АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ РЕМОНТА С ПРИМЕНЕНИЕМ МОБИЛЬНОГО РЕМОНТНО-ДИАГНОСТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

Полезная модель относится к области специальной вычислительной техники (средствам ремонта сложных технических систем), в частности - к автоматизированным информационным системам управления техническими процессами ремонта с применением мобильных ремонтно-диагностических комплексов. Полезная модель может также использоваться для управления технологическими процессами ремонта аппаратуры и оборудования в условиях стационарных ремонтных органов.
Известны автоматизированные информационные системы, применяемые для управления технологическими процессами в различных предметных областях. Примерами могут служить технические решения по АС приведенные в патентах РФ RU №68723 (2007.11.27), RU №2156834 (2000.09.27), RU №2002101943 (2003.08.27). Указанные системы содержат в своем составе центральный компьютер с установленным в нем программным обеспечением для управления соответствующим технологическим процессом, соединенный с приборами измерения параметров управляемого технологического процесса и с устройствами, осуществляющими управление параметрами технологических установок, подачей в рабочую область расходных материалов и получением выходной продукции.
Недостатками известных решений являются то, что они предназначены для управления непрерывными технологическими процессами, не предназначены для пооперационного управления действиями операторов при выполнении дискретных технологических процессов ремонта сложных технических систем (в частности - систем вооружения и военной техники).
Наиболее близким к заявленному техническим решением является автоматизированная система управления процессами и ресурсами (АСУ ПР) по
патенту на полезную модель RU 66.287 (В60Р 3/14, 09.10.2007), которая принимается за прототип.
Система-прототип содержит центральный компьютер с размещенными в его памяти базой справочных данных по обслуживаемым техническим системам, каталожной базой данных по составным частям обслуживаемых технических систем, базой данных электронного архива эксплуатационный и ремонтной документации, базой данных запасного имущества, материалов и принадлежностей (ЗИП) в составе ремонтно-диагностического комплекса (РДК) и в комплексах обслуживаемых изделий и выносной терминал автоматизированного рабочего места (АРМ) для контроля и диагностики составных частей обслуживаемых технических систем, при этом перед выездом РДК для проведения конкретного вида работы на конкретной технической системе в базу данных АСУ ПР загружают документы по профилю данной системы, по прибытию на место дислокации обслуживаемой технической системы выносной терминал располагают на месте проведения работ непосредственно у составной части обслуживаемой технической системы, причем выносной терминал, укомплектовывают измерительными модулями и модулями формирования стимулирующих воздействий, подключаемыми к соответствующим точкам контролируемых составных частей обслуживаемой технической системы.
Достоинством системы-прототипа является реализация управления действиями ремонтного персонала, производящего контроль технического состояния и ремонт составных частей непосредственно на штатных местах их расположения в составе обслуживаемой технической системы. Управление действиями ремонтного персонала осуществляется путем организации интерактивного доступа к компьютеру АСУ ПР с помощью выносного терминала. При этом на основе выдаваемых из компьютера АСУ ПР на экран выносного терминала (переносного АРМ) подсказок в виде фрагментов ремонтной и эксплуатационной документации задается последовательность
действий ремонтного персонала (оператором выносного терминала) по подключению измерительных средств выносного терминала к соответствующим точкам, по оценке измеренных параметров технического состояния контролируемой составной части обслуживаемой технической системы, по выявлению причины неисправности, по замене выявленных неисправных сменных элементов (составных частей нижнего уровня декомпозиции структуры обслуживаемой технической системы) на заведомо исправные из состава комплекта одиночного ЗИП обслуживаемой технической системы и по контролю восстановления работоспособности ремонтируемой составной части обслуживаемой технической системы.
Недостатком известной системы-прототипа, является отсутствие управления технологическими операциями ремонта сменных элементов изделия на рабочих местах в составе ремонтно-диагностического комплекса и на дополнительно организуемых выносных технологических рабочих местах, придаваемых к РДК для реализации отдельных технологических операций в пределах полного цикла ремонта сменных элементов обслуживаемой технической системы. Следствием этого является снижение производительности и качества ремонта сменных элементов по профилю работ РДК, а также повышение требований к квалификации персонала, осуществляющего ремонт сменных элементов в составе РДК.
Целью заявленного технического решения является устранение недостатков прототипа, а именно:
- обеспечение интерактивной процедуры управления технологическими процессами, подлежащими выполнению на рабочих местах в составе РДК и на придаваемых к РДК выносных технологических рабочих местах в соответствии с установленной директивной технологией ремонта сменных элементов обслуживаемой технической системы по профилю работ соответствующего РДК;
- снижение требований к уровню квалификации специалистов, выполняющих работы по ремонту сменных элементов на соответствующих технологических рабочих местах в составе РДК и приданных к РДК дополнительных внешних рабочих местах.
Указанный технический результат достигается тем, что в автоматизированную систему управления технологическими процессами ремонта с применением мобильного ремонтно-диагностического комплекса (далее - АСУТП), содержащую: центральный компьютер с размещенными в его памяти базой справочных данных по обслуживаемым техническим системам, каталожной базой данных по составным частям обслуживаемых технических систем, базой данных электронного архива эксплуатационный и ремонтной документации, базой данных запасного имущества, материалов и принадлежностей (ЗИП) в составе ремонтно-диагностического комплекса (РДК) и в комплексах обслуживаемых технических систем и выносной терминал автоматизированного рабочего места (АРМ) для контроля и диагностики составных частей обслуживаемых технических систем, дополнительно введены комплекты аппаратуры автоматизированных рабочих мест управления технологическими процессами, содержащие компьютер, монитор, считыватель штрих-кодов и устройство обратной связи в виде манипулятора, установленные на каждом технологическом рабочем месте РДК по технологическому процессу ремонта сменных элементов обслуживаемой технической системы таким образом, чтобы специалист-ремонтник при выполнении операций мог сравнить свои действия с изображением на экране монитора и подтверждать выполнение действий и указаний центрального компьютера АСУТП с помощью манипулятора, при этом все дополнительные АРМ объединяют с центральным компьютером АСУТП в локальную сеть, в которую также подключен выносной терминал с помощью соответствующего удлинителя интерфейсной шины локальной вычислительной сети (ЛВС), в базу данных центрального компьютера АСУТП кроме символьной ремонтной
документации введена графическая инструкция, содержащая пооперационные изображения ремонтируемых составных частей обслуживаемой технической системы в последовательности их разборки и сборки по технологическому процессу ремонта.
Устройство и принцип действия заявленной системы поясняется на чертеже.
Система содержит центральный компьютер 1 и автоматизированные рабочие места 2 (АРМ) управления технологическими операциями, объединенные с центральным компьютером 1 с помощью интерфейсной магистрали 3 в локальную вычислительную сеть, автоматизированные рабочие места 2 управления технологическими операциями конструктивно совмещены с соответствующими технологическими ремонтными рабочими местами 4 (ТРМ). Центральный компьютер 1, АРМ 2, ТРМ 4 размещены соответствующим образом в технологическом отсеке ремонтно-диагностического комплекса 5 (РДК). К интерфейсной шине 3 с помощью дистанционной магистрали 6 подключен выносной терминал 7, размещенный при проведении работ непосредственно на обслуживаемой технической системе 8. К интерфейсной магистрали 3 с помощью дистанционной магистрали 9 подключено дополнительное АРМ 10, конструктивно совмещенное с внешним технологическим рабочим местом 11, размещаемыми на время проведения работ во временном укрытии 12.
По прибытии на место дислокации обслуживаемой технической системы 8 выносной терминал 7 переносится из технологического отсека РДК 5 непосредственно к месту нахождения аппаратуры обслуживаемой технической системы 8. Центральный компьютер 1, АРМ 2 и ТРМ 4 приводятся в рабочее состояние. При необходимости проведения работ с громоздкими съемными составными частями обслуживаемой технической системы 8, работа с которыми в технологическом отсеке РДК 5 невозможна, организуются внешние рабочие места. С этой целью рядом с РДК организуется временное укрытие 12,
в котором устанавливаются на время проведения ремонтных работ внешние ТРМ 11, с которыми конструктивно объединены внешние дополнительные АРМ 10, соединенные дистанционной интерфейсной магистралью 9 с интерфейсной шиной ЛВС системы 3.
При контроле технического состояния обслуживаемой технической системы 8 из центрального компьютера 1 в последовательности технического процесса обслуживания и ремонта обслуживаемой технической системы 8 на выносной терминал 7 покадрово выдаются фрагменты ремонтной документации, содержащие указания ремонтному персоналу по последовательности их действий, выдаются изображения фрагментов конструкции обследуемой аппаратуры с указанием точек подключения измерительных устройств из состава выносного терминала 7. Измеряемые с помощью терминала 7 значения параметров технического состояния контролируемой части обслуживаемой технической системы 8 сравниваются с допустимыми. Обнаружение несоответствия измеренных значений с допустимыми является признаком приближения аппаратуры к предельному состоянию или признаком отказа. Путем последовательных измерений в соответствующих точках на основе указаний ремонтной документации выявляют неисправные сменные составные части нижнего уровня разукрупнения обслуживаемой технической системы (называемые в технической литературе также сменными конструктивными элементами). Изымают подозреваемые на отказ сменные конструктивные элементы из конструкции обслуживаемой технической системы 8, а на их место устанавливают исправные сменные элементы того же типа из комплекта одиночного ЗИП, входящего в состав комплекта поставки обслуживаемой технической системы 8. Повторными измерениями с помощью выносного терминала 7 определяют восстановление работоспособности обслуживаемой технической системы 8. Все промежуточные и окончательные результаты проделанных операций по контролю технического состояния и ремонту
обслуживаемой технической системы 8 с помощью терминала 7 в диалоговом режиме вводят в центральный компьютер 1, в том числе - данные по неисправным сменным конструктивным элементам, изъятым из обслуживаемой технической системы 8 в процессе его ремонта.
Неисправные конструктивные сменные элементы передаются от обслуживаемой технической системы 8 в технологический отсек РДК 5 для ремонта. Если необходима предварительная разборка сложных агрегатов или необходимо провести подготовительные работы (починка, слив грязи и т.п.), то данные сменные составные части могут предварительно поступать на дополнительно организованные внешние технологические рабочие места 11.
Поступившие в технологический отсек РДК 5 сменные составные части обслуживаемой технической системы, подлежащие ремонту, поступают на технологические рабочие места 4 и переходят с одного технологического места на другое в последовательности технологического процесса ремонта. Процедуру управления технологическим процессом ремонта с применением заявленной системы (см. чертеж) можно рассмотреть на примере ремонта сменных конструктивных элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).
Каждый поступивший на ремонт сменный элемент РЭА предварительно подлежит учету в центральном компьютере 1 системы. При этом вводятся тип данного сменного элемента и его идентификационные номера (заводской номер и принадлежность к конструкции обслуживаемой технической системы 8). Регистрация типа и регистрационных данных, в случае их дублирования в виде штрих-кодов, вводятся в центральный компьютер 1 с помощью считывателя штрих-кодов, входящего в комплект центрального компьютера 1.
Прошедший регистрацию неисправный сменный элемент (объект ремонта) поступает (по ходу технического процесса и в соответствии с указаниями ремонтной документации, находящейся в базе данных компьютера 1) на ближайшее технологическое рабочее место 4-1. Количество ТРМ 4 и конструктивно совмещенных с ними АРМ 2 управления технологическими
операциями определяются специализацией РДК 5 и реализуемыми в составе РДК 5 технологическими процессами ремонта. В случае ремонта сменных элементов радиоэлектронной аппаратуры первым ТРМ 4-1 является технологическое рабочее место контроля и диагностики неисправностей сменных элементов. Конструктивно совмещенные с ТРМ 4-1 АРМ 2-1 представляет собой соответствующую автоматизированную систему контроля и диагностики (АСКД), предназначенную для контроля работоспособности и диагностики неисправностей функциональных узлов радиоэлектронной аппаратуры.
Перед началом выполнения инструкций на ТРМ 4-1 из центрального компьютера 1 системы через интерфейсную магистраль 3 в АРМ 2-1 (АСКД) передается ремонтная документация на сменные элементы, подлежащие ремонту, включая контрольно-диагностические тесты, а также указанные оператору АСКД по последовательности действий при контроле и диагностике каждого сменного элемента. По указаниям, воспроизводимым на экране АРМ 2-1, оператор ТРМ 4-1 подключает сменный элемент (объект ремонта) к АСКД и выполняет итерационную процедуру контроля. При подтверждении неработоспособности объекта контроля на экран АРМ 2-1 выдается указание по проведению итерационной процедуры диагностики неисправностей. В процессе диагностики неисправностей на экране АРМ 2-1 выдаются указания оператору по местам подключения контрольных щупов согласно алгоритму диагностики (с отображением на экране АРМ 2-1 изображения конструкции контролируемого сменного элемента и соответствующих подсказок по точкам подключения щупов). По результатам диагностики определяются неисправные электрорадиоэлементы (ЭРЭ) в составе контролируемого сменного элемента (объекта ремонта), типы и позиционные обозначения неисправных ЭРЭ, подлежащих замене. Результаты контроля и диагностики (с идентификацией типа и номера объекта контроля) передаются из АРМ 2-1 через интерфейсную магистраль 3 в центральный компьютер 1.
Далее неисправный сменный элемент в соответствии с последовательностью технологического процесса, отраженной в ремонтной документации в составе центрального компьютера 1, передается с технологического места контроля и диагностики ТРМ 4-1 на технологическое рабочее место электрорадиомонтажных работ ТРМ 4-2. Для управления процедурой передачи на АРМ 2-1 и на АРМ 2-2 воспроизводятся соответствующие указания, по которым операторами ТРМ 4-1 и ТРМ 4-2 вводятся соответствующие подтверждения (о передаче объекта ремонта и о приеме в работу объекта ремонта).
При поступлении объекта ремонта на ТРМ 4-2 из центрального компьютера-1 в соответствии с содержащейся в базах данных компьютера 1 технологической ремонтной документацией и поступившими от АРМ 2-1 результатами диагностики неисправностей на экран АРМ 2-2 выдаются последовательные указания:
- о подготовке технологического инструмента;
- о необходимых ЭРЭ и расходных материалов;
- о последовательности действий по удалению неисправных ЭРЭ и по установке на их место исправных ЭРЭ из состава соответствующей укладки ремонтного ЗИП (входящего в комплект технологического оснащения ТРМ 4-2).
Подготовка технологического инструмента (например, паяльная установка с соответствующими насадками) и его применение (например, выпаивание неисправных ЭРЭ и установка и пайка исправных ЭРЭ) производят по указаниям, поступающим от центрального компьютера 1 на экран АРМ 2-2. При этом для идентификации места ремонта на экране АРМ 2-2 воспроизводится изображение необходимой части конструкции объекта ремонта - с выделением изображения заменяемого ЭРЭ (например, цветом или миганием фрагмента изображения). Выполнение каждой заданной процедуры подтверждается с помощью манипулятора, входящего в комплект АРМ.
Для ускорения поиска необходимой ЭРЭ и технологического инструмента используются указания о координатах штатного нахождения соответствующей укладки ремонтного ЗИП или технологического оснащения на полках в составе ТРМ. Идентификация укладки и упаковки в составе найденной укладки ремонтного ЗИП осуществляется путем считывания идентификационных штрих-кодов, нанесенных на корпусы укладок и на упаковки ЭРЭ, материалов и инструментах. Считывание штрих-кодов производится с помощью считывателей штрих-кодов, входящих в комплект АРМ 2. Идентификация результатов распознавания штрих-кодов отображается на экране АРМ 2. Вся информация об операциях замены ЭРЭ и других установочных элементов, фиксируемая в процессе ремонта сменного элемента на ТРМ 4-2, передается из АРМ 2-2 в центральный компьютер 1. На основе сравнения выполненных работ и ранее полученных результатов диагностики неисправностей центральный компьютер 1 контролирует полноту выполненных операций по ремонту (замене ЭРЭ), а также осуществляет учет расхода ЭРЭ, материалов и износа технологического инструмента (в том числе возможной поломки инструмента).
Отремонтированный сменный элемент по указаниям из центрального компьютера 1 подается с ТРМ 4-2 на ТРМ 4-1 для контроля восстановления работоспособности и диагностики неисправностей. В случае выявления дополнительных неустраненных неисправностей сменный элемент возвращается на ТРМ 4-2 для устранения выявленных неисправностей. Дополнительные работы на ТРМ 4-2 по устранению выявленных неисправностей выполняется под управлением центрального компьютера 1 системы с применением АРМ 2-2 аналогично выше рассмотренной процедуре. После полного устранения неисправностей электрической схемы сменного элемента (замена всех неисправных ЭРЭ и поврежденных проводников) объект ремонта передается на ТРМ 4-3 для устранения имеющихся повреждений элементов конструкции сменного элемента.
Работы по устранению повреждений конструкции производятся под управлением компьютера 1 с использованием АРМ 2-3. Интерактивная процедура поиска технологического инструмента, деталей и материалов для ремонта конструкции сменного элемента с применением АРМ 2-3 производится аналогично ранее рассмотренной процедуре замены неисправных ЭРЭ на ТРМ 4-2.
После устранения повреждений конструкции сменный элемент (объект ремонта) с ТРМ 4-3 возвращается на ТРМ 4-1 для контроля сохранения работоспособности, т.к. в процессе слесарно-механических операций на ТРМ 4-3 может быть нарушена целостность электрических цепей или повреждены ЭРЭ. В случае выявления неисправностей объект ремонта передается на ТРМ 4-2 для устранения неисправностей. Исправный объект ремонта передается на ТРМ 4-4 для восстановления (нарушенных на предыдущих этапах технологического процесса) влагозащитных покрытий и маркировки.
Процедура подготовки технологического инструмента и материалов для восстановления влагозащитных покрытий и маркировки на ТРМ 4-4 под управлением компьютера 1 системы производится на основе технологической ремонтной документации аналогично рассмотренным процедурам, которые выполняются на ТРМ 4-2 и ТРМ 4-3.
После восстановления влагозащиты и маркировки отремонтированный сменный элемент передается под управлением компьютера 1 системы с ТРМ 4-4 на ТРМ 4-1. Здесь производится заключительный контроль работоспособности отремонтированного сменного элемента. В случае неисправности сменного элемента производится диагностика неисправностей. При выявлении неисправных электрических цепей или ЭРЭ объект ремонта передается с ТРМ 4-1 на ТРМ 4-2, после чего повторяется частный цикл устранения дополнительно обнаруженных неисправностей и последующее восстановление влагозащитного покрытия.
При подтверждении на АРМ 2-1 в составе ТРМ 4-1 полной исправности, отремонтированный сменный элемент учитывается в базе данных компьютера 1 системы как восстановленный (полностью отремонтированный) и передается (с отпечатанным на принтере из комплекта компьютера 1 сопроводительным документом) в состав одиночного ЗИП обслуживаемой технической системы 8.
При выявлении по результатам контроля и диагностики (в начале технологического процесса ремонта поступившего в РДК сменного элемента) окончательного брака, не подлежащий ремонту сменный элемент учитывается в базе данных центрального компьютера 1 системы, помещается в отдельную технологическую тару в составе РДК и в дальнейшем передается на утилизацию. В компьютере 1 формируются исходные данные для последующего пополнения одиночного ЗИП ремонтируемого изделия в связи с изъятием данного сменного элемента, не подлежащего ремонту.
Таким образом, за счет введения дополнительных конструктивных элементов и связей между элементами в соответствии с чертежом обеспечивается достижение заявленного технического эффекта, а именно:
- реализуется интерактивная процедура управления технологическими операциями ремонта обслуживаемой технической системы 8 и выявление в процессе ремонта неисправных сменных составных частей (сменных конструктивных элементов) обслуживаемой технической системы. Управление ремонтом обслуживаемой технической системы 8 и ее сменных составных частей в составе РКД 5 производится по единому технологическому процессу на основе ремонтной документации, загружаемой в базы данных центрального компьютера 1 системы - в полном соответствии с установленной директивной технологией;
- управление операциями технологического процесса ремонта сменных элементов на технологических рабочих местах в составе РДК и на дополнительных внешних ТРМ, организуемых при необходимости, осуществляется от центрального компьютера 1 системы с организацией
итеративных процедур взаимодействия операторов ТРМ и АРМ, конструктивно совмещенными с ТРМ. При этом организуются подсказки в виде изображений конструкций объектов ремонта на экране АРМ и поочередного выделения фрагментов конструкции объекта ремонта, подлежащих воздействию оператора ТРМ. Обеспечивается автоматизация итеративных процедур поиска необходимых запасных частей, материалов и инструмента с применением штрих-кодовой маркировки упаковок (укладок) и считывателей штрих-кодов, входящих в комплект АРМ. Этим обеспечивается снижение требований к опыту и квалификации ремонтного персонала;
- организация итеративных процедур управления технологическими операциями ремонта обеспечивает более строгий учет расхода запасных частей, материалов, рабочего времени специалиста, что повышает эффективность и качество работ по ремонту, а также экономное расходование всех видов ресурсов.
Промышленная реализуемость заявленного технического решения основана на построении заявленной системы на основе программно-технических средств, известных из уровня техники.
Любые РДК могут быть построены на основе серийных кузовов-контейнеров (например, типа КК.6.2 производства завода «ШЗСА» г.Шумерля).
Технологическое оснащение РДК (внешние технологические рабочие места ТРМ 4-N по профилю выполняемых работ) могут быть созданы на основе решений по патенту RU №66287.
Центральный компьютер 1 системы и АРМ 2-N для управления технологическими процессами на соответствующих ТРМ (см. чертеж) могут быть настроены на компьютерах серийных средств вычислительной техники. Локальная сеть системы может быть реализована на основе стандартной интерфейсной магистрали Ethernet по архитектуре клиент-сервер: АСКД, реализованная в составе АРМ 2-1, может быть построена на основе сочетания персонального компьютера и измерительной подсистемы магистрально-
модульного типа (например, по стандарту VXI или LXI), а также на основе решений по патенту RU №2222865.
Выносной терминал 7 может быть построен на основе переносного персонального компьютера типа «ноутбук» и малогабаритной измерительной подсистемы магистрально-модульного типа (например, по стандарту VXI или LXI), а также на основе решений по патенту RU №2222865.
Ремонтная документация, используемая для проведения технологического процесса ремонта изделий и их составных частей, разрабатывается в виде электронных интерактивных документов по ГОСТ 2.602-95, ГОСТ РВД 2.602-96 (для изделий ВВТ) и ГОСТ 2.051-2006.