Integreeritud sõidukite tervisejuhtimise (IVHM) keskkonnakasu

Me näeme kogu maailmas tööstuse ja valitsuste keskendumist ja investeeringuid, et kiirendada jätkusuutlikkuse tulemusi tehnoloogiainvesteeringute kaudu. Selle põhjuseks on turu konkurentsivõime nõuded ning õhusõidukite üldise tõhususe pidev ja vääramatu tõus. Mitmed originaalseadmete tootjad ehitavad puhtalt elektri- ja vesinikkütuseelemendil põhinevaid elektrilisi tõukejõulisi lennukeid, keskendudes kuni 50 reisijaga turule. Tegelikult on Boeing alustanud elektrilennukite sertifitseerimist nende ühisettevõtte Wisk kaudu. Ja kuigi need esimesed elektrilennukid sel kümnendil veavad vaid üksikuid reisijaid, on Boeingi jätkusuutlikkuse peainsener Brian Yutko teatanud, et nende reisijate arv ja lennuulatus suureneb aja jooksul tänu akude ja mootorite täiustamisele, täpselt nagu see, mida me näeme autotööstus. Sellest investeeringute tõusu ja nihke eelised on selged: lihtsamate süsteemide tõttu väiksemad kasutus- ja hoolduskulud ning heitkoguste puudumine.

Oleme näinud, et digitaallennundusega seotud tegevus toob lennunduse jätkusuutlikkuse seisukohalt märkimisväärset kasu (viide "Säästvad lennukid läbi digitaalse lennunduse prisma – millised on peamised hoovad?” by John Maggiore dated April 23, 2021).  In short, the proactive management of aircraft data can and does yield measurable economic and operational benefits, both in terms of overall operational efficiency and reduced interruptions to operations.  These are traditionally seen as “economic” benefits, and these benefits are regularly used to justify investments in technology both on the aircraft and on the ground, and for data transmission and management.  It also is the primary impetus to a growing ecosystem of related services with which to exploit the opportunity.  Within the realm of “sustainment” (e.g., Maintenance, MRO) there are clear examples of operational efficiencies which can be realized by IVHM.  In addition, there are sustainability benefits, that result from these activities.  Here can we refer to these benefits and the activities which drive them as “Jätkusuutlik jätkusuutlikkus”.

Jätkusuutlik jätkusuutlikkus on tehnoloogia tahtlik võimendus, et pakkuda mõõdetavat majanduslikku ja säästvat kasu tehniliste operatsioonide ja kosmosevaldkonnas.

IVHM ja jätkusuutlikkus

Cranfieldi ülikooli IVHM-i keskus on IVHM-i väga hästi määratlenud:

„IVHM hõlmab laia valikut tehnoloogiaid nii traditsioonilises digitaalse lennunduse valdkonnas kui ka väljaspool seda. IVHM on süsteemide ühtne võime hinnata liikmesüsteemi tervise praegust või tulevast seisundit ja integreerida see pilt süsteemi seisundist olemasolevate ressursside ja töövajaduse raamistikku. See on väga laiaulatuslik võimekus, mis hõlmab ärijuhtumeid ja -mudeleid; õigusaktid, sertifitseerimine ja standardid; arhitektuur ja disain; samuti prognostika, diagnostika ja arutluskäikude algoritme.

Lühidalt öeldes on IVHM "digitaalse lennunduse" valdkonna peamine valdkond.

IVHMist tulenevad jätkusuutlikkuse eelised saame liigitada otseseks ja kaudseks ning materiaalseks ja mittemateriaalseks. Immateriaalne kasu on sageli keskendunud töötajate ja turu arusaamadele ning kaubamärgi mainele. Need on väga tõelised, kuid neid on raske mõõta. Siin keskendume käegakatsutavale kasule. Otsene kasu võib hõlmata materjalide ja jäätmete vähendamist, energiatarbimise vähenemist, müra vähenemist, bioloogilise mitmekesisuse suurenemist ja loomulikult väiksemaid CO heitkoguseid.₂ ja muud murettekitavad saasteained. Kaudsed eelised hõlmavad tööjõu efektiivsust, inimeste elukvaliteeti, ohutust ning materjalide kasutamist ja tarbimist.

Suurenenud efektiivsus toetab oma olemuselt jätkusuutlikkust nii otseselt kui ka kaudselt.

Valitud näited jätkusuutlikust jätkusuutlikkusest IVHMi kaudu

Klassikaline IVHM-i kasutusjuhtum hõlmab ennetavalt ja kaugjuhtimisega sõiduki praeguse ja meie tulevase hooldatavuse mõistmist. Me nimetame seda sageli "ennustavaks hoolduseks", "seisundipõhiseks hoolduseks" või "õhusõiduki tervisejuhtimiseks". Kui suudame analüüsi abil ennustada ootel olevat seadmete riket, saame probleemi plaanipärasest käsitlemisest loomulikult majanduslikku kasu ja vältida graafiku katkemise tõenäosust ja mõju, kuid saame pakkuda ka olulist otsest säästvat kasu. Paljudel juhtudel võib halvenenud süsteemiga töötamine, kuigi ohutu ja heaks kiidetud, oluliselt piirata toiminguid kõrguse või ulatuse osas. Selle tulemuseks on vähem vabadusastmeid sõiduki kasutamisel ja missiooni või ajakava täitmise tõenäosus. Juhtudel, kui seade on osa keskkonnajuhtimissüsteemist, näiteks ventiil, on väga oluline otsene kütuse põletamise trahv (kuni 4%) ja sellest tulenev täiendav CO.₂ heitmeid saab vältida. Loomulikult kaasnevad sellega kaudsed eelised, nagu vähenenud laovajadus, osade saatmiskulud ja tõhusam tööjõu kasutamine.

Muud IVHM-i kaudu saadavad säästva jätkusuutlikkuse eelised võivad olla vähem ilmsed, kuid kujutavad endast märkimisväärset jätkusuutlikkuse jalajälge. Siin on mõned illustreerivad näited:

• Andmed lennu ajal: pardaandmete jälgimisega saame aidata pilootidel saavutada tõhususeesmärke ja tagada vastavus ettevõtte jätkusuutlikkuse poliitikatele.
  • Tulemus: Madalamad heitkogused (alates madalam kütusekulu)

• Maapealsed operatsioonid: maapealseid toiminguid uute anduritega jälgides ja optimeerides saame tagada töö efektiivsuse maksimeerimise ning kohaliku õhusaaste ja müra vähendamise
  • Tulemus: Madalam energiakasutus, väiksem saaste, madalam müratase ja parem bioloogiline mitmekesisus

• Lennujaama lennu- ja maaliiklus: rakendades lennujaama õhu- ja maaliiklusele keerulist analüüsi ja modelleerimist, saame muuta lennuliikluse voogu sujuvamaks, vähendada raisatud lennuaega saabumisel, vähendada taksoaega ja õppida keskkonnamõju.
  • Tulemus: Madalamad heitkogused (alates madalam kütusekulu), Madalam saaste, madalam müratase, parem bioloogiline mitmekesisus

• Marsruudi optimeerimine: õhusõidukite andmeid analüüsides saame aru üksikute lennukite kütusesäästlikkuse omadustest ja nende toimimisest erinevatel marsruutidel. Selle arusaamaga saame optimeerida lennuki kasutamist marsruudi kaupa, kanda optimaalset kogust kütust, tuvastada õhusõiduki lagunemise (jää, liiv, vulkaaniline tuhk jne) ning võtta kiireid meetmeid selle kõrvaldamiseks (nt juhtpind). trimmi).
  • Tulemus: Madalamad heitkogused (alates madalam kütusekulu), Vähendatud energia- ja materjalikasutus/raiskamine (vähemalt MRO kogu elutsükli jooksul)
• Digitaalselt täiustatud MRO: lubades uusi, autonoomsemaid kontrollimeetodeid, saame parandada tõhusust (suurendab kontrollimise täpsust), vähendades samal ajal tööjõu- ja energiakasutust, vähendades omakorda tarbetuid eemaldamisjäätmeid ja protsessist tulenevaid jõupingutusi. Samuti saame analüütika ja õhusõiduki tõrkeotsingu protsessi juurutamise abil vähendada hooldustoimingute ja „vigu ei leitud” eemaldamiste arvu. "Petuüksusi" saab samuti tuvastada ja nendega tegeleda protseduuride või praagi abil.
  • Tulemus: Väiksem energiakasutus, väiksem energiakasutus ja väiksem materjalikasutus/raiskamine

• Rakendus kogu elutsükli jooksul: rakendades täiustatud analüütikat ja modelleerimist materjali, komponendi, alamkoostu või vara tasemel kogu elutsükli jooksul, saame optimeerida vara hankimist, tootmist, käitamist, hooldust ja lõplikku kasutusest kõrvaldamist/lammutamist.
  • Tulemus: Madalam energiakulu ja väiksem materjalikulu

• Rohelised tehnoloogiad/lahendused: By leveraging proven IVHM methods and modelling, the aviation industry can increase likleyhood of success during the introduction of new green technologies/solutions while acerating their introduction
  • Tulemus: Toetada tööstuse jätkusuutlikkuse eesmärkide saavutamist

Tulevikku vaatav innovatsioon

Cranfieldi IVHM-keskusel on koos oma põhipartneritega olnud pikaajaline soov pakkuda nn.Teadlik lennuk' hooldusvaba lennukiplatvormiga. Selle kontseptsiooni eesmärk on luua IVHM-süsteem, mis on võimeline olema täielikult teadlik õhusõiduki seisukorrast, suutma soovitada sobivaid meetmeid või tegutseda ise.

"Teadliku õhusõiduki" loomisega jälgitakse kogu õhusõidukit ja see seotakse lennunduse ökosüsteemiga (lennujaamad, õhuruum, lennufirmad, reisijad, järelturu teenused), maksimeerides eelmistest näidetest saadavat kasu. Selle kontseptsiooni eesmärk on kõrvaldada ettenägematud tehnilised tõrked ja kahjustuste korral otsustada tegevusi, mis minimeerivad mõju keskkonnale või teostada muudetud missiooni sõjalises rakenduses.

• Tulemus: Maksimaalne kasu: väiksem heitkogus (madalama kütusekulu tõttu), väiksem energiakasutus ja väiksem materjalikasutus/raiskamine

kokkuvõte

On hästi teada, et IVHM ja digitaalne lennundus toovad tänapäeval majanduslikku kasu. Nagu eespool arutletud, pakuvad need ka märkimisväärset, kuigi sageli tunnustamata jätkusuutlikku kasu. Vaadates neid tegevusi läbi uue objektiivi, näeme ka, et IVHM-il on võtmeroll jätkusuutlikkusele suunatud investeeringute lubaduse elluviimisel ning tegevuse ja jätkusuutlikkuse võimalikult jätkusuutlikkuse tagamisel. Lõpuks avavad uued teadusuuringud ja investeeringute fookus praegu ka uusi horisonte ja võimalusi säästvale jätkusuutlikkusele ja kaugemalegi kogu kosmosetööstuse elutsükli jooksul.

Allikas: https://blogs.cranfield.ac.uk/aerospace/environmental-benefits-of-integrated-vehicle-health-management-ivhm/