Реферат роботи на здобуття Державної премії України в галузі науки І техніки 2012 р



Скачати 157.26 Kb.
Дата конвертації16.03.2016
Розмір157.26 Kb.




МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Прогресивні технології відновлення авіаційної техніки

РЕФЕРАТ

роботи на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки 2012 р.



Автори:

  1. ПОДРЄЗА Сергій Михайлович, доктор економічних наук, генеральний директор, Державне підприємство «Завод 410 Цивільної Авіації».

  2. ВАРЧЕНКО Олег Іванович, доцент кафедри авіоніки, Національний авіаційний університет.

  3. ЖИГИНАС Володимир Володимирович, заступник генерального директора з технічних питань, Державне підприємство «Завод 410 Цивільної Авіації».

  4. ІГНАТОВИЧ Сергій Ромуальдович, доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри конструкції літальних апаратів, Національний авіаційний університет.

  5. КВАСНІКОВ Володимир Павлович, доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри інформаційних технологій, Національний авіаційний університет.

  6. КОНАХОВИЧ Георгій Филимонович, доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри телекомунікаційних систем, Національний авіаційний університет.

  7. КІПРОВ Олександр Володимирович, головний технолог, Державне підприємство «Завод 410 Цивільної Авіації».

  8. СОРОКА Борис Миколайович заступник генерального директора–директор з виробництва та логістики, Державне підприємство «Завод 410 Цивільної Авіації».

  9. ТІТЛЯНОВ Євген Олексійович, заступник генерального директора із зовнішньоекономічної діяльності, Державне підприємство «Завод 410 Цивільної Авіації».

  10. ЧЕКМАРЬОВА Тетяна Василівна, заступник генерального директора з економіки та фінансів, Державне підприємство «Завод 410 Цивільної Авіації».

Київ – 2012
Створення і впровадження прогресивних технологій відновлення та модернізації авіаційної техніки на основі прогнозованого бюджетування
Розвиток транспортної галузі країни в значній мірі визначається авіаційною галуззю, яка окреслює основні шляхи інтенсифікації економіки.

Сучасний стан вітчизняного повітряного транспорту характеризується вкрай складними умовами експлуатації та ремонту авіаційної техніки. В той же час зростають вимоги щодо забезпечення безпеки, регулярності польотів, зниження витрат часу та коштів на технічне обслуговування та ремонт авіаційної техніки.

Однією з ключових проблем авіації є проблема ресурсу авіаційних конструкцій. Особливої актуальності вона набуває при наявності значного парку старіючої авіаційної техніки. Єдиним засобом забезпечити продовження експлуатації літаків і авіадвигунів є ефективне їх відновлення та об’єктивний контроль технічного стану при ремонтах та в процесі експлуатації.

При ремонті літаків на сучасному етапі розвитку авіаційної галузі впроваджуються новітні технологічні процеси, високоточне обладнання, використовується значна кількість матеріалів, запасних частин, комплектуючих виробів, технологічної, ремонтної та нормативно – технічної документації.

Ринок авіатехнічних послуг залежний від попиту на авіаперевезення розвитку авіабудування і географічного розташування підприємства. Цей ринок не може бути обмежений межами однієї держави і є специфічним, оскільки основним обмеженням його розвитку виступає вимога безпеки польотів. Конкурентні переваги українських підприємств з надання авіатехнічних послуг забезпечуються безпосередньою близькістю з розробникам авіаційної техніки і заводами-виробниками.

Специфіка сучасного стану ремонту і модернізації авіаційної техніки полягає у значній невідповідності досягнутого рівня авіаційних технологій ефективності їх використання на авіаремонтному підприємстві.

Очевидно, що розв’язання такої проблеми вимагає комплексного підходу, що включає використання сучасних технологій механообробки, використання нових матеріалів, нових методів і принципів побудови системи технологічної підготовки виробництва, розробку математичних моделей процесу множинного руйнування конструктивних елементів літаків та авіадвигунів, методологію прогнозування граничного стану деталей авіаційних двигунів при множинному руйнуванні, методологію віброакустичного діагностування авіаційних двигунів, методичне та апаратурне забезпечення діагностування елементів конструкції авіаційної техніки за критеріями пошкоджуваності, впровадження нанотехнологій та інформаційних технологій.

Тому розробка перспективних технологій відновлення та модернізації авіаційної техніки, у тому числі і інформаційних технологій, а також проведення ремонту авіаційної техніки є надзвичайно актуальною науково-технічною проблемою.


Метою роботи є створення прогресивних технологій, організація ремонтного виробництва і відновлення парку літаків серії АН різного призначення.
Основні науково-технічні результати роботи полягають у наступному:
В роботі проведено теоретичний аналіз і моделювання пошкоджень авіаційних конструкцій, які були покладені в основу створення новітніх технологій відновлення та модернізації авіаційної техніки.

Основними факторами, що характеризують пошкодження авіаційних конструкцій, є кількість і розміри розсіяних тріщин, а узагальнюючою характеристикою – розподіл їхньої довжини. Залежності числових характеристик такого розподілу від часу дають можливість визначати функцію розподілу ресурсу без уведення додаткового параметра – міри пошкодження, причому як сам процес накопичення пошкоджень, так і граничні стани в цьому піддаються конкретному фізичному тлумаченню.

Реалізація граничного стану авіаційних конструкцій, який пов’язаний з формуванням тріщини граничного розміру, може здійснюватися за двома механізмами.

1. За рахунок підростання однієї з тріщини у системі розсіяних дефектів до граничної довжини , нормативно обґрунтованої як гранично припустимий розмір дефекту в конструкції.

2. Шляхом випадкового об’єднання двох або декількох близько розташованих дефектів у системі розсіяних тріщин з раптовим утворенням небезпечної тріщини з довжиною, що є близькою або більше ніж .

Розглянуто методологію прогнозування ресурсу конструкцій при множинного руйнування з урахуванням реалізації граничного стану за першим механізмом.

У класичній постановці задача імовірнісного прогнозування граничного стану зводиться до визначення функції розподілу напрацювання до цього граничного стану, а саме – функції розподілу ресурсу виробу. Для рішення цієї задачі при розгалуженій системі розсіяних на поверхні навантаженого матеріалу неоднорідних за розмірами тріщин необхідно мати інформацію про статистичний розподіл довжини таких тріщин у будь-який момент часу . Щільність розподілу довжини тріщини l є базовою характеристикою розмірної неоднорідності дефектів і на її основі вирішуються наступні задачі.

1. Імовірнісна оцінка реалізації граничного стану в момент контролю:



,

де - імовірність реалізації граничного стану в момент часу ; - гранична довжина тріщини, що відповідає початковій довжині макротріщини або встановлюється директивно з розумінь безпеки конструкцій.

2. Імовірнісна оцінка ресурсу:

,

де - функція розподілу ресурсу Т до утворення тріщини граничного розміру .

3. Прогнозування залишкового ресурсу.

Метод імовірнісного прогнозування залишкового ресурсу (до моменту досягнення конструкцією граничного стану) полягає в наступному.



  1. При контролі технічного стану необхідно отримати інформацію про щільність імовірності довжини тріщини та математичне очікування довжини тріщин в момент часу .



Рис. 1. Схема імовірнісного прогнозування залишкового ресурсу




  1. Визначається умовна функція щільності розподілу довжини тріщини на майбутній період часу за умови, що при має місце .

  2. Залишковий ресурс визначиться за умови перетинання прогнозованої щільності імовірності з заданим граничним рівнем (рис. 1).

Функція розподілу залишкового ресурсу буде дорівнювати



.

Для реалізації даного методу у роботі вирішувалися задачі, які пов'язані з теоретичним обґрунтуванням і експериментальним підтвердженням розподілів довжини розсіяних поверхневих тріщин, а також стосовно інформації про кінетику зародження і зростання тріщин при різних умовах навантажування. В основу роботи покладено нові сучасні принципи, запатентовані в Україні та закордоном

Фактичні ресурси однотипних об’єктів характеризуються великим розкидом параметрів, викликаним неоднорідністю матеріалів деталей, нестабільністю технологічного процесу виготовлення. Інтенсивність відпрацювання фактичного ресурсу (інтенсивність старіння, зношування) об’єктів носить випадковий характер і змінюється в широких межах – в залежності від різноманіття умов експлуатації, кліматичних умов, режимів роботи, тривалості і режиму польотів, організації і якості технічного обслуговування і ремонту, умов зберігання і транспортування.

Методологія оцінки поточного технічного стану авіаційної техніки, що надійшла в ремонт, а також прогнозування індивідуального залишкового ресурсу авіаційної техніки після поточного ремонту базується на використанні інформації стосовно об’єктів контролю, яка поступає по двом напрямкам.

По-перше, це дані поточного (оперативного) пошуку дефектів в процесі ремонту та в експлуатації після ремонту. Контроль в умовах ремонтного підприємства є обов’язковим при дефекації деталей, а в експлуатації дискретним (наприклад, пристосований до плановим профілактичних оглядів). Безперервний контроль (моніторинг) доречний в експлуатації до і після ремонту.

По-друге, це дані стосовно навантажування та інших умовах взаємодії об’єкту контролю з оточуючим середовищем.

Вирішення проблеми отримання такої інформації, її обробка та прийняття рішень стосовно стратегії ремонту та технічного обслуговування індивідуального зразку ПС чи двигуна, а також прогнозування його залишкового ресурсу в експлуатації після ремонту повинно реалізовуватися шляхом комплексної сучасної методології, яка базується на відповідному науко-технічному підґрунті. В рамках даної роботи пропонуються така методологія, що включає нові, прогресивні рішення актуальних наукових задач, спрямованих на підвищення ефективності відновлення авіаційної техніки та подальшої її експлуатації. Це:


  • нові методи прогнозування граничного стану конструктивних елементів авіаційної техніки при множинному руйнуванні;

  • нові методи діагностування та оцінки технічного стану авіаційної техніки за критеріями міцності.

Вперше розроблено методологію технологічної підготовки виробництва для авіаремонтних підприємств, яка дозволила створити нові методи ремонту літальних апаратів

Розроблена технологія ремонту авіаційних двигунів та літаків серії Ан.



  • Проведена оцінка деградації властивостей використаних в конструкції літака матеріалів.

  • Виявлення неврахованих при проектуванні чинників (проблем), що знижують безпеку польоту.

  • Аналіз змін типової конструкції.

Проведена оцінка відповідності очікуваних умов експлуатації (на підставі аналізу експлуатаційних даних) реальним умовам.

Проведена оцінка відповідності умов експлуатації проводиться на підставі інформації, наданої ВПС Індії, про основні експлуатаційні дефекти силової конструкції планера і систем за увесь період експлуатації парку літаків Ан 32/АN 32RE і даних про умови експлуатації усього парку або окремих груп літаків за попередній період експлуатації і прогноз на планований період (5 років).

Розроблені технологічні схеми виконання ремонтних робіт літаків серії Ан, які дали змогу вирішити проблему підвищення надійності та безпеки експлуатації літальних апаратів.

Вперше отримано принципово важливі результати щодо надійності літаків після капітального ремонту.

Вперше розроблена математична модель об’єкта із складною просторовою поверхнею, яка, на відміну від відомих, описує геометрію контрольованого об’єкту із заданою точністю. Розроблені та узагальнені нові принципи побудови трикоординатних ІВС механічних величин, в тому числі з багаторівневою структурою. Вперше розроблені структурні схеми трикоординатних ІВС для гнучких виробничих систем на аеростатичних опорах, новизна яких підтверджена патентами України на винаходи. Отримані нові алгоритми корегування дії збурюючих факторів на похибку вимірювання типу “крок за кроком”.

Запропонована та впроваджена нова концепція вимірювання лінійно-кутових величин для широкого класу об’єктів із складною просторовою поверхнею. Завдяки цьому розроблені нові структурні схеми колового типу трикоординатних ІВС механічних величин.

Розроблені нові уточнені математичні моделі об’єктів із складною просторовою поверхнею, придатні для практичного застосування в розроблених системах, забезпечують більшу точність (0,1 мкм) та швидкодію вимірювань (0,1 с).

Розроблені алгоритми і програми дослідження похибок в різних динамічних режимах доведені до інженерного застосування, дають можливість створити базу даних для вимірювання об’єктів із складною просторовою поверхнею;

Встановлено, що поверхня деталі характеризується набором параметрів розміру, положенням, направленням і відхиленням форми, що розраховується по результатам множини точок. Приведено векторне представлення об’єкта, як лінійна комбінація всіх векторів (інформаційних ознак).

Встановлено, що використання метода вимірювання із статистичною обробкою результатів значно підвищує завадостійкість системи. Приведено аналітичні вирази композиційних розподілень похибки в умовах швидкозмінних синусоїдальних збуджуючих впливів, які є найбільш типовими і які часто використовуються. Приведені вирази показують, що закон розподілення похибки Е в умовах дії дестабілізуючих факторів буде наближатися до симетричних двох і трьох модальних, а при значенні параметра а>1 – полімодальним розподіленням.

Проведена оцінка точності вимірювання векторного інформаційного корисного сигналу на фоні негаусової адитивної завади, врахування якої приводить до підвищення точності вимірювання більш ніж в 2,5 рази.

Розглянута марківська модель технічного обслуговування агрегатів та системи літальних апаратів, на яких в процесі експлуатації проводиться технічне обслуговування з певною періодичністю й обсягом. Приведена модель нерезервованих агрегатів і систем літальних апаратів із регламентним технічним обслуговуванням

Отримані вирази для ймовірності  знаходження агрегату літальних апаратів в готовності до роботи і ймовірностей переходів.

Створено програму впровадження новітніх авіаційних технологій по відновленню експлуатаційно-технічних характеристик авіаційної техніки шляхом оптимізації витрат на основі метода прогнозованого бюджетування, яка дає змогу втілити в життя взаємозв’язані інноваційні рішення, розв’язувати питання, що виникають під час їх впровадження. Використання нового метода прогнозованого бюджетування, який є інтегрованою системою складання прогнозованих бюджетів, поточного контролю за їх виконанням, обліку відхилень фактичних показників від бюджетних та аналізу причин суттєвих відхилень. При цьому бюджет підприємства є засобом балансування доходів та витрат, надходжень і виплат грошових коштів. У світовій практиці бюджетування - це елемент менеджменту, орієнтований на керування комерційною організацією (у грошових показниках), що представляє собою методологію планування або прогнозування, обліку й контролю коштів і фінансових результатів.

В основі концепції прогнозованого бюджетування покладено забезпечення успішного функціонування підприємства способом погодження стратегічних планів з поточними та оперативними; координації й інтеграції поточних планів за різними напрямками бізнесу; створення системи якісного інформаційного забезпечення менеджерів різних рівнів управління в необхідні терміни; створення системи контролю за виконанням фінансових планів, що дає змогу втілити в життя взаємозв’язані інноваційні рішення, розв’язувати питання, що виникають під час їх впровадження.

Структура системи прогнозованого бюджетування і ступінь деталізації її складових визначається особливостями ремонтного процесу (у тому числі видом та обсягом продукції та послуг, методами виробництва й маркетингу); організаційної структури; організації системи бухгалтерського обліку, виробничого й фінансового контролю; інформаційними потребами менеджменту; розмірами підприємства й тим, що є предметом прогнозованого бюджетування; кваліфікацією керівників (менеджерів) і тих, хто розробляє прогнозовані бюджети.

Показано, що прогнозоване бюджетування є першим етапом розробки системи регулярного економічного управління й сприяє оптимізації фінансових потоків і ресурсів підприємства, що дозволяє значно знизити їхній обсяг і потребу в них, знизити собівартість і підвищити конкурентоспроможність підприємства. Особливо варто виділити прогнозоване бюджетування як найважливішу сполучну ланку між стратегічним і оперативним управлінням всіма господарськими операціями, спрямоване на координацію економічних процесів ремонту авіаційної техніки на підприємстві й, як наслідок, на підвищення його конкурентоспроможності.



Бюджетний метод, заснований на контрольованому прогнозі, має цілий ряд переваг і в цей час є одним з найбільш передових методів керування підприємством. Прогнозоване бюджетування - це процес складання й прийняття прогнозованих бюджетів, з одного боку, а з іншого боку - управлінська технологія, призначена для вироблення й підвищення фінансової обґрунтованості прийнятих управлінських рішень. Запровадження методики прогнозованого бюджетування є умовою формування прогнозованого фінансового забезпечення та економічного регулятора відносин між структурними підрозділами підприємства й підприємства із зовнішнім середовищем.

Наукова новизна роботи визначається наступним:

  • розроблені теоретичні основи розробки новітніх технологій ремонту та відновлення авіаційної техніки, в тому числі принципи організаційно-технологічного проектування експлуатаційною надійністю літальних апаратів;

  • створена методологія технологічної підготовки виробництва для авіаремонтних підприємств, яка дозволила створити нові методи ремонту літальних апаратів. Основні технічні рішення запатентовані;

  • розроблені технологічні схеми виконання ремонтних робіт літаків серії Ан, що дало змогу вирішити проблему підвищення надійності та безпеки експлуатації літальних апаратів;

  • розроблено принципово новий спосіб ремонту літаків серії Ан-32, який не має аналогів у світі, та нова технологія механозбирального виробництва для авіаремонтних підприємств;

  • розроблена оригінальна конструкція та технології ремонту електронної апаратури на основі програмованих процесорів, реалізація якої дозволили суттєво збільшити керованість літального апарату на відміну від відомих раніше. Розробка цієї технології зробила її базовою для створення нових класів ремонту літальних апаратів;

  • вперше на Україні створено повний цикл від розробки до виробництва запасних частин для ремонтних потреб споживачів літальних апаратів, що дозволило нашій державі зайняти провідні позиції серед країн, які вирішують зазначене питання;

  • розроблені теоретичні основи раціональної стратегії оптимізації оновлення парку літальних апаратів з використанням моделей динамічного програмування;

  • розроблені оригінальні технологічні пристрої для ремонту літальних апаратів, що дозволяють с високою точністю проводити ремонт та відновлення літаків серії Ан-32 з використанням наноструктурних технологій;

  • вперше у світовій практиці обґрунтовано врахування ризику в задачах ремонтного циклу літальних апаратів;

  • розроблено уніфіковану інформаційно-обчислювальну технологію управління системою відновлення літальних апаратів та апаратно-програмні засоби для реалізації технології відновлення та автоматизації на основі інтелектуальних технологій;

  • вперше запропоновано математична модель у визначенні структури затрат по забезпеченню експлуатаційної надійності літальних апаратів серії Ан-32 та модель для оцінки залишкового ресурсу пошкоджених вузлів.

Новизна технічних рішень підтверджується 19 патентами на винаходи. По тематиці роботи випущено 5 монографії, підготовлено 32 докторів та кандидатів наук.

Отримані наукові результати дають можливість Україні стати родоначальником нового напрямку у технології ремонту літальних апаратів серії Ан-32, у тому числі і військових.

Розробка технології відновлення та модернізації авіаційної техніки ремонту проводилася вченими Національного авіаційного університету та впроваджена на Київському авіаремонтному заводі № 410 Цивільної Авіації.

Практична значимість роботи полягає у розв’язанні проблеми забезпечення ремонту, модернізації, переобладнанню і технічному обслуговуванню авіаційної техніки на основі прогнозованого бюджетування. Для вирішення різноманітних організаційних та економічних завдань у сфері технічного обслуговування і ремонту авіадвигунів, зокрема, для оптимізації організаційної стратегії підтримки справності авіадвигунів в складі належного йому парку повітряних суден та для оцінки економічної ефективності та оптимізації економічних параметрів технологічних нововведень і перспективних організаційних стратегій, побудовано загальну економіко-математичну модель процесів експлуатації парку авіадвигунів і підтримки парку в справності. Модель є гнучкою, що дозволило безпосередньо включати в неї варіанти нових технологій і організаційних стратегій експлуатації, технічного обслуговування і ремонту авіадвигунів. Економіко-математичне моделювання передбачає наступні етапи:


  • аналіз можливих станів парку авіадвигунів і повітряних суден;

  • визначення очікуваних техніко-економічних параметрів парку;

  • розрахунок очікуваних потоків витрат на підтримання безперебійної експлуатації авіадвигунів в складі парку повітряних суден.

За технологіями, розробленими фахівцями заводу в співдружності з вченими НАУ і інших організацій освоєно ремонт літаків Ан-24, Ан-26, Ан-32 в Індії, Китаї, Росії, Румунії, на Кубі.





Рис.2. Модернізація сучасного аеронавігаційного обладнання кабіни пілота

Рис.3. Збиральний цех по ремонту та модернізації літаків серії АН






Рис.4. Ан-32 для Індійських Військово-Повітряних Сил готові до польоту


За результатами виконаних у ході роботи досліджень захищено 32 докторських і кандидатських дисертацій.

Основні науково-технічні результати роботи опубліковано у 5 монографіях та підручниках, більш як у 450 публікаціях у наукових виданнях, в тому числі 22 у міжнародних наукових журналах, що відносяться до наукометрічної бази SCORPUS з сумарним імпакт-фактором 25,9, загальним ідентифікатором SJR рівним 7,35 та індексом цитування 1023. Новизна та конкурентоспроможність технічних рішень захищені 19 авторськими свідоцтвами і патентами України та міжнародними патентами.

Економічний ефект від впроваджень розробок в Україні склав близько 650 млн. грн., що підтверджено більш ніж 40 актами впроваджень.

Вищеприведені дані свідчать про світовий рівень роботи.




Автори:

Подрєза С. М. _______ Варченко О. І. ________ Жигинас В. В. __________

Ігнатович С.Р. ________Квасніков В. П. ________ Конахович Г. Ф. _________

Кіпров О. В. _______ Сорока Б. М. ________ Тітлянов Є. О. ________



Чекмарьова Т. В. ______


База даних захищена авторським правом ©refs.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка