Руководитель направления информационного обеспечения эксплуатации технических объектов АО «ИК «НЕОТЕК МАРИН», д.т.н. / профессор Гацак П.М. 

Доклад на тему: Концепция и примеры решений задач интегрированной логистической поддержки наукоемких функциональных комплексов корабля

В основу концепции создания и развития средств интегрированной логистической поддержки (ИЛП) наукоемких функциональных комплексов корабля положен принцип совместного использования ИПИ-ориентированных баз данных и баз знаний, создание которых начинается на ранних этапах проектирования объекта и продолжается на всех последующих этапах его жизненного цикла.

В течение последних 15 лет указанный подход получил дальнейшее развитие и практическую реализацию при разработке и поставке бортовых комплексов информационной поддержки эксплуатации основного энергетического оборудования, обучения и тренажа личного состава, выпускаемых АО «ИК «НЕОТЕК МАРИН» для современных кораблей ВМФ РФ.

На сегодняшний день сформированы и реализуются основные положения концепции создания и развития комплексов средств ИЛП наукоемкой морской техники. Структурная схема создания специального программного обеспечения комплекса средств поддержки (КСП) представлена на рисунке 1.

Особое внимание в докладе уделяется рассмотрению технологий, применяемых при реализации КСП, в качестве инструмента управления жизненным циклом:

• рациональное сочетание глубинных экспертных знаний и интегрированной базы данных по объектам морской техники;
• использование гибридных экспертных систем (поиск неисправностей, мониторинг технического состояния);
• применение широкого спектра базовых и имитационных математических моделей и их использование в гибридных базах знаний;
• применение исходных данных трехмерного моделирования (CAD системы), предоставляемых проектантом корабля и изготовителями наукоемкого контрагентского оборудования.

Показаны основные функциональные возможности линейки программного инструментария «НЕО ЭКСПЕРТ» разработки АО «ИК «НЕОТЕК МАРИН», имеющего государственную регистрацию, позволяющего эффективно решать следующие базовые и типовые задачи интегрированной логистической поддержки наукоемкого оборудования:

• представление в интерактивном электронном виде эксплуатационной документации с использованием интерактивных 3D-моделей, схем, фото- и видеоматериалов;
• информационная поддержка обслуживающего персонала по обнаружению типовых неисправностей и способов их оперативного устранения с использованием экспертных систем;
• диагностирование технического состояния оборудования с помощью технологий гибридных экспертных систем;
• мониторинг технического состояния оборудования с накоплением и автоматизированным анализом собранных данных;
• автоматизированное построение альтернативных планов технического обслуживания по фактическому состоянию;
• визуализация процедур технического обслуживания с использованием технологий 3D-моделирования, активного использования фото-, аудио- и видеоматериалов;
• обучение обслуживающего персонала составу, устройству и алгоритмам функционирования изделий, правилам их эксплуатации и регламентного обслуживания с реализацией компьютерных обучающих программ;
• автоматизированное тестирование личного состава на предмет допуска к использованию оборудования;
• тренаж обслуживающего персонала по использованию оборудования в нормальных и аварийных ситуациях;
• прогнозирование эксплуатационных характеристик пропульсивного комплекса на этапах проектирования и создания корабля на основе математических моделей, разработанных с учетом конструктивных особенностей конкретного корабля и основных элементов ЭУ;
• информационная поддержка выбора допустимых и рациональных режимов использования ЭУ по расходу топлива и ресурса;
• сбор и анализ статистики надежности наукоемкого оборудования в процессе эксплуатации;
• оценка эффективности эксплуатации оборудования, расходования ресурса и топливоиспользования.

Рисунок 1 – Структурная схема разработки специального программного обеспечения комплекса средств ИЛП наукоемких функциональных комплексов

Рассмотрены примеры использования комплекса имитационных математических моделей при решении задач мониторинга ТС, определения предельно-допустимых режимов использования ГЭУ, выбора рациональных режимов расходования топлива и ресурса в заданных условиях эксплуатации.

Отмечается, что рациональным принципом прикладного использования 3D-моделей в целях решения эксплуатационных задач является минимизация затрат путем использования и обработки исходных данных трехмерного моделирования, выполненных конструкторскими бюро и производителями морской техники на этапах проектирования объектов с помощью CAD-систем (Tribon, Solid Edge, Cortona3D, КОМПАС-3D и др.).

В зависимости от поставленных задач исходные файлы трехмерного моделирования с помощью собственного программного инструментария (НЕО ЭКСПЕРТ.3Д-аниматор) трансформируются в интерактивные 3D-сборки с заданной детализацией; разрабатываются 3D-анимации операций технического обслуживания. Для изучения систем корабля и типовых вариантов их использования создаются программные модули отображения интерактивных виртуальных отсеков (НЕО ЭКСПЕРТ.Виртуальная реальность).

Подчеркивается, что обязательным условием решения сложных прикладных задач является использование трехмерных моделей совместно с базами эксплуатационных данных и знаний конкретной прикладной области (имитационные и математические модели, экспертные системы, компьютерные имитаторы ТС и др.).

Приводятся примеры реализации бортовых комплексов информационной поддержки эксплуатации энергетического оборудования, обучения и тренажа личного состава кораблей ВМФ.

Предлагается повысить эффективность принятой системы интерактивной электронной документации для кораблей ВМФ за счет перехода к сбалансированному сочетанию интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР) I-III классов с ИЭТР IV-V классов для наиболее сложного и эксплуатационно-значимого оборудования, построенных на базе данных и экспертных знаний специалистов по эксплуатации, с реализацией на береговых и бортовых аппаратно-программных комплексах ИЛП. Такой подход обеспечивает полноту решения всего спектра задач ИЛП согласно ГОСТ 53393 в рамках всей информационной системы ИЛП.

Показана эффективность (по критерию «цена-качество») многоцелевого использования интегрированных баз данных и знаний при переходе от бортовых систем к созданию береговых комплексов средств поддержки, обучения и тренажа личного состава. Пример реализованной структурной схемы взаимодействия корабельных и береговых КСП представлен на рисунке 2.

Системный подход к созданию средств ИЛП предусматривает:

• рациональное сочетание береговых и бортовых средств поддержки многоцелевого назначения;
• информационную поддержку технического обслуживания по фактическому состоянию с применением переносных диагностических аппаратно-программных средств (ПДК) на основе СПО периодического мониторинга ТС и предупреждения внезапных отказов;
• возможность однонаправленной связи переносных бортовых средств информационной поддержки с КСУ ТС для получения информации о состоянии ТС и основных параметрах их функционирования, значимых для обеспечения эксплуатации;
• обеспечение требований по специальной подготовке личного состава ЭМБЧ в береговых тренажерных центрах соединений и непосредственно на борту корабля с помощью бортовых комплексов информационной поддержки эксплуатации (ИПЭ) ТС, обучения и тренажа личного состава.

Рисунок 2 – Структурная схема взаимодействия корабельных и береговых КСП

В заключительной части доклада сформулированы основные проблемные вопросы совершенствования комплекса средств поддержки в рамках развития предлагаемой концепции.

Предложено сосредоточить усилия на следующих направлениях:

1. Развитие информационной системы ИЛП при использовании научно-технического потенциала и кооперации предприятий-поставщиков наукоемкого оборудования, предприятий-разработчиков информационных систем ИЛП (интеграторов) и эксплуатирующих организаций.
2. Внедрение дифференцированного подхода к определению оптимальных классов ИЭТР для всей номенклатуры корабельных технических средств с учетом их эксплуатационной значимости.
3. Организация систематического всестороннего анализа эффективности применения информационных систем ИЛП, функционирующих на кораблях ВМФ, для выработки предложений по их совершенствованию.
4. Продолжение работ по созданию баз данных анализа логистической поддержки (БД АЛП), которые базируются на единых информационных принципах взаимодействия БД АЛП предприятий, поставляющих контрагентское оборудование и интегрированных баз данных и знаний бортовых средств поддержки ИЛП проектируемых, строящихся и находящихся в эксплуатации кораблей.
5. Использование результатов анализа видов и последствий отказов наукоемкого оборудования, выполняемого предприятиями-изготовителями на этапах проектирования при решении задач интегрированной логистической поддержки.
6. Организация совместных работ производителей оборудования и информационных интеграторов для логистической поддержки процессов сервисного технического обслуживания и ремонта наукоемкого корабельного оборудования.