии, сказываются на качестве и на сроках действий по интеграции и требуют новых итераций для обеспечения полного, точного и однозначного определения данных системы.
Существуют решения, которые позволяют облегчить ввод данных при помощи информативных инструментов, но до сих пор не было предложено внедрять его в более широкое решение, включающее в себя устройство ввода, механизмы проверки данных и применяющее процесс, который может адаптировать уровень совместно используемой информации и определить совокупность данных, которые могут использовать различные разработчики системы технического обслуживания.
Поэтому существует потребность в общем решении, которое позволяет в полной мере определять потребности технического обслуживания летательного аппарата.
Этой задаче отвечает настоящее изобретение.
Настоящее изобретение призвано предложить устройство и способ для итеративного и полного сбора данных и определения потребностей технического обслуживания летательного аппарата и для подтверждения когерентности данных, определенных устройством.
Предпочтительно настоящее изобретение позволяет быстрее и однозначно считывать характеристики сообщений технического обслуживания и автоматически обеспечивает когерентность и достоверность сообщений технического обслуживания за счет централизации всех данных.
Настоящее изобретение должно также позволять собирать данные в ходе процесса, основанного на управлении профилями пользователей, контролируемыми пользователем.
Предпочтительно совместное использование данных различными пользователями, участвующими в доводке системы централизованного технического обслуживания (ЦТО), является гарантированным.
Предпочтительно настоящее изобретение обеспечивает полноту и точность определения потребности для централизованного технического обслуживания летательного аппарата.
Изобретение призвано также предложить систему, адаптированную для пользователя, которым может быть разработчик оборудования или самолета.
Изобретение призвано предложить также интерфейс ввода человек-машина (ИЧМ), который позволяет предварительно просматривать содержание страниц ИЧМ системы.
Предпочтительно настоящее изобретение обеспечивает создание баз данных конфигурирования, которые может использовать система централизованного технического обслуживания.
Предпочтительно настоящее изобретение можно динамично применять для любой новой среды системы ЦТО.
Предпочтительно настоящее изобретение применяют в контексте авиационной промышленности.
Для достижения искомых результатов предложены способ, устройство и компьютерный программный продукт.
В частности, устройство определения потребности для системы централизованного технического обслуживания (ЦТО) для летательного аппарата содержит:
- модуль ввода параметров, связанных с областями конфигурирования системы ЦТО;
- модуль проверки, связанный с модулем ввода, для проверки соответствия вводимых параметров областям конфигурирования системы ЦТО;
- модуль генерирования, связанный с модулем ввода, для генерирования файлов определения потребности; и
- модуль хранения для сохранения генерируемых файлов определения потребности.
Представлены различные варианты осуществления.
Различные аспекты и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания предпочтительного, но не ограничительного варианта выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых:
Фиг. 1 - функциональные блоки устройства определения потребности системы ЦТО в соответствии с изобретением.
Фиг. 2 - этапы заявленного способа для генерирования файла конфигурирования системы ЦТО.
На фиг. 1 представлена информативная среда (100), позволяющая применять устройство и способ в соответствии с изобретением для определения потребности системы ЦТО. На фиг. 1 показан пример функциональных модулей в предпочтительном, но не ограничительном варианте выполнения изобретения, позволяющем специалисту применять его варианты.
Система 100 включает в себя устройство 101 ввода, выполненное с возможностью сбора данных для определения потребности системы ЦТО.
Система содержит также модуль 106 хранения для сохранения данных, связанных с определением областей конфигурирования ЦТО или языка предметной области “Domain Specific Language CMS” (DSL ЦТО) 107, и базу данных 108 файлов 112 определения потребности.
Язык DSL системы ЦТО 107 формально выражает различные области системы ЦТО, элементы их конфигурации и описание элементов конфигурации.
Предпочтительно устройство содержит модуль проверки 104, который должен проверять, чтобы совокупность вводимых параметров 102 соответствовала языку DSL системы ЦТО 107 с точки зрения структуры, области изменения и соответствия значений.
С модулем проверки 104 связан модуль 105 генерирования файла 112 определения потребности. Содержание и структура файла 112 должны строго соответствовать вводу и языку DSL системы ЦТО 107.
Средство 110 взаимодействия позволяет пользователю 109 вводить параметры 102. Средство 110 взаимодействия может представлять собой, например, клавиатуру компьютера, систему распознавания голоса, тактильный экран или любое другое средство взаимодействия, преобразующее действия пользователя в команду для устройства 101 ввода.
Интерфейс человек-машина (ИЧМ) 103 позволяет пользователю 109 изменять параметры 102 системы ЦТО в соответствии с DSL системы ЦТО 107 и/или просматривать и изменять предварительно установленное определение потребности.
Средство 111 отображения позволяет пользователю 109 ознакомиться со значением и структурой параметров 102, а также с ранее введенными данными. Средство 111 отображения может представлять собой, например, компьютерный экран, графический планшет, тактильное или аудио устройство или любое другое средство, позволяющее пользователю ознакомиться с содержимым базы данных 108.
Модуль 106 хранения может быть запоминающим устройством, встроенным в компьютер 100, однако в варианте он может быть внешним. Это запоминающее устройство обеспечивает хранение определения области 107 конфигурирования и базы данных 108. Запоминающее устройство 106 может быть выполнено, например, в виде жесткого диска, памяти FLASH, устройства USB, диска CD-ROM и т.д. Язык DSL системы ЦТО 107 и базу данных 108 можно также хранить в разных запоминающих устройствах. Компьютер 100 и запоминающее устройство 106 сообщаются между собой для обеспечения обмена данных между модулем 101 ввода и запоминающим устройством. Связь между компьютером и запоминающим устройством может быть проводной (например, электронной шиной, проводом USB, проводом Ethernet и т.д.) или беспроводной (например, WiFi, Bluetooth и т.д.).
Области конфигурирования DSL системы ЦТО предпочтительно распределены в 6 семейств:
- Система-участница: Определение данных, характеризующих системы-участницы, подключенные к системе ЦТО.
- Системные интерфейсы: Определение связей между системой ЦТО и всеми подключенными к ней системами-участницами, а также интерфейсов с системами, предоставляющими данные о состоянии летательного аппарата.
- Фильтрация/Корреляция: Определение правил, связанных с функциями фильтрации и корреляции.
- ИЧМ: Определение страниц ИЧМ системы ЦТО и ее систем-участниц и навигации между страницами.
- Взаимодействие между системами-участницами: Определение возможностей диалога между оператором технического обслуживания и системами-участницами.
- Логические схемы системы ЦТО: Определение логических схем, присущих функции системы ЦТО, позволяющих адаптировать систему к специфике летательного аппарата, в котором она установлена.
Определение данных каждой области конфигурирования основано:
- на совокупности руководств по разработке, которые представляют собой совокупность правил, позволяющих определить характер и требования, связанные с каждым элементом из данных. Эти руководства позволяют пользователю лучше определить потребность определения и повысить точность и когерентность данных, к которым он обращается; и
- на формальном языке, специфическом для области технического обслуживания. Применение формализма позволяет обеспечить однородность информации, используемой всеми пользователями.
В таблице 1 представлен предпочтительный пример определений шести областей конфигурирования. Эта таблица и ее содержимое представлены исключительно в качестве неограничительного примера.
Таблица 1
Область конфигурирования
Элемент конфигурирования
Описание элементов конфигурирования
Система-участница
Топология летательного аппарата
- Однозначная идентификация всех систем-участниц, подключенных к системе ЦТО- Определение соответствующего кода АТА- Идентификация систем электрического питания, соединенных с системами-участницами
Собственные характеристики
Для каждой системы-участницы:- идентификация ее характеристик в плане протокола связи: А624 А664, А624 А429, А604 BOFR, A604 StdA, или Type 3- идентификация ее составных элементов (LRUs): идентификаторов, наименований, соответствующих кодов АТА
Сообщения о неисправности
- Определение характеристик сообщений о неисправности для каждой системы-участницы (см. следующую таблицу)- Определение соответствующего эффекта кабины экипажа (FDE): код и описание- Описательный текст, помогающий оператору понять неисправность
Интерфейсы
Топология летательного аппарата
- Список существующих связей между всеми устройствами, подключенными к системе ЦТО или к системам-участницам
Интерфейсы
- Функциональное описание интерфейсов- Определение портов связи и IP-адресов
Логические схемы системы ЦТО
Логические схемы системы ЦТО
- Логические вычислительные схемы, характерные для области технического обслуживания- Активация логических схем в соответствии с характеристиками летательного аппарата
Логические триггеры ACARS
- Определение событий, приводящих к передаче информации от летательного аппарата на наземную базу
Фильтрация и корреляция
Фильтрация сообщений о неисправности
- Правила фильтрации, применяемые для конкретных сообщений о неисправности или для всех сообщений о неисправности системы-участницы либо в реальном времени в момент их появления, либо в отложенном режиме для осуществления пост-обработки
Фильтрация сообщений CAS
- Правила фильтрации, применяемые к сообщениям CAS либо в реальном времени в момент их появления, либо в отложенном режиме для осуществления пост-обработки
Корреляция
- Статические правила, позволяющие осуществлять корреляцию между сообщениями о неисправности и сообщениями CAS- Динамические правила корреляции:- Временные между сообщениями CAS и сообщениями о неисправности- Временные между сообщениями о неисправности
ИЧМ
Описание и Навигация
- Описание страниц ИЧМ системы технического обслуживания
- Описание страниц ИЧМ, связанных с каждой системой-участницей
- Определение навигации между страницами ИЧМ
Опция отчетов
Выбор опций отображений отчетов о неисправностях, представляемых оператору
Взаимодействия/ Системы-участницы
Взаимодействия
- Определение действий, позволяющих оператору взаимодействовать с системами-участницами
В таблице 2 представлены примеры конфигурируемых элементов, связанных с сообщениями о неисправности, в зависимости от их типа.
Таблица 2
Тип сообщения
Конфигурируемые характеристики
Дискретное
- Наименование дискретного сообщения (когерентного с интерфейсами, определенными для летательного аппарата)- Тип: Либо связанный с появлением неисправности, либо связанный с ответом устройства в рамках теста, запрошенного оператором- Ожидаемое значение: Двоичное значение, соответствующее типу определенного события- Необходимое время подтверждения до объявления о наступлении ожидаемого значения
BOFR
- Фильтрация: Если она активирована, сообщение будет отфильтровано, когда оператор производит тест на оборудовании- Характеристики метки с сообщением (Номер/ Маска/ Значение)
A604 StdA
- Тип: характеризует категорию сообщения среди множества возможных: Flight Deck Effect reported/no Flight Deck Effect reported/ Class1, Class2, /Class3
A624
- Режим неисправности: Информация о статусе неисправности, указывающая на то, что причина связана с повторным запуском системы и с условиями ее повторного запуска (автоматический, ручной, внутренний, внешний…)- Класс неисправности: позволяет определить категорию неисправности по ее серьезности с точки зрения видимого эффекта в кабине экипажа- Причина неисправности: идентификация от одной до трех наиболее вероятных причин неисправности. Ими руководствуется оператор, когда ему необходимо произвести общую диагностику.
Устройство 100 определения потребности выполнено с возможностью генерирования файла конфигурирования системы ЦТО 112 на основании совокупности данных 102, предварительно введенных различными участниками 109.
Предпочтительно пользователями 109 являются поставщик систем-участниц, разработчик летательного аппарата и разработчик системы технического обслуживания. Профили пользователей, характерные для каждого пользователя, определены их ролью и их деятельностью в разработке системы.
Предпочтительно управление профилями пользователей позволяет:
- гарантировать однородность и полноту информации, необходимой для описания системы
- облегчать работу каждого участника за счет предоставления ему ИЧМ, адаптированного к его потребностям, и выдачи ему руководства и директив на каждом этапе ввода и указания ему разрешенного диапазона использования по каждому параметру
- обеспечивать совместное использование данных за счет их централизации в рамках одного инструмента, совместно применяемого пользователями.
Генерируемый файл конфигурирования системы ЦТО 112 описывает совокупность данных технического обслуживания. Его структура и его синтаксис отвечают формальному описательному языку (DSL), который позволяет обеспечивать полный и однозначный характер собираемых данных. Его содержание включает в себя совокупность принципов области технического обслуживания, необходимых для реализации системы ЦТО. Предпочтительно этот файл можно применять в размеченном текстовом виде и можно программировать с использованием языка верхнего уровня типа XML (eXtended Mark-Up Language).
Роль модуля 104 проверки заключается в проверке когерентности и соответствия совокупности вводов оператора относительно DSL системы ЦТО 107, а также полноты и непротиворечивости вводов.
Предпочтительно интерфейс ввода (ИЧМ) содержит различные поля для ввода параметров системы ЦТО в соответствии с областью конфигурирования и для подсказки во время этого ввода. Интерфейс позволяет также пользователю просматривать и редактировать предварительно определенную конфигурацию.
На фиг. 2 представлены этапы 200, осуществляемые в рамках заявленного способа для генерирования файла конфигурирования системы ЦТО в предпочтительном варианте применения, например, в устройстве 100.
Идентифицируют различных исполнителей для осуществления сбора данных, среди которых разработчик летательного аппарата, разработчик системы технического обслуживания и поставщик системы-участницы.
На первом этапе 201 способ позволяет разработчику летательного аппарата определить топологию летательного аппарата, которую используют для сбора других данных, необходимых для централизованного технического обслуживания.
После этого этапа параллельно (этапы 210-215) можно осуществлять сбор других данных.
Различные поставщики систем-участниц определяют 210 сообщения о неисправностях своей системы. Для каждой системы-участницы осуществляют этап 220 подтверждения. После подтверждения на этапе 230 определяют правила фильтрации, а на этапе 240 определяют правила корреляции.
На этапе 211 описывают интерфейсы между каждой системой-участницей и централизованным техническим обслуживанием. Предпочтительно эти интерфейсы определяет разработчик системы технического обслуживания.
На этапе 212 определяют страницы ИЧМ системы-участницы. Предпочтительно эти страницы определяет поставщик системы-участницы.
На этапе 213 определяют различные взаимодействия между централизованным техническим обслуживанием и системой-участницей, позволяющие оператору технического обслуживания взаимодействовать с системой.
На этапе 214 предпочтительно разработчик летательного аппарата определяет ИЧМ системы ЦТО.
На этапе 215 предпочтительно разработчик летательного аппарата определяет логические схемы системы ЦТО.
На следующем этапе 250 конфигурируют события, приводящие к передаче информации о техническом обслуживании на землю.
В конце этапов 240, 211, 212, 213, 214 и 250 осуществляют этап 260 подтверждения.
Если подтверждение является правильным, на этапе 270 генерируют файл конфигурирования системы ЦТО.
Резюмируя, можно указать следующие преимущества настоящего изобретения:
- Расширение аспекта конфигурирования устройств, соединенных с системой технического обслуживания, за счет:
- контроль устройств разного вида;
- применения разных протоколов связи.
- Понятие процесса расширяется за счет:
- определения исполнителей и ролей, специфических для данной области и детализированных для технического обслуживания (разработчик летательного аппарата/поставщик системы-участницы/разработчик системы технического обслуживания);
- определения рамок совместной работы между исполнителями на общей производственной площадке, причем эти рамки:
• идентифицируют предпосылки между фазами;
• позволяют обеспечить параллельность определенного числа операций и независимость исполнителей;
• определяют точки соприкосновения, необходимые для продолжения операций сбора данных
- диаграммы последовательностей процесса определения с добавлением связей между исполнителями;
- добавления понятия централизации всех данных, необходимых для разработки системы ЦТО, которое позволяет:
- поставщикам систем-участниц быстрее внедрить их оборудование в общую схему бортового оборудования;
- проверить полноту данных, передаваемых всеми устройствами, относительно топологии самолета, чтобы как можно раньше идентифицировать все упущения, несоответствия или избыточность;
- Возможность конфигурирования логических вычислительных схем функции технического обслуживания за счет определения параметров, участвующих в алгоритмах вычисления фаз технического обслуживания и команд;
- Добавление конфигурирования событий, включающих передачу информации технического обслуживания на землю, что позволяет оператору технического обслуживания подготовить процедуры технического обслуживания, не дожидаясь посадки самолета;
- Конфигурирование функций фильтрации и корреляции, которое:
- позволяет избежать каскадных отчетов о неисправностях, которые затем затрудняют расследование;
- отдает приоритет идентификации первичных неисправностей, исключая вторичные неисправности, вытекающие из первых;
- Моделирование интерактивных действий, диалога оператора с устройствами, которое:
- опирается на специфический формальный язык;
- применяет три типа индивидуализируемых действий (интерактивные тесты для подтверждения неисправности, извлечение записанных данных системы, сбор и представление текущих данных системы);
- позволяет каждому поставщику оборудования индивидуализировать свой ИЧМ в структуре и навигации.
Таким образом, данное описание иллюстрирует предпочтительный вариант осуществления изобретения, который не является ограничительным. Был выбран пример для обеспечения лучшего понимания принципов изобретения и его конкретное применение, однако они не являются исчерпывающими и должны позволять специалисту вносить изменения и предусматривать версии осуществления с сохранением тех же принципов.
Настоящее изобретение можно осуществлять при помощи материальных и/или программных средств. Оно может представлять собой компьютерный программный продукт на читаемом компьютером носителе. Носитель может быть электронным, магнитным, оптическим, электромагнитным или может быть передаваемым носителем типа инфракрасного. Такими носителями являются, например, полупроводниковые запоминающие устройства (Random Access Memory RAM, Read-Only Memory ROM, ленты, дискеты или магнитные или оптические диски (Compact Disk - Read-Only Memory (CD-ROM), Compact Disk - Read/Write (CD-R/W) and DVD).