Beneficiile pentru mediu ale managementului integrat al sănătății vehiculelor (IVHM)

Asistăm la o concentrare și investiții tot mai mari din partea industriei și a guvernelor din întreaga lume pentru a accelera rezultatele de sustenabilitate prin investiții în tehnologie. Acest lucru este determinat de imperativele competitivității pieței și de creșterea constantă și inexorabilă a eficienței generale a aeronavei. Mai mulți OEM construiesc avioane cu propulsie electrică pur electrică și pe bază de celule de combustibil cu hidrogen, cu accent pe piața de 50 de pasageri sau mai puțin. De fapt, Boeing a început să certifice o aeronavă electrică prin intermediul joint-venture-ului, Wisk. Și în timp ce primele aeronave electrice din acest deceniu vor transporta doar câțiva pasageri, inginerul șef de sustenabilitate al Boeing, Brian Yutko, a declarat că vor crește numărul de pasageri și autonomia în timp odată cu îmbunătățiri ale bateriilor și motoarelor, la fel ca ceea ce vedem în industria auto. Beneficiile acestei creșteri și schimbări de investiții sunt clare: costuri de operare și de întreținere mai mici datorită sistemelor mai simple și fără emisii.

Am văzut că există beneficii substanțiale în ceea ce privește sustenabilitatea în domeniul aerospațial din activitățile legate de aviația digitală (Referința „Avioane durabile prin prisma aviației digitale – care sunt pârghiile cheie?” 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 “Susținere durabilă”.

Susținerea durabilă este pârghia intenționată a tehnologiei pentru a oferi beneficii economice și sustenabile cuantificabile în domeniul aerospațial al operațiunilor tehnice

IVHM și sustenabilitate

IVHM este foarte bine definit de Centrul IVHM al Universității Cranfield:

„IVHM cuprinde o gamă largă de tehnologie atât în ​​interiorul, cât și în afara domeniului tradițional al aviației digitale. IVHM este capacitatea unificată a sistemelor de a evalua starea actuală sau viitoare a sănătății sistemului membru și de a integra acea imagine a sănătății sistemului într-un cadru al resurselor disponibile și al cererii operaționale. Este o capacitate foarte largă, care cuprinde cazuri și modele de afaceri; legislație, certificare și standarde; arhitectură și design; precum și algoritmi pentru prognostice, diagnosticare și raționament.”

Pe scurt, IVHM este o componentă cheie a domeniului „aviație digitală”.

Putem clasifica beneficiile de durabilitate care decurg din IVHM drept directe și indirecte și tangibile și intangibile. Beneficiile intangibile sunt adesea concentrate pe percepțiile angajaților și ale pieței și pe imaginea mărcii. Sunt foarte reale, dar greu de cuantificat. Aici ne concentrăm pe beneficiile tangibile. Beneficiile directe pot include reducerea materialelor și a deșeurilor, reducerea consumului de energie, reducerea zgomotului, creșterea biodiversității și, desigur, emisii mai scăzute de CO₂ și alți poluanți de îngrijorare. Beneficiile indirecte includ eficiența muncii, calitatea vieții umane, siguranță și utilizarea și consumul de materiale.

Prin natura sa, eficiența sporită susține sustenabilitatea, atât direct, cât și indirect.

Exemple selectate de susținere durabilă prin IVHM

Cazul de utilizare clasic IVHM implică înțelegerea proactivă și de la distanță a actualului vehicul al posibilității noastre viitoare de service. Numim adesea aceasta „întreținere predictivă”, „întreținere bazată pe condiții” sau „managementul sănătății aeronavei”. Când putem, prin analiză, să prezicem o defecțiune a echipamentului în așteptare, putem, desigur, să profităm de beneficiul economic de a gestiona problema într-o manieră programată și de a evita probabilitatea și impactul unei întreruperi ale programului, dar putem oferi și beneficii materiale directe de durabilitate. În multe cazuri, operarea cu un sistem degradat, deși sigură și aprobată, poate limita foarte mult operațiunile în ceea ce privește altitudinea sau raza de acțiune. Acest lucru are ca rezultat mai puține grade de libertate în utilizarea vehiculului și scade probabilitatea de finalizare a misiunii sau a programului. În cazurile în care echipamentul face parte din sistemul de control al mediului, cum ar fi o supapă, o penalizare foarte semnificativă pentru arderea directă a combustibilului (până la 4%) și CO rezultat suplimentar₂ emisiile pot fi evitate. Desigur, urmează beneficii indirecte, cum ar fi cerințele reduse de stoc, costurile de transport ale pieselor și utilizarea mai eficientă a forței de muncă.

Alte beneficii de sustenabilitate durabilă prin IVHM pot fi mai puțin evidente, dar constituie o amprentă semnificativă a durabilității. Iată câteva exemple ilustrative:

• Date în timpul zborului: prin monitorizarea datelor din zbor, putem ajuta piloții să atingă obiectivele de eficiență și să asigurăm conformitatea cu politicile de sustenabilitate ale companiei.
  • Rezultat: Emisii mai mici (din consum mai mic de combustibil)

• Operațiuni la sol: prin monitorizarea și optimizarea operațiunilor la sol cu ​​noi senzori putem asigura maximizarea eficienței operaționale și reducerea poluării atmosferice și a zgomotului local.
  • Rezultat: Consum mai scăzut de energie, poluare mai scăzută, niveluri de zgomot mai scăzute și biodiversitate îmbunătățită

• Trafic aerian și terestru aeroportuar: prin aplicarea unor analize și modelări sofisticate la traficul aerian și terestre al aeroportului, putem eficientiza fluxul de trafic aerian, reduce timpul de zbor pierdut la sosire, reduce timpul de rulare și putem învăța impactul asupra mediului.
  • Rezultat: Emisii mai mici (din consum mai mic de combustibil), poluare mai scăzută, niveluri de zgomot mai scăzute, biodiversitate îmbunătățită

• Optimizarea traseului: analizând datele aeronavei, putem înțelege caracteristicile de eficiență a consumului de combustibil ale aeronavelor individuale și performanța acestora pe diferite rute. Cu această înțelegere, putem optimiza utilizarea aeronavei pe rută, putem transporta cantitatea optimă de combustibil și putem identifica degradările (cauzate de gheață, nisip, cenușă vulcanică etc.) ale aeronavei și să luăm măsuri rapide pentru a remedia (de exemplu, suprafața de control). tunde).
  • Rezultat: Emisii mai mici (din consum mai mic de combustibil), Reducerea consumului de energie și a materialelor/risipă redusă (de la mai puțin MRO pe tot parcursul ciclului de viață)
• MRO îmbunătățit digital: prin activarea unor noi metode de inspecție, care sunt mai autonome, putem îmbunătăți eficiența (creșterea acurateței inspecției), reducând în același timp utilizarea forței de muncă și a energiei, reducând, la rândul său, deșeurile de îndepărtare nenecesare și efortul rezultat din proces. De asemenea, prin implementarea analizelor și a procesului de depanare a aeronavei putem reduce numărul de acțiuni de întreținere și eliminări „nicio defecte găsite”. „Unitățile necinstite” pot fi, de asemenea, identificate și abordate prin procedură sau rebut.
  • Rezultat: Consum redus de energie, energie redusă și consum redus/risipă de materiale

• Aplicație de-a lungul întregului ciclu de viață: Prin aplicarea analizei și modelării avansate la nivel de material, componentă, subansamblu sau activ pe parcursul întregului ciclu de viață, putem optimiza achiziția, producția, operarea, întreținerea și retragerea finală/deșeurile bunului.
  • Rezultat: Consum redus de energie și consum redus de materiale

• Tehnologii/Soluții verzi: 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
  • Rezultat: Sprijinirea atingerii obiectivelor de sustenabilitate a industriei

Inovație de perspectivă

Centrul IVHM al lui Cranfield a avut, împreună cu partenerii săi de bază, o aspirație pe termen lung de a oferi așa-numitul „Avioane conștientecu potențial pentru o platformă de aeronave fără întreținere. Acest concept își propune să realizeze crearea unui sistem IVHM care este capabil să fie pe deplin conștient de starea aeronavei, capabil fie să sugereze acțiuni adecvate, fie să ia măsuri pentru sine.

Prin crearea „Avionului Conștient”, întreaga aeronavă este monitorizată și este legată de ecosistemul aviației (Aeroporturi, spațiu aerian, companii aeriene, pasageri, servicii aftermarket), maximizând beneficiile din exemplele anterioare. Acest concept are ca scop eliminarea defecțiunilor tehnice neprevăzute și, în caz de avarie, să poată decide acțiuni care să minimizeze impactul asupra mediului sau să opereze o misiune modificată într-o aplicație militară.

• Rezultat: Beneficii maxime din: Emisii mai reduse (din cauza consumului mai mic de combustibil), consum redus de energie și utilizare/risipă redusă de materiale

Rezumat

Este bine înțeles că IVHM și aviația digitală oferă astăzi beneficii economice. După cum sa discutat mai sus, acestea oferă, de asemenea, beneficii semnificative, deși adesea nerecunoscute, în materie de durabilitate. Privind aceste activități printr-o nouă lentilă, putem vedea, de asemenea, că IVHM va avea un rol cheie pentru a asigura că promisiunea investițiilor axate pe durabilitate este îndeplinită și că operațiunile și susținerea sunt cât mai sustenabile posibil. În cele din urmă, noul accent pe cercetare și investiții deschid în prezent noi orizonturi și oportunități pentru susținerea durabilă și nu numai, de-a lungul întregului ciclu de viață aerospațial.

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