Система единого информационного пространства и управления сервисным обслуживанием и ремонтом морских средств навигации на кораблях и судах Военно- Морского Флота
Система единого информационного пространства и управления сервисным обслуживанием и ремонтом морских средств навигации на кораблях и судах Военно- Морского Флота.
Благодаря достижениям науки и техники за последние десятилетия, произошли серьёзные изменения в развитии морских средств навигации (МСН). На кораблях появились сложные приборы и системы, использующие новые принципы измерений и обработки навигационных данных, созданные на современной элементной базе и объединенные в навигационные комплексы. Значительно повысились точность и надёжность определения навигационных параметров. Вместе с тем технически сложные системы требуют большего внимания от обслуживающего персонала, как при эксплуатации, так и при техническом обслуживании (ТО).
С учетом снижения профессиональной подготовки личного состава в части обслуживания техники, сокращений флотских ремонтных служб и перехода на новые экономические отношения с предприятиями промышленности, остро встала проблема поддержания технической готовности ВВСТ, в том числе МСН. Существовавшая ранее система ТОиР МСН не справляется с современных условиях с поставленными задачами. Переход на новые принципы обслуживания ВВСТ, определенные «Концепцией адаптации системы обслуживания и ремонта вооружений и военной техники к новому облику Вооруженных Сил Российской Федерации» также буксует из-за недостаточно развитых информационных связей между участниками жизненного цикла технических средств: личным составом, органами военного управления (ОВУ), ремонтными организациями и предприятиями производителями.
Для поддержания технической готовности МСН на требуемом уровне необходим поиск новых эффективных методов, которые, обеспечили бы уровень технологичности организации и планирования сервисного обслуживания и ремонта.
Выход из сложившегося положения, может быть достигнут за счет внедрения в систему ТОиР МСН элементов концепции Интегрированной поддержки жизненного цикла (далее — ЖЦ) сложных систем, в первую очередь разработки методов автоматического контроля и диагностики (далее — КД), эксплуатируемых МСН на кораблях и судах ВМФ, и внедрения на практике информационной поддержки изделия (далее — ИПИ) на этапе эксплуатации в подразделениях гидрографических служб флотов.
Для реализации концепции Интегрированной поддержки ЖЦ МСН необходимо иметь 3 взаимосвязанные подсистемы:
— Бортовая Информационная Система (БИС) автоматического контроля и диагностики МСН в процессе их эксплуатации;
— Береговая Информационная Система гидрографической;
— Информационная Система поддержки ЖЦ продукции производителя (проектант, производство, сервисные предприятия).
В совокупности эти подсистемы позволят создать Единое информационное пространство между участниками жизненного цикла МСН, включающее разработчиков, производителей, эксплуатантов, ремонтников.
На рис. 1 представлена модель ЕИП полного жизненного цикла МСН.
Создания системы единого информационного пространства позволит:
— обеспечить доступ к информационным ресурсам территориально распределенных служб флота и организаций сервисного обслуживания и ремонта, а также взаимный обмен данными с
предприятиями промышленности;
— сформировать Объединенную Базу Данных МСН и поддерживать ее в актуальном
состоянии;
— произвести паспортизацию всех эксплуатируемых МСН, создать электронное
эксплуатационное дело изделие (ЭЭДИ) для каждого МСН, организовать автоматический сбора данных о техническом состоянии МСН, вести учет технического состояния и технической готовности МСН;
— организовать сбор и обработку статистических данных по результатам эксплуатации МСН, и на этой основе проводить анализ причин и последствий отказов, прогнозировать техническое состояние МСН.
— автоматизировать планирования и управления работами по ТОиР с учетом фактического технического состояния МСН;
— контролировать качества работ по сервисному обслуживанию;
— управлять материально-техническим обеспечением работ ТОиР, контролировать запасы
ЗИП на объектах и складах флота;
— анализировать эффективности мероприятий по ТОиР, проводимых организациями
сервисного обслуживания и ремонта;
— организовать автоматизированного документооборота между распределенными службами
флота и организациями сервисного обслуживания и ремонта;
На первом этапе должно быть создано ЕИП гидрографической службы (ЕИП ГС). В него должны быть включены Управление навигации и океанографии МО РФ, гидрографические службы флотов, флотилий, отдельных гидрографических районов, организации, проводящие сервисное обслуживание МСН.
Данные о состоянии МСН на кораблях и судах ВМФ, объектах системы навигационного обеспечения должны поступать в систему с определенной периодичностью на отчуждаемых цифровых носителях или специально выделенному радиоканалу.
На рис. 2 приведена иерархическая структура ЕИП ГС
Для эффективной реализации вышеприведенной модели ЕИП ГС необходимы
несколько условий:
— установка на кораблях приборов контроля и диагностика технического состояния МСН и
автоматизированного сбора данных о параметрах технического состояния МСН;
— внедрение в подразделениях ГС специализированного Программного обеспечения,
позволяющего принимать и обрабатывать массив данных о техническом состоянии МСН кораблей, формировать и поддерживать объединенную БД МСН, производить анализ и прогноз состояния МСН, оптимизировать планирование обслуживания;
— аппаратные средства и каналы связи, обеспечивающие передачу информации о техническом состоянии МСН и возможность интерактивного взаимодействия всех участников жизненного цикла МСН.
Рис.2 Структура ЕИП ГС
Рассмотрим подробнее возможности по обеспечению данных условий в современных реалиях.
Система контроля и диагностики.
Принцип создания системы автоматического контроля и диагностики (непрерывного мониторинга) технического состояния строится на основе функциональной (принципиальной) работы МСН, технических параметров, признаков и условий эксплуатации. В результате исследования диагностической модели устанавливаются диагностические признаки, прямые и косвенные параметры, методы их оценки и алгоритмы диагностирования.
Автоматический КД – это комплекс аппаратных и программных средств и справочной документации.
Современные программно-технические средства автоматизации (ПТСА) позволяют создать систему автоматического КД, которая с помощью специальных (эталонных и определенных по НТД) параметров и признаков может определять текущее техническое состояние МСН в процессе их эксплуатации.
На рис. 3 приведена структурная схема организации системы автоматического КД и привязки его к корабельным системам с помощью комплексного устройства сопряжения.
Рис.3 Структурная схема КУС-КД
КУС-КД относится к ПТСА и разрабатывается для оснащения кораблей и судов ВМФ. Как видно из структурной схемы системы автоматического КД (рис. 3), устройства КУС- КД связано со всеми МСН и корабельными системами по каналам обмена информацией и осуществляет непрерывный отбор навигационных данных для контроля на соответствие протоколам информационного сопряжения между изделиями. По каналам обмена передаются навигационные данные и «служебные слова состояния» в соответствии с протоколом информационного сопряжения между изделиями. Служебное слово состояния (далее Сл.СС) состоит из 8 (или 16) разрядов последовательных кодов (признаки неисправности). По признакам (и по их комбинациям тоже) неисправностей определяется техническое состояние
изделия (до сменного блока, узла) и записывается в ЭЭДИ.
Согласно НТД на изделие составляется возможные технические состояния изделия, то
есть признак или комбинация признаков соответствует определенному техническому состоянию изделия.
Задача непрерывного контроля и диагностики состоит в распознавании текущего технического состояния объекта. Модель определения технического состояния изделия представлена на рисунке 4, где
X – вектор контролируемых признаков; S – вектор измеряемых параметров; Y – вектор результатов измерения; X* – вектор восстановленных контролируемых параметров;
Рисунок 4 – Модель определения технического состояния изделия
Анализ состояния изделия проводится в процессе эксплуатации в многомерном пространстве контролируемых признаков для принятия обоснованного решения. Состояние изделия описывается совокупностью (множеством) определяющих его параметров (контролируемых параметров и признаков). Распознавание состояния изделия – это процедура отнесения текущего технического состояния к одному из возможных классов (диагнозов). Число диагнозов (классов, типичных состояний, эталонов) зависит от особенностей задачи контроля. В основном задачи технической диагностики (распознавание и диагноз) решаются в рамках заранее установленной (определённой) классификацией. Совокупность последовательных действий в процессе распознавания и диагноза называется моделью построения систем технического диагностирования и мониторинга изделия. Существенной частью процесса распознавания является выбор параметров и признаков, описывающих состояния системы.
Модель построения систем технического диагностирования и мониторинга формируется на основе математического и статистического распознавания (анализа).
Результаты КД постоянно заносятся в ЭЭДИ и с установленной периодичностью передаются в соответствующие службы флота и (или) организации, осуществляющие ТОиР.
Специализированное Программное обеспечение
Как было отмечено ранее для успешного функционирования системы информационной поддержки необходимо сформировать единое информационное пространство. Для этой цели на программных средствах участников ЖЦ МСН должно быть установлено специализированное ПО, обеспечивающее решение соответствующих задач.
Состав задач, решаемых ПО, вирируется в зависимости от места установки.
Так на объекте (корабле) ПО, в первую очередь, должно обеспечить автоматизированный прием данных от Бортовой Информационной Системы автоматического контроля и диагностики МСН и ведение ЭЭДИ.
Информация о техническом состоянии МСН должна поступать с определенной дискретностью в ЭЭД МСН, и храниться в нем. С установленной периодичностью данная информация должна передаваться в Береговую Информационную Систему гидрографической службы. Для этого обе подсистемы должны иметь единый формат хранения и обработки данных.
В системе используется единый Электронный Каталог МСН. В бортовую систему в него включаются эксплуатируемые на данном объекте МСН, а в береговую ИС должны быть включены все МСН, эксплуатируемые на объектах данной ГС.
В Каталоге МСН представлены в виде древовидной структуры, включающей все составные части до сменного блока. Все элементы классифицируются по видам, группам, типам, например: Комплексы; Системы; Приборы; Агрегаты; Блоки; Кассеты.
По каждому типу изделия в каталоге содержатся основные сведения о нем, регламентах его обслуживания, контролируемых параметрах, запасных частях и др., а также файлы содержащие нормативно-техническую документацию по обслуживанию и ремонту изделия; чертежи, схемы; фото и видео материалы, иллюстрирующие как само изделие так и процессы его обслуживания.
На основе Каталога для каждого МСН формируется «ЭЛЕКТРОННОЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ ДЕЛО ИЗДЕЛИЯ», включающее:
· данные об изделии: кодировка, наименование, тип или модель, децимальный номер, серийный номер, производитель, поставщик, владелец, даты изготовления, ввода в эксплуатацию, комплектность изделия, технические характеристики и пр.;
комплектность ЗИП: состав ведомости ЗИП-0 и фактическое состояние по наличию элементов, графические изображения, месторасположения хранения;
· историю эксплуатации: данные по установке на объекте, сдачи в эксплуатацию, проводимых работ по ТО, ремонтам, заменам составных частей, учёт работ по бюллетеням, лица ответственные за эксплуатацию и техническую готовность, статус состояния;
· учет наработки и технических параметров состояния оборудования: заносятся значения наработки на назначенные контрольные даты; номинальные значения контролируемых параметров, их верхние и нижние (критические и аварийные) допустимые границы, ведётся таблица учёта текущих значений параметров, учет ресурсных показателей;
· регламенты ТОиР, учёт запасных частей, трудоёмкости работ по ТОиР: заносятся данные по плановым работам по ТОиР оборудования, нормативам по трудоёмкости работ, используемом при работах оборудовании, запасных частях, инструментах, расходных материалах;
· электронная документация на изделие: технические описания, ремонтная документация, схемы, интерактивные электронные технические руководства.
На рисунке 5 представлен скриншот ЭДИ навигационного комплекса «Чардаш».
Рис.5 Скриншот ЭДИ навигационного комплекса «Чардаш»
ПО должно предоставить удобный интерфейс для работы с ЭЭДИ:
— внесению информации по наработке, данным по отказам, проведенному ТОиР;
— формированию планов ТО с учетом требований регламентных работ,
— учета ЗИП-О по каждому изделию,
— просмотру хранящейся технической документации,
— оформлению заявок на вызов специалистов ремонтных служб, пополнения недостающего ЗИП;
— подготовки отчетов о техническом состоянии МСН на объекте.
Береговая Информационная Система гидрографической службы имеет более расширенный функционал.
В ней должна содержаться информация по всем МСН, находящимся в зоне ответственности ГС флота. С установленной периодичностью эта информация должна обновляться данными поступающими непосредственно с объектов. Таким образом, База данных МСН флота будет поддерживаться в актуальном состоянии.
Кроме этого ИС ГС должна решать следующие задачи:
— Планирование технического обслуживания МСН на кораблях; — Контроль выполнения работ по ТОиР МСН;
— Планирование и управление запасами ЗИПиМ;
— Анализ технического состояния МСН и прогноз работоспособности на заданный период времени;
— Хранение Архива нормативно-технической документации.
«ПЛАНИРОВАНИЕ РАБОТ по ТОиР и КОНТРОЛЬ ЗА ИХ ВЫПОЛНЕНИЕМ»
Блок задач позволяющий автоматизировать процессы планирования и управления работами по сервисному обслуживанию технических средств:
автоматизированное создание годового (квартального, ежемесячного) плана работ по ТОиР МСН на основании регламентов ТО, содержащихся в НТД, и поступивших заявок, а также данных о фактическом состоянии МСН;
автоматизированное формирование документов к контракту на выполнение работ: протокол согласования объема работ (ПСОР), ведомость исполнения и др. с учетом нормативных показателей по трудоемкости, потребности в материальных ресурсах и ЗИП; регистрация заявок на внеплановые работы, связанные с отказами или изменениями планов использования кораблей и формирование договорных документов на выполнение оперативных работ (ОР) ТОиР;
учет выполненных работ по сервисному обслуживанию; контроль за выполнением ОР и выполнения плана СО в целом;
учет фактических затрат при выполнении работ по ТОиР.
На рисунке 6 представлен скришот сформированного плана работ
«ПЛАНИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ЗАПАСАМИ
Блок задач позволяющих производить:
формирование годового Плана на поставку ЗИП и материалов в соответствии с планом
СО МСН и с учетом расходов прошлого периода и прогноза состояния ТС на предстоящий период эксплуатации;
Учет наличия ЗИП-0 МСН на кораблях, группового и ремонтного ЗИП на складах ГС флота. Контроль движения ЗИПиМ при выполнении плана СО МСН.
Обработку заявок на ЗИП и МТР от кораблей на восполнение ЗИП-0 и от ремонтных подразделений для выполнения работ ТОиР;
автоматическое формирование отчетов о фактическом расходе материальных ресурсов при выполнении работ;
«АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МСН И ПРОГНОЗ РАБОТОСПОСОБНОСТИ»
Блок предназначен для выполнения комплекса расчетных задач необходимых при
планировании ТОиР и обеспечения ЗИП. Основные функции:
анализ качественных и количественных показателей надёжности, технической готовности, ремонтопригодности МСН.
формирование отчетов по выбранному кораблю (группе кораблей) о состоянии МСН на них и соответствии или превышении значений фактических показателей назначенным ресурсам;
анализ состояния обслуживаемых систем по контролируемым параметрам и прогноз ТС на заданный временной период;
регистрация отказов и неисправностей, анализ вида, последствий и критичности отказов (АВПКО) в соответствии с ГОСТ 27.310-95;
анализ обслуживания, обеспечивающего надежность (расчет оптимальной периодичности профилактических (регламентных) работ);
расчеты потребностей в запчастях, расходных материалах, рабочей силе и спецоборудовании для плановых и внеплановых работ по статистическим данным;
оценка эффективности системы ТОиР; анализ затрат на техническое обслуживание; На рисунке 7 показаны варианты отчетов по состоянию МСН
Рис.7 Варианты отчетов по состоянию МСН На рисунке 8 представлен расчет прогноза ТС
Рис.8 Расчет прогноза ТС
АРХИВ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ. Информационная система должна обеспечить:
Формирование Базы данных Электронной нормативно-технической документации: ремонтнoй и эксплуатационной документации, графических схем, изображений приборов, систем, составных частей, узлов;, интерактивных электронных технических руководств; Возможность использование ЭТД в процессах ТОиР для всех пользователей, в том числе удаленных;
сопровождение электронной ЭТД (внесение изменений, корректировка состава БД); Хранение электронных копий (сканов) документов по ТОиР МСН: контрактов, актов, освидетельствований, заключений и пр.пр.
Подключенные к информационной системе пользователи должны иметь возможность просмотра электронного архива, добавления документов и обмена документами в соответствии с назначенными правами.
На рисунке 9 представлен скриншот с открытыми отчетными документами по результатам СО
ФОРМИРОВАНИЕ ОТЧЕТНЫХ ДОКУМЕНТОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СО
Рис.9 Скриншот с отчетными документами по результатам СО
Береговые ИС ГС флотов должны быть включены в единую ИС УНиО МО РФ. Задачи, решаемые в УНиО МО РФ, аналогичны задачам решаемым в ИС флота, но с учетом обобщения
информации и подготовки справочных документов, аналитических отчетов, планов обслуживания и снабжения по всем флотам.
В идеальной модели полной поддержки жизненного цикла продукции ИС УНиО МО РФ должна быть интегрирована в Информационные системы предприятий производителей и предприятий, осуществляющих СО. В реальных условиях это пока труднодостижимо по целому ряду объективных факторов. Организации единого информационного пространства между производителем, эксплуатантом, сервисным предприятием целесообразно посвятить отдельную статью.
Для организации ЕИП ГС ВМФ необходимо создать программно-аппаратный комплекс системы информационной поддержки МСН. Архитектура ПАК СИП МСН представлена на рисунке 10.
Рис.10 Архитектура ПАК СИП МСН
Как отмечалось выше, на первом этапе в информационную систему должны быть включены гидрографические службы флотов (флотилий) и УНиО МО РФ. Данные о состоянии МСН формируются на кораблях СКД и бортовой информационной системой и с установленной периодичностью передаются в ИС ГС с помощью цифровых носителей. В дальнейшем для передачи данных будут использоваться выделенные каналы связи. Между УНиО МО РФ и ГС флотов данные передаются по выделенным каналам в режиме ON-Line.
На втором этапе в ИС должны быть включены предприятия, постоянно выполняющие работы по ТОиР МСН, такие как 780 РЗ ТСК. Это позволит с большей эффективностью планировать и контролировать работы по поддержанию ТГ МСН.
На 3 — этапе в ИС могут включиться предприятия изготовители МСН. Это позволит обеспечить быстрый обмен документацией, получение консультаций по эксплуатации и ремонту МСН, набор статистических данных по надежности всех типов МСН для более точных прогнозов их ТГ.
В настоящее время имеются все предпосылки для организации ЕИП ГС. Разрабатывается комплексное универсальное устройство СКД (КУС СКД), разработано ПО «ИНПЭС», обеспечивающее решение всех задач информационной поддержки ТОиР МСН, имеются необходимые каналы связи между УНиО МО РФ и ГСГС флотов. Необходимо профинансировать работы по внедрению ПО на аппаратных средствах гидрографии, отработать организацию сбора и передачи информации, разработать руководящие документы по взаимодействию участников процесса.
Литература
1. Дмитриев С.П., Колесов Н.В., Осипов А.В. Информационная надежность, контроль и диагностика навигационных систем. – СПБ.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2004.
2. Мозгалевский А.В., Калявин В.П. Системы диагностирования судового оборудования. – Ленинград: Судостроение, 1982 г.
3. Материалы 4-ой Российской научно-технической конференции по современному состоянию и проблемам навигации и океанографии (НО-2001). – СПб.: ГНИНГИ МО РФ, 2001. 4. Зубрицкий Ю.А., Адамович О.Р., Горохов О.В. Навигационно-гидрографическое и гидрометеорологическое обеспечение Военно-Морского Флота (электронное издание). – СПб.: ВУНЦ ВМФ «ВМА», 2017. 454 с. Секретно.
5. Ксенз С.П. Диагностика и ремонтопригодность радиоэлектронных средств. – М.: Радио и связь, 1989 г.
6. Манафов А.Г., Травин С.В. Модель построения единого взаимосвязанного контура и систем технического диагностирования МСНиО на кораблях ВМФ РФ постройки до 2000 года // Сборник трудов СПб ВМИ. – 2016. – No 1. – С. 38-46. Секретно.
7. Кончаловский, В.Ю. Цифровые измерительные устройства: учебное пособие для вузов / В.Ю. Кончаловский. – М.: Энергоатомиздат, 1985.
8. Технические средства диагностирования: справочник / В.В.Клюев, П.П. Пархоменко, В.Е. Абрамчик и др.; под общей редакцией В.В. Клюева. – М.: Машиностроение, 1989.
9. ГОСТ Р 54089–201Х Интегрированная логистическая поддержка ЭЛЕКТРОННОЕ ДЕЛО ИЗДЕЛИЯ Основные положения
10. ГОСТ Р 54089–201Х Интегрированная логистическая поддержка ЭЛЕКТРОННОЕ ДЕЛО ИЗДЕЛИЯ Основные положения
11. ГОСТ Р 53394-2009 Интегрированная логистическая поддержка. Основные термины и определения. М.: Госстандарт РФ 2011г.
12. Интегрированная логистическая поддержка наукоемких изделий. Концепция.-М.: Минпрмнауки России. — 2002.
13. Р50.1.028 – 2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования. М.: Госстандарт РФ 2001г.
14. Е.В.Судов «Интегрированная информационная поддержка жизненного цикла машиностроительной продукции. М. 2003г. 263 стр.
15. А.Н.Солнцев Метод технического обслуживания морских средств навигации на кораблях постоянной готовности при интегрированной логистической поддержки их жизненного цикла // Записки по гидрографии, 2006- No 267
16. А.Н.Солнцев, Травин С.В. Использование информационных технологий для поддержания технической готовности МСН в условиях современной Концепции Минобороны по обслуживанию и ремонту ВВТ // Записки по гидрографии, 2013.- No287
Источник