ИНТЕРАКТИВНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
INTERACTIVE ELECTRONIC DOCUMENTATION OF COMPLEX ENGINEERING SYSTEMS

Техническое решение относится к области эксплуатации, ремонта и сервисного обслуживания сложных технических систем (СТС), включая изделия вооружений и военной техники (ВВТ), с использованием интерактивной электронной документации.
Известны российские и международные стандарты, регламентирующие порядок и правила разработки и использования электронной документации на изделия. Примерами таких стандартов являются ГОСТ 2.051, ГОСТ 2.052, ГОСТ 2.053, группа стандартов ГОСТ Р ИСО 10303, ГОСТ Р 54088. Эти стандарты определяют формы для однозначного представления машинно-ориентированных данных об изделии и обмена этими данными в течение жизненного цикла изделия. Однако указанные стандарты (за исключением ГОСТ Р 54088) не определяют эффективную техническую реализацию электронной документации для сложных технических систем (СТС), которая обеспечивала бы интерактивную информационную поддержку действий эксплуатационного и ремонтного персонала СТС при проведении работ по сервисному обслуживанию и ремонту СТС на местах их дислокации.
Общим недостатком этих стандартов является то, что разработка интерактивной электронной ремонтной документации (ИЭРД) на их основе ориентирована на использование имеющейся электронной конструкторской и эксплуатационной документации и не предусматривает возможность разработки ИЭРД при отсутствии электронной конструкторской и эксплуатационной документации.
Известны также технические решения по патентам RU 2356106 С2, RU 2304855 С2, RU 2316831 С2, RU 63960 U1, RU 2388060 и RU 2271040, содержащим отдельные аспекты создания и использования электронной документации, в том числе для обучения эксплуатационного персонала технических изделий разного назначения. Однако в этих известных решениях отсутствует описание интерактивной электронной ремонтной документации, которая могла бы эффективно использоваться для информационной поддержки действий эксплуатационного и ремонтного персонала СТС при сервисном обслуживании и ремонте СТС и их составных частей на местах их дислокации.
Наиболее близким решением, принимаемым за аналог, является система управления ремонтом СТС (включая ВВТ) с использованием интерактивной электронной ремонтной документации (ИЭРД) по патенту RU 2492076 С1. Интерактивная электронная ремонтная документация по патенту RU 2492076 С1 содержит кадры цифровой видеоинформации для каждой составной части (СЧ) ремонтируемого изделия всех уровней декомпозиции структуры изделия, отображающие СЧ изделия в сочетании с используемым технологическим инструментом и оборудованием, сопровождаемые указаниями оператору по выполнению каждой технологической операции на соответствующей СЧ изделия по ходу реализуемого технологического процесса. ИЭРД перед началом работ помещают в базу знаний центрального компьютера автоматизированной системы управления (АСУ) и в дальнейшем используют для информационной поддержки действий ремонтного персонала.
Достоинством данной ИЭРД является то, что в составе кадров цифровой видеоинформации по соответствующим СЧ ремонтируемого изделия содержится изображение этой СЧ в сочетании с используемым технологическим инструментом, а также указания оператору по выполнению соответствующей технологической операции по ходу технологического процесса ремонта изделия. Этим обеспечивается информационная поддержка действий оператора по выполнению данной операции и снижаются требования к квалификации оператора (за счет наглядности применения инструмента и указаний по выполнению данной операции с применением инструмента, отображенного в кадре видеоинформации).
Данная ИЭРД (аналог) создается без использования электронной конструкторской и эксплуатационной документации. В ее основу положены кадры видеоинформации, формируемые в процессе видеосъемки натурного образца СТС и ее СЧ.
Недостатком управления работами по ремонту СТС с использованием ИЭРД по патенту-аналогу является то, что последовательность выполнения операций (т.е. последовательность перехода от одной операции к другой операции на данной СЧ, а также перехода к работам на других СЧ) в ИЭРД не задана и производится на основе априорных знаний о соответствующей пооперационной технологии ремонта данного изделия, что требует более высокой квалификации эксплуатационного и ремонтного персонала. В составе ИЭРД по патенту - аналогу нет функциональных связей между отдельными блоками ИЭРД, определяющими переход к другим технологическим операциям в зависимости от результата выполнения текущей технологической операции на данной СЧ образца СТС.
В случае применения системы управления ремонтом СТС с использованием ИЭРД по патенту-аналогу для обслуживания или ремонта образцов СТС (в том числе - образцов вооружения и военной техники) на местах их дислокации эксплуатационному или ремонтному персоналу для выбора соответствующих кадров ИЭРД и последовательного выполнения необходимых технологических операций технического обслуживания или ремонта необходимо располагать дополнительными априорными знаниями о вариантах переходов между операциями в составе технологических процессов, включающих:
1) контроль технического состояния СТС и входящих СЧ;
2) обслуживание СТС и СЧ;
3) разборка СТС и СЧ;
4) ремонт СТС и СЧ;
5) сборка СЧ и СТС в целом;
6) настройка СЧ и СТС в целом;
7) контроль восстановления работоспособности СЧ и СТС в целом.
Целью заявленного технического решения является устранение недостатков аналога. Технический результат от применения заявленного решения состоит в повышении эффективности и качества работ по техническому обслуживанию и ремонту СТС с использованием ИЭРД и снижении требований к уровню знаний персонала об изделии при проведении работ по техническому (сервисному) обслуживанию и ремонту СТС (включая ВВТ) на местах их дислокации путем включения в состав системы управления (в состав блоков ведения ИЭРД по управлению работами на СЧ изделия) модулей соответствующих указаний эксплуатационному или ремонтному персоналу по переходу к выполнению очередных операций на данной СЧ или другой СЧ - в зависимости от вида реализуемого технологического процесса и результатов выполнения предшествующей операции. При этом повышается производительность и качество работ по ремонту и сервисному обслуживанию образцов СТС.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в системе управления ремонтом СТС (включая ВВТ) используется интерактивная электронная ремонтная документация СТС, представленная в виде совокупности электрических информационных сигналов, содержащая кадры цифровой видеоинформации для каждой составной части (СЧ) изделия всех уровней декомпозиции структуры изделия, отображающие СЧ изделия в сочетании с используемым технологическим инструментом, сопровождаемые указаниями оператору по выполнению каждой операции на соответствующей СЧ изделия из состава реализуемого технологического процесса. Система управления представляет собой совокупность функционально связанных между собой модулей и блоков, в которых ведется интерактивная электронная ремонтная документация (ИЭРД) для управления работами по ремонту соответствующих СЧ изделия. Структура функциональных связей между блоками ведения разделов ИЭРД отображает соответствующую структуру конструктивных (входимость) и функциональных (функциональное взаимодействие СЧ) связей СЧ в составе изделия - объекта ремонта.
Структура и состав блоков ведения разделов ИЭРД, а также взаимосвязь и взаимодействие блоков ведения ИЭРД, предназначенных для информационной поддержки действий (управления действиями) персонала при работе на одной СЧ изделия в процессе выполнения различных технологических операций, поясняются на фиг. 1.
Как было указано, система управления ремонтом с использованием ИЭРД изделия (СТС) в целом и блоки ведения разделов ИЭРД для каждой СЧ из состава СТС представляют собой технические объекты (устройства), объединяющие средства вычислительной техники и совокупность электронной цифровой информации (информационных электрических сигналов), занесенной в память этих средств.
Структура информации, содержащейся в блоках ведения разделов ИЭРД, поясняется в левой части схемы фиг. 1 на примере блока ведения ИЭРД, предназначенной для информационной поддержки действий персонала при выполнении технологического процесса 1 контроля технического состояния СТС. Каждому технологическому процессу, который может выполняться на данной СЧ изделия, соответствует свой блок ведения разделов ИЭРД (блоки 1÷7 фиг. 1). Совокупность блоков ведения разделов ИЭРД, обеспечивающих информационную поддержку (управление работами) при выполнении всего возможного набора технологических операций на одной СЧ изделия, образует комплекс блоков ведения разделов ИЭРД, показанный на фиг. 1.
Каждый блок ведения разделов ИЭРД, управляющий выполнением того или иного технологического процесса на соответствующей СЧ, содержит модули ведения видеоинформации, с помощью которых отображается обслуживаемая или ремонтируемая СЧ (модуль 1.1 на фиг. 1) в сочетании с модулем ведения изображения инструмента, используемого для конкретной технологической операции (модуль 1.2 на фиг. 1). Данные модули ведения изображений 1.1 и 1.2 связаны с модулем 1.3 текстовых указаний и модулем 1.4 аудиоуказаний, содержащими указания оператору о порядке выполнения данной операции, и с модулем 1.5 оценки результата выполнения данной операции. Модуль оценки результатов выполнения данной операции 1.5 связан с модулем текстовых 1.6 и аудио 1.7 указаний о направлении перехода к следующей операции (к другому блоку ведения ИЭРД) на данной СЧ или другой СЧ - в зависимости от результата выполнения данной операции. Введение модулей оценки результатов выполнения технологической оценки 1.5, модулей текстовых 1.6 и аудио 1.7 указаний о переходе к другому блоку ведения ИЭРД, а также функциональные связи между этими модулями, а также этих модулей с другими блоками ведения ИЭРД являются существенными отличительными признаками заявленного технического решения.
В случаях, когда в рамках заданного технологического процесса (контроль технического состояния, обслуживание изделия, разборка изделия, ремонт СЧ изделия, сборка изделия, настройка СЧ изделия или контроль восстановления работоспособности СЧ изделия - соответственно) на данной СЧ необходимо последовательно выполнить ряд технологических операций, разделы ИЭРД по каждой технологической операции помещаются в составе автономных блоков и все блоки ведения ИЭРД в своей функциональной связи в соответствии с последовательностью технологического процесса на данной СЧ, входят в состав соответствующего комплекса блоков ведения ИЭРД данной СЧ изделия (см. фиг. 1).
Для обеспечения эффективной информационной поддержки действий операторов из состава эксплуатационного и ремонтного персонала, каждый блок ведения ИЭРД фиг. 1 предназначен обеспечивать всю совокупность указаний по выполнению операций соответствующего технологического процесса на данной СЧ изделия, а также обеспечивать указания по переходу к операциям другого технологического процесса на этой же СЧ. Например, при оценке результата контроля технического состояния, свидетельствующего о неисправности данной СЧ, в модулях 1.6 и 1.7 (см. фиг. 1) предусмотрены указания по переходу к соответствующему блоку ведения ИЭРД по технологическому процессу ремонта или разборки данной СЧ - и т.д.
Блоки ведения ИЭРД, предназначенные для управления выполнением операций одноименных технологических процессов на СЧ разного уровня, связаны между собой модулями указаний по переходу от одного блока ведения ИЭРД к другому (модули, аналогичные модулям 1.6 и 1.7 фиг. 1) и образуют системы блоков ведения ИЭРД соответствующей специализации, как это поясняется на фиг. 2. Каждый блок ведения ИЭРД, входящий в соответствующую систему ведения ИЭРД фиг. 2, идентифицируется кодом технологического процесса (например, 1÷7, как это показано на фиг. 1 и фиг. 2) и кодом типа СЧ, определяющим место данной СЧ в иерархической многоуровневой структуре СТС.
На фиг. 3 представлена структура СТС, поясняющая связь блоков ведения ИЭРД в последовательности разборки многоуровневой СТС на входящие в нее СЧ разного уровня. При этом «01» обозначает образец СТС в целом, (С1.1-1)÷(С1.1-i)÷(Cl.l-k) обозначают составные части первого уровня разукрупнения структуры СТС. Соответственно, (С1.2) - составные части второго уровня СТС, (С1.3) - составные части третьего уровня СТС и т.д.
Структура системы ведения ИЭРД по каждому технологическому процессу для подобной СТС показана на фиг. 4. Каждому технологическому процессу для каждой СЧ соответствующего уровня разукрупнения соответствует блок ведения ИЭРД, взаимодействующий с блоками ведения ИЭРД других технологических процессов для данной СЧ (см. фиг. 1), а также с блоками ведения ИЭРД составных частей вышестоящего и нижестоящего уровней (см. фиг. 3 и фиг. 4). Этим обеспечивается все многообразие процедур управления, которые требуются при проведении работ по обслуживанию и ремонту образцов СТС, включая ВВТ, на местах их дислокации - при штатных и нештатных ситуациях. Совокупность блоков ведения ИЭРД для каждой СЧ, связанных между собой модулями указаний взаимных переходов (модули 1.6 и 1.7), образуют комплекс блоков ведения ИЭРД для данной СЧ (см. фиг. 1).
Полный комплект системы управления работами по ремонту и сервисному обслуживанию каждого типа СТС включает в себя совокупность блоков ведения ИЭРД, связанных между собой модулями указаний о взаимных переходах. При этом блоки ведения ИЭРД каждого технологического процесса образуют системы блоков ведения ИЭРД фиг. 2 для СЧ всех уровней структуры СТС.
Применение системы управления ремонтом СТС с использованием ИЭРД по заявленному техническому решению осуществляется следующим образом.
Перед началом работы по осмотру, контролю технического состояния, техническому обслуживанию или ремонту СТС (включая изделия ВВТ) на местах их дислокации комплекс разделов ИЭРД фиг. 2 на СТС в целом помещается в память средств вычислительной техники (например, компьютеров), которые переносятся непосредственно на место проведения работ по ремонту и сервисному обслуживанию (РСО) соответствующего образца СТС. В зависимости от технического состояния обслуживаемого изделия и задания на выполнение работ, оператор активизирует профильную систему ведения ИЭРД, ориентированную на информационную поддержку действий по реализации выбранного (в соответствии с заданием на проведение работ) технологического процесса (например, контроль технического состояния). Перед началом работ задаются идентификационные данные обслуживаемого изделия (тип, номер) и/или его СЧ, с которой следует начать выполнение технологического процесса (в соответствии с априорной информацией о работоспособности изделия). Производится обращение оператора к блоку ведения ИЭРД в соответствии с выбранной СЧ, с которой начинаются работы (см. фиг. 1 и фиг. 2). На экране компьютера отображается соответствующий кадр видеоинформации (изображения СЧ и инструмента на основе модулей 1.1 и 1.2 фиг. 1) и соответствующие указания оператору. Оператор визуально и с помощью органов слуха воспринимает указания ИЭРД (под управлением модулей 1.3 и 1.4 фиг. 1), воспроизводимые компьютером, выполняет их, оценивает результат выполнения операции (под управлением модуля 1.5 фиг. 1), вводит данные результата в компьютер и получает подсказку под управлением модулей 1.6 и 1.7 ИЭРД по переходу к следующей операции. При нечетко сформулированном или подозреваемом на ошибку результате, модули 1.6 и 1.7 блока ведения ИЭРД выдают указания не по переходу к следующей операции, а по повторному выполнению данной операции.
Процедура выполнения технологического процесса продолжается путем управления переходом к другим блокам ведения разделов ИЭРД данного технологического процесса на заданной СЧ, к блокам ведения разделов ИЭРД другого технологического процесса на данной СЧ или на других СЧ (в зависимости от оценки результатов выполнения соответствующих операций на каждой СЧ).
Таким образом, путем выдачи указаний, формируемых модулями соответствующих блоков ведения ИЭРД, производится управление содержанием и последовательностью действий персонала на каждой СЧ ремонтируемой СТС до полного восстановления обслуживаемого изделий.
При этом от оператора не требуется глубоких знаний по структуре выполнения технологических процессов. Достаточно иметь общее представление о структуре, принципе действия и назначении изделия, а также четко и добросовестно выполнять визуальные и аудиоуказания, формируемые соответствующими модулями и блоками ведения разделов ИЭРД.
Разделы ИЭРД, используемые в заявленной системе управления ремонтом СТС, формируются с помощью типовых технологических средств, известных из уровня техники. Для применения ИЭРД при ремонте СЧ на месте дислокации образцов СТС (включая образцы ВВТ) достаточно иметь портативный компьютер, содержащий клавиатуру, монитор и имеющий необходимый объем памяти для размещения комплекта ИЭРД. Необходимо также иметь полный комплект технологических инструментов, подлежащих применению при выполнении всего комплекса технологических операций, предусмотренных в составе ИЭРД.
Формирование разделов ИЭРД осуществляется с помощью автоматизированного рабочего места (фиг.5), содержащего цифровую видеокамеру или цифровой фотоаппарат 10, микрофон 13 и компьютер 12. В процессе формирования ИЭРД производится формирование модулей изображений 1.1 и 1.2 (СЧ и инструмента) в соединении с другими модулями, как это показано на фиг. 1. Для формирования полного комплекта ИЭРД необходим исправный образец изделия. Структурная схема рабочего места, поясняющая формирование ИЭРД, приведена на фиг. 5. Формирование разделов ИЭРД с помощью автоматизированного рабочего места фиг. 5 осуществляется последовательно по каждой СЧ - в последовательности выполнения технологических процессов РСО по каждой СЧ на каждом структурном уровне изделия (см. фиг. 3 и фиг. 4).
Таким образом, заявленное техническое решение промышленно реализуемо с помощью типовых технических средств, известных из уровня техники.
Техническое решение (система управления ремонтом СТС с использованием ИЭРД) обеспечивает реализацию заявленного технического результата, а именно повышение эффективности и качества проведения работ по техническому (сервисному) обслуживанию и ремонту сложных технических изделий (включая изделия ВВТ) при снижении требований к знаниям эксплуатационного и/или ремонтного персонала по структуре и последовательности операций по выполняемым технологическим процессам. Указанный технический результат обеспечивается входящими в состав системы управления блоками ведения разделов ИЭРД с соответствующими модулями, а также функциональными связями между блоками ведения ИЭРД по каждой СЧ ремонтируемого изделия и между входящими в состав этих блоков функциональными модулями.