Predictive maintenance – мечта любой авиакомпании. Это же здорово: заранее знать, когда тот или иной компонент потребует замены, не бояться ни внезапных отказов, ни переплат на замене исправного оборудования, и заранее планировать работы по ТО. Но это в идеале, на практике не все так здорово.

Первый вопрос – а кто будет предсказателем? В сравнительно недалеком прошлом для этой цели на территории СНГ, как рассказывают, пользовались услугами «настоящих» предсказателей. Например, в начале 1990-х предстоящие отказы авиационных систем на самолетах в Узбекистане выявлял печально известный Григорий Грабовой, что характеризует научный уровень тамошних начальственных абори… Любопытно, что настоящие шаманы за работу на самолетах (за исключением предполетной обработки от злых духов) никогда не брались и не берутся – не хватает знаний и опыта.

Теперь опыта хоть отбавляй. На подавляющем большинстве самолетов (или хотя бы на их двигателях) стоит уйма датчиков, которые ведут непрерывную запись параметров работы оборудования. После полета эти данные становятся доступными для обработки на земле, но обработка невозможна без знания – о том говорит и корень слова «прогноз». Итак, кому доверить обработку?

Самое очевидное – производителю оборудования. Уж он-то еще до запуска своего изделия в серию проводил длительные тестирования с записью параметров и их последующей интерпретацией, он же делает на основе этих знаний прогностические программы для клиентов, и – возможно, главное – он ответственен за нормальную работу своего изделия на самолете. Как говорится, такой доктор плохого не посоветует!

Вот, например, компания Pratt&Whitney снабжает свои двигатели программой Advanced Diagnostic and Engine Maintenance (ADEM), которая на основе данных, получаемых от двигателя, планирует его ТО. Любопытно, что кроме очевидного удобства для авиакомпаний, развитие ADEM очень выгодно и для производителя. Дело в том, что многие компании заключают с ним долгосрочные договоры на обслуживание и ремонт двигателей, точнее на поддержание двигателей в рабочем состоянии. После того, как договор заключен, сумма его уже не меняется, а вот за счет улучшения прогнозирования отказов можно выбирать ресурс изделия до предела и тем самым сокращать количество ремонтных работ Меньше работ – меньше расходов для Pratt&Whitney.

Само собой, подобные же программы разрабатывают и совершенствуют практически все производители двигателей и даже ВСУ. Honeywell предлагает пользоваться своей Predictive Trend Monitoring and Diagnostics, в которую через интернет загружаются данные по работе ВСУ, а в ответ дается и оставшееся до ремонта время работы, и советы по устранению неполадок, причем с указанием вероятности, насколько они помогут.

Двигателисты так наловчились обрабатывать данные, что их системы готовы давать конкретные рекомендации по ТО, но производителям многих других систем до таких результатов еще очень далеко. Максимум, что могут их «электронные предсказатели» – это выдавать тренд поведения агрегата и выбрасывать сигналы от зеленого до красного. Но даже в последнем случае конкретные решения должен предпринимать инженер – в авиакомпании, у производителя или еще где.

Поскольку на каждую систему, если она не настолько важна и масштабна, как двигатель, свою программу обработки параметров не делают, эти данные обрабатываются в масштабе всего самолета. Одна программа, созданная производителем авиалайнера, обрабатывает (точнее, контролирует) весь массив данных и дает определенные рекомендации. У «Эрбаса» есть AIRcraft Mantenance Analysis (AIRMAN), которая отслеживает состояние бортовых систем и передает сообщения об ошибках и сбоях на землю, а также выдает в порядке вероятности успеха рекомендации по устранению неполадок. Все быстрее, чем искать это в картах.

Сходную функцию, но с расширенными возможностями, выполняет и Airbus Real-Time Health Monitoring на A380. У «Боинга» есть в целом аналогичная AIRMAN Airplane Health Management, даже у «Эмбраера» есть Ahead.

Но, поскольку ТОиР этих самолетов выполняют техцентры, там (по крайней мере, в самых крупных) также существуют программы обработки данных с целью прогнозирования ремонтов и замен. Вот только одна сложность: далеко не все авиакомпании готовы поделиться со сторонней организацией полным объемом данных. Причина в том, что эти данные, кроме сведений о состоянии самолета, содержат информацию и о поведении пилотов, а она считается строго конфиденциальной.

Компании General Electric и Accenture предлагают сейчас новое решение – пакет Taleris по принципу «все в одном». В Taleris входит и оборудование для съема и передачи параметров работы самолета, и средства их обработки, и программы прогноза и планирования ТО, и много чего еще. Правда, возникает вопрос, как именно осуществляется прогнозирование всего и вся, ведь для него по идее нужна соответствующая база знаний. Но, с другой стороны, в ряде случаев достаточно просто анализировать весь поток данных от самолета, и, даже не зная физики процессов, в этом случае можно установить корреляцию данных заведомого сбоя с текущей ситуацией. Главное, чтобы анализировалось большое количество сигналов, а не один, как это имеет место в программах того же «Эрбаса».

Вот конкретный пример. На A330 компании Finnair стит AIRMAN, но в силу того, что это система сбора данных и реагирования на сбои, а не прогностический инструмент, пользы от него в плане улучшения работы и ТОиР пневмосистемы самолета не было. Finnair сотрудничала с Frankfurt Consulting Engineers в плане оптимизации деятельности, и те предложили прогнать данные по пневмосистеме через свою Anomaly Detection Software. Авиакомпания отнеслась к этому скептически: как можно, располагая только потоком данных и не зная ничего об особенностях реальной пневмосистемы на самолете, вообще что-то предсказать? Решили ограничиться малым: выдали FCE данные по одному самолету за год и предложили точно указать время, когда на машине производилась замена элементов пневмосистемы. К удивлению Finnair, только на основе анализа параметров работы системы спецы FCE сумели отследить разницу в работе старого и нового компонентов и «угадали» все замены. После этого программе скормили данные по всему флоту за полгода, причем компания за это время не проводила никаких замен оборудования. На выходе программа FCE указала на сбои в работе компонентов, которых не смогла обнаружить штатная AIRMAN.

Принципиальная разница между AIRMAN и Anomaly Detection Software в том, что последняя анализирует не один параметр, касающийся непосредственно пневмосистемы, а несколько, и картина сбоя получается более «выпуклой» – и достоверной. Анализируя поток данных, программа FCE ищет отклонения от «обычных» для системы параметров, и чем больше и более длительное отклонение от них имеет место быть, тем больше вероятность, что это приведет к поломке. В результате же анализа одного параметра за сбои системы часто принимаются сбои в датчиках, формирующие ложные тревоги. А ложные тревоги отучают техников прислушиваться к показаниям системы, и, следовательно, делают ее работу бесполезной.

Чего-чего, а точек съема параметров на современном самолете хоть отбавляй, так что насчет наличия необходимых для обработки данных беспокоиться особо не стоит. Более того – их может стать еще больше, если удастся как-то связать с данными, поступающими от систем самолета данные, поступающие от техников, т.е. записи в рабочих картах. В теории это поможет и в предсказании отказов, и в выявлении хронически сбоящих бортовых устройств, но пока это реализовать не получается…

Получится или нет- непонятно, но уже сейчас есть проблема с передачей большого пакета данных в стороннюю организацию. Не то чтобы объем большой (хотя современный самолет, как говорят, создает порядка полутерабайта данных за один полет), а вдруг эти данные будут использованы каким-нибудь непредусмотренным образом? Например, в данных, содержащих описание поведения самолета и его отдельных систем в воздухе, содержатся и сведения о работе пилота, а они считаются конфиденциальными. Тут приходится полагаться только на порядочность коллег…

Anomaly Detection Software работает на рынке с 2004 года, но в секторе энергетики и железнодорожного транспорта, и способна анализировать работу механических, гидро- и электромеханических систем, а вот электронные компоненты диагностировать не может. Тем не менее ее успехи с Finnair привели к тому, что несколько авиационных компаний, занимающихся ТОиР, ведут с FCE переговоры о ее внедрении.

Вот как раз во внедрении софта и зарыта собака

Существует немало сходных аналитических программ, но если с обработкой данных там все в порядке, то для верной их интерпретации требуется дополнительная подгонка софта под конкретную ситуацию и потребителя. Это время и деньги, и на это стоит идти только когда просчитаны ВСЕ расходы и доходы от применения программы. А то у нас в России часто так бывает: купят дорогой хард и софт, а вот на его адаптацию к существующим реалиям деньги не выделят – «пусть IT-служба занимается, они и так зарплату получают». А не выходит…

(по материалам Дмитрия Черток)