Okoljske koristi integriranega upravljanja zdravja vozil (IVHM)

Opažamo vse večjo osredotočenost in naložbe industrije in vlad po vsem svetu za pospešitev trajnostnih rezultatov z naložbami v tehnologijo. To poganjajo imperativi tržne konkurenčnosti ter nenehno in neizprosno povečevanje splošne učinkovitosti letal. Številni proizvajalci originalne opreme izdelujejo letala z električnim pogonom, ki temeljijo na čistih električnih in vodikovih gorivnih celicah, s poudarkom na trgu za 50 potnikov ali manj. Pravzaprav je Boeing začel certificirati električna letala prek njihovega skupnega podjetja Wisk. In medtem ko bodo ta prva električna letala v tem desetletju prepeljala le nekaj potnikov, je Boeingov glavni inženir za trajnostni razvoj, Brian Yutko, izjavil, da bodo sčasoma povečali število potnikov in doseg z izboljšavami baterij in motorjev, tako kot to vidimo v avtomobilska industrija. Prednosti tega porasta naložb in premika so očitne: nižji obratovalni in vzdrževalni stroški zaradi enostavnejših sistemov in brez emisij.

Videli smo, da dejavnosti, povezane z digitalnim letalstvom, prinašajo precejšnje koristi v smislu trajnosti v vesolju (referenca "Trajnostna letala skozi prizmo digitalnega letalstva – kateri so ključni vzvodi?” avtorja Johna Maggioreja z dne 23. aprila 2021). Skratka, proaktivno upravljanje podatkov o letalih lahko prinese in prinaša merljive gospodarske in operativne koristi, tako v smislu splošne operativne učinkovitosti kot zmanjšanih prekinitev delovanja. Nanje se tradicionalno gleda kot na "ekonomske" koristi, ki se redno uporabljajo za upravičevanje naložb v tehnologijo tako na letalu kot na tleh ter za prenos in upravljanje podatkov. Je tudi primarna spodbuda za rastoči ekosistem povezanih storitev, s katerimi lahko izkoristimo priložnost. Na področju »vzdrževanja« (npr. vzdrževanje, MRO) obstajajo jasni primeri operativne učinkovitosti, ki jih lahko doseže IVHM. Poleg tega obstajajo trajnostne koristi, ki izhajajo iz teh dejavnosti. Tu lahko te koristi in dejavnosti, ki jih poganjajo, imenujemo "Trajnostno vzdrževanje".

Trajnostno vzdrževanje je namerna uporaba tehnologije za zagotavljanje merljivih gospodarskih in trajnostnih koristi na področju letalskih in vesoljskih tehničnih operacij.

IVHM in trajnost

Center IVHM Univerze Cranfield zelo dobro definira IVHM:

»IVHM zajema široko paleto tehnologije znotraj in zunaj tradicionalne domene digitalnega letalstva. IVHM je enotna zmožnost sistemov za oceno trenutnega ali prihodnjega stanja zdravja sistema člana in vključitev te slike zdravja sistema v okvir razpoložljivih virov in operativnega povpraševanja. Gre za zelo široko dosegljivo zmogljivost, ki zajema poslovne primere in modele; zakonodaja, certificiranje in standardi; arhitektura in oblikovanje; kot tudi algoritme za napovedovanje, diagnostiko in sklepanje.«

Skratka, IVHM je ključni del domene »digitalnega letalstva«.

Trajnostne koristi, ki izhajajo iz IVHM, lahko kategoriziramo kot neposredne in posredne ter oprijemljive in nematerialne. Nematerialne koristi so pogosto osredotočene na dojemanje zaposlenih in trga ter podobo blagovne znamke. So zelo resnični, vendar jih je težko kvantificirati. Tukaj se osredotočamo na oprijemljive koristi. Neposredne koristi lahko vključujejo zmanjšanje materiala in odpadkov, manjšo porabo energije, manjši hrup, večjo biotsko raznovrstnost in seveda manjše emisije CO₂ in drugih zaskrbljujočih onesnaževalcev. Posredne koristi vključujejo delovno učinkovitost, kakovost človekovega življenja, varnost ter uporabo in porabo materiala.

Večja učinkovitost po svoji naravi podpira trajnost, tako neposredno kot posredno.

Izbrani primeri trajnostnega vzdrževanja prek IVHM

Klasični primer uporabe IVHM vključuje proaktivno in oddaljeno razumevanje trenutne in prihodnje uporabnosti vozila. To pogosto imenujemo "prediktivno vzdrževanje", "vzdrževanje glede na stanje" ali "zdravstveno upravljanje letala". Ko lahko z analizo predvidimo čakajočo okvaro opreme, lahko seveda izkoristimo gospodarsko korist obravnave težave na načrtovan način in se izognemo verjetnosti in vplivu prekinitve urnika, lahko pa zagotovimo tudi materialne neposredne koristi trajnosti. V mnogih primerih lahko delovanje z okvarjenim sistemom, čeprav je varno in odobreno, zelo omeji operacije v smislu nadmorske višine ali dosega. Posledica tega je manj stopenj svobode pri uporabi vozila in zmanjšana verjetnost dokončanja misije ali urnika. V primerih, ko je oprema del okoljskega nadzornega sistema, kot je ventil, je zelo pomembna neposredna kazen za izgorevanje goriva (do 4 %) in dodatni posledični CO₂ emisijam se je mogoče izogniti. Seveda sledijo posredne koristi, kot so zmanjšane zahteve po zalogah, stroški pošiljanja delov in učinkovitejša uporaba delovne sile.

Druge koristi trajnostnega vzdrževanja prek IVHM so morda manj očitne, vendar predstavljajo pomemben trajnostni odtis. Tukaj je nekaj ilustrativnih primerov:

• Podatki med letom: s spremljanjem podatkov med letom lahko pilotom pomagamo doseči cilje učinkovitosti in zagotovimo skladnost s politikami trajnosti podjetja.
  • Rezultat: Nižje emisije (iz manjše porabe goriva)

• Kopenske operacije: s spremljanjem in optimizacijo zemeljskih operacij z novimi senzorji lahko zagotovimo čim večjo operativno učinkovitost ter zmanjšano lokalno onesnaževanje zraka in hrup
  • Rezultat: Manjša poraba energije, manjše onesnaženje, nižje ravni hrupa in izboljšana biotska raznovrstnost

• Letališki zračni in zemeljski promet: z uporabo sofisticirane analitike in modeliranja letališkega zračnega in zemeljskega prometa lahko racionaliziramo pretok zračnega prometa, zmanjšamo izgubljeni čas leta ob prihodu, skrajšamo čas vožnje s taksijem in zmanjšamo vpliv na okolje.
  • Rezultat: Nižje emisije (iz manjše porabe goriva), manjše onesnaženje, nižje ravni hrupa, izboljšana biotska raznovrstnost

• Optimizacija poti: z analizo podatkov o letalih lahko razumemo značilnosti učinkovitosti porabe goriva posameznih letal in njihovo zmogljivost na različnih poteh. S tem razumevanjem lahko optimiziramo uporabo letala glede na pot, prevažamo optimalno količino goriva in prepoznamo poslabšanja (ki jih povzročajo led, pesek, vulkanski pepel itd.) letala in hitro ukrepamo za odpravo (npr. krmilna površina). obrezati).
  • Rezultat: Nižje emisije (od manjše porabe goriva), Zmanjšana poraba/izguba energije in materialov (od manj MRO v celotnem življenjskem ciklu)
• Digitalno izboljšan MRO: z omogočanjem novih inšpekcijskih metod, ki so bolj avtonomne, lahko izboljšamo učinkovitost (povečanje natančnosti inšpekcij), hkrati pa zmanjšamo porabo dela in energije, posledično pa zmanjšamo nepotrebne odpadke pri odstranjevanju in posledično napor v procesu. Poleg tega lahko z uvedbo analitike in v procesu odpravljanja težav letala zmanjšamo število vzdrževalnih dejanj in odstranitev "ni napake". "Lopovske enote" je mogoče identificirati in obravnavati tudi s postopkom ali odpadom.
  • Rezultat: Nižja poraba energije, zmanjšana poraba energije in manjša poraba/poraba materialov

• Uporaba skozi celoten življenjski cikel: Z uporabo napredne analitike in modeliranja na ravni materiala, komponente, podsklopa ali sredstva v celotnem življenjskem ciklu lahko optimiziramo nabavo, proizvodnjo, delovanje, vzdrževanje in končno upokojitev/odpad sredstva.
  • Rezultat: Manjša poraba energije in manjša poraba materiala

• Zelene tehnologije/rešitve: Z uporabo dokazanih metod in modeliranja IVHM lahko letalska industrija poveča verjetnost uspeha pri uvajanju novih zelenih tehnologij/rešitev, hkrati pa pospešuje njihovo uvajanje
  • Rezultat: Podprite doseganje trajnostnih ciljev industrije

V prihodnost usmerjena inovacija

Cranfieldov center IVHM je s svojimi ključnimi partnerji dolgoročno želel zagotoviti tako imenovanoZavestno letalo' s potencialom za letalsko platformo brez vzdrževanja. Cilj tega koncepta je doseči ustvarjanje sistema IVHM, ki se lahko v celoti zaveda stanja letala in lahko bodisi predlaga ustrezne ukrepe ali ukrepa sam.

Z ustvarjanjem 'Conscious Aircraft' se spremlja celotno letalo in je povezano z letalskim ekosistemom (letališča, zračni prostor, letalski prevozniki, potniki, poprodajne storitve), s čimer se povečajo prednosti iz prejšnjih primerov. Cilj tega koncepta je odpraviti nepredvidene tehnične napake in se v primeru škode odločiti za ukrepe, ki zmanjšajo vpliv na okolje, ali izvajati spremenjeno misijo v vojaški uporabi.

• Rezultat: Največje koristi zaradi: nižjih emisij (zaradi nižje porabe goriva), manjše porabe energije in zmanjšane porabe materialov/izgub

Povzetek

Dobro se razume, da IVHM in digitalno letalstvo danes prinašata gospodarske koristi. Kot je navedeno zgoraj, zagotavljajo tudi pomembne, čeprav pogosto nepriznane, trajnostne koristi. Če pogledamo te dejavnosti skozi novo lečo, lahko vidimo tudi, da bo imel IVHM ključno vlogo pri zagotavljanju obljub o naložbah, osredotočenih na trajnost, in da bodo operacije in vzdrževanje čim bolj trajnostni. Nazadnje, nova usmerjenost v raziskave in naložbe prav tako trenutno odpira nova obzorja in priložnosti za trajnostno vzdrževanje in širše, v celotnem življenjskem ciklu letalstva.

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