Экологические преимущества интегрированного управления состоянием транспортных средств (IVHM)

Мы наблюдаем растущее внимание и инвестиции со стороны промышленности и правительств во всем мире для ускорения результатов в области устойчивого развития за счет инвестиций в технологии. Это обусловлено императивами рыночной конкурентоспособности и постоянным и неумолимым повышением общей эффективности самолетов. Несколько OEM-производителей создают электрические силовые самолеты на чисто электрических и водородных топливных элементах, ориентируясь на рынок до 50 пассажиров. Фактически, Boeing начал сертификацию электрического самолета через свое совместное предприятие Wisk. И хотя эти первые электрические самолеты в этом десятилетии будут перевозить всего несколько пассажиров, главный инженер по устойчивому развитию Boeing Брайан Ютко заявил, что со временем они увеличат количество пассажиров и дальность полета за счет улучшения аккумуляторов и двигателей, точно так же, как мы видим в автомобильная промышленность. Преимущества такого скачка и смещения инвестиций очевидны: более низкие эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание благодаря более простым системам и отсутствию выбросов.

Мы увидели, что деятельность, связанная с цифровой авиацией, дает существенные преимущества с точки зрения устойчивости в аэрокосмической отрасли (ссылка «Устойчивый самолет через призму цифровой авиации - каковы ключевые рычаги?» Джона Маджоре от 23 апреля 2021 г.). Короче говоря, упреждающее управление данными о воздушных судах может принести и приносит измеримые экономические и эксплуатационные выгоды, как с точки зрения общей операционной эффективности, так и с точки зрения сокращения перерывов в работе. Они традиционно рассматриваются как «экономические» выгоды, и эти выгоды регулярно используются для обоснования инвестиций в технологии как на самолетах, так и на земле, а также на передачу данных и управление ими. Это также является основным стимулом для растущей экосистемы сопутствующих услуг, с помощью которых можно использовать эту возможность. В сфере «поддержания» (например, технического обслуживания, ремонта и ремонта) существуют четкие примеры операционной эффективности, которые могут быть реализованы с помощью IVHM. Кроме того, в результате этой деятельности возникают выгоды в области устойчивого развития. Здесь мы можем назвать эти преимущества и деятельность, которая их обеспечивает, «Устойчивое развитие».

Устойчивое развитие — это преднамеренное использование технологий для получения измеримых экономических и экологических преимуществ в аэрокосмической области технических операций.

IVHM и устойчивость

IVHM очень хорошо определен Центром IVHM Крэнфилдского университета:

«IVHM включает в себя широкий спектр технологий как в рамках традиционной цифровой авиации, так и за ее пределами. IVHM — это унифицированная способность систем оценивать текущее или будущее состояние работоспособности системы-члена и интегрировать эту картину работоспособности системы в рамках доступных ресурсов и операционных потребностей. Это очень широкие возможности, охватывающие бизнес-кейсы и модели; законодательство, сертификация и стандарты; архитектура и дизайн; а также алгоритмы для прогностики, диагностики и рассуждений».

Короче говоря, IVHM является ключевой областью «цифровой авиации».

Мы можем классифицировать преимущества устойчивого развития, связанные с IVHM, как прямые и косвенные, материальные и нематериальные. Нематериальные выгоды часто сосредоточены на восприятии сотрудников и рынка, а также на имидже бренда. Они вполне реальны, но их трудно измерить. Здесь мы сосредоточимся на ощутимых преимуществах. Прямые выгоды могут включать в себя сокращение материалов и отходов, снижение энергопотребления, снижение шума, улучшение биоразнообразия и, конечно же, снижение выбросов CO.₂ и другие опасные загрязнители. Косвенные выгоды включают эффективность труда, качество жизни человека, безопасность, использование и потребление материалов.

По своей природе повышение эффективности поддерживает устойчивость как прямо, так и косвенно.

Избранные примеры устойчивого устойчивого развития через IVHM

Классический вариант использования IVHM включает в себя упреждающее и дистанционное понимание текущей и будущей пригодности транспортного средства к эксплуатации. Мы часто называем это «профилактическим обслуживанием», «обслуживанием по техническому состоянию» или «управлением состоянием самолета». Когда мы можем с помощью анализа предсказать ожидаемый отказ оборудования, мы, конечно же, можем получить экономическую выгоду от решения проблемы в соответствии с графиком и избежать вероятности и последствий прерывания графика, но мы также можем обеспечить существенные прямые выгоды для устойчивого развития. Во многих случаях работа с деградировавшей системой, хотя и безопасная и одобренная, может значительно ограничить работу с точки зрения высоты или дальности полета. Это приводит к меньшему количеству степеней свободы в использовании транспортных средств и снижает вероятность выполнения миссии или графика. В случаях, когда оборудование является частью системы контроля окружающей среды, например, клапан, очень значительный штраф за прямое сжигание топлива (до 4%) и дополнительный выброс CO.₂ выбросов можно избежать. Конечно, за этим следуют косвенные выгоды, такие как снижение потребности в складских запасах, затраты на доставку запчастей и более эффективное использование рабочей силы.

Другие преимущества устойчивого развития с помощью IVHM могут быть менее очевидными, но представляют собой значительный след устойчивого развития. Вот несколько показательных примеров:

• Данные в полете: отслеживая данные в полете, мы можем помочь пилотам достичь целей эффективности и обеспечить соблюдение политики устойчивого развития компании.
  • Результат: Низкие выбросы (от более низкого расхода топлива)

• Наземные операции: отслеживая и оптимизируя наземные операции с помощью новых датчиков, мы можем обеспечить максимальную эффективность работы и снизить локальное загрязнение воздуха и шум.
  • Результат: Меньшее потребление энергии, меньшее загрязнение, низкий уровень шума и улучшенное биоразнообразие

• Воздушное и наземное движение аэропорта: применяя сложную аналитику и моделирование к воздушному и наземному движению в аэропорту, мы можем оптимизировать поток воздушного движения, сократить время полета впустую по прибытии, сократить время руления и извлечь уроки из воздействия на окружающую среду.
  • Результат: Низкие выбросы (от более низкого расхода топлива), Низкий уровень загрязнения, Низкий уровень шума, Улучшенное биоразнообразие

• Оптимизация маршрута: анализируя данные о самолетах, мы можем понять характеристики топливной экономичности отдельных самолетов и их производительность на разных маршрутах. Имея это понимание, мы можем оптимизировать использование самолета на маршруте, перевозить оптимальное количество топлива и выявлять повреждения (вызванные льдом, песком, вулканическим пеплом и т. д.) самолета и предпринимать быстрые действия для устранения (например, подрезать).
  • Результат: Низкие выбросы (от более низкого расхода топлива), Снижение потребления энергии и материалов/отходов (от меньшего количества техобслуживания на протяжении всего жизненного цикла)
• MRO с цифровым расширением: внедряя новые методы контроля, которые являются более автономными, мы можем повысить эффективность (повысить точность контроля) при одновременном снижении трудозатрат и потребления энергии, что, в свою очередь, уменьшит ненужные отходы при удалении и связанные с этим усилия. Кроме того, развертывая аналитику и процесс устранения неполадок самолета, мы можем сократить количество действий по техническому обслуживанию и устранению неполадок. «Мошеннические единицы» также могут быть идентифицированы и устранены с помощью процедуры или брака.
  • Результат: Более низкое энергопотребление, снижение потребления энергии и материалов/отходов

• Применение на протяжении всего жизненного цикла: Применяя расширенную аналитику и моделирование на уровне материала, компонента, узла или актива на протяжении всего жизненного цикла, мы можем оптимизировать закупки, производство, эксплуатацию, техническое обслуживание и окончательную утилизацию/утилизацию актива.
  • Результат: Меньшее потребление энергии и меньшее использование материалов

• Зеленые технологии/решения: Используя проверенные методы и моделирование IVHM, авиационная отрасль может повысить вероятность успеха при внедрении новых «зеленых» технологий/решений, одновременно ускоряя их внедрение.
  • Результат: Поддержка достижения целей устойчивого развития отрасли

Перспективные инновации

Центр IVHM Крэнфилда вместе со своими основными партнерами имел долгосрочное стремление предоставить так называемую «Сознательный Самолет' с потенциалом создания авиационной платформы, не требующей обслуживания. Эта концепция направлена ​​на создание системы IVHM, способной полностью осознавать состояние самолета, способной либо предлагать соответствующие действия, либо действовать самостоятельно.

При создании «Сознательного самолета» весь самолет контролируется и связывается с экосистемой авиации (аэропорты, воздушное пространство, авиакомпании, пассажиры, послепродажное обслуживание), максимально используя преимущества предыдущих примеров. Эта концепция направлена ​​на устранение непредвиденных технических сбоев и возможность в случае повреждения принять решение о действиях, минимизирующих воздействие на окружающую среду, или выполнить модифицированную миссию в военном приложении.

• Результат: Максимальные преимущества за счет: снижения выбросов (за счет снижения расхода топлива), снижения энергопотребления и сокращения использования/отходов материалов.

Обзор

Хорошо известно, что сегодня IVHM и цифровая авиация приносят экономические выгоды. Как указывалось выше, они также приносят значительные, хотя зачастую и не признаваемые, преимущества в области устойчивого развития. Глядя на эту деятельность через новую призму, мы также можем увидеть, что IVHM будет играть ключевую роль в обеспечении того, чтобы обещания инвестиций, ориентированных на устойчивость, были реализованы, а операции и поддержка были максимально устойчивыми. Наконец, новые исследования и инвестиции в настоящее время также открывают новые горизонты и возможности для устойчивого устойчивого развития и за его пределами на протяжении всего жизненного цикла аэрокосмической отрасли.

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