Lợi ích môi trường của Quản lý Sức khỏe Phương tiện Tích hợp (IVHM)

Chúng tôi nhận thấy sự tập trung và đầu tư ngày càng tăng của các ngành công nghiệp và các chính phủ trên toàn thế giới để tăng tốc các kết quả bền vững thông qua đầu tư công nghệ. Điều này được thúc đẩy bởi các yêu cầu cạnh tranh thị trường và sự nâng cao không đổi và không thể thay đổi của hiệu suất máy bay tổng thể. Nhiều OEM đang chế tạo máy bay động cơ điện dựa trên pin nhiên liệu hydro và điện thuần túy, tập trung vào thị trường 50 hành khách trở xuống. Trên thực tế, Boeing đã bắt đầu chứng nhận một chiếc máy bay điện thông qua liên doanh của họ, Wisk. Và trong khi những chiếc máy bay điện đầu tiên trong thập kỷ này sẽ chỉ chở một vài hành khách, Kỹ sư trưởng Bền vững của Boeing, Brian Yutko, đã tuyên bố rằng chúng sẽ tăng số lượng hành khách và phạm vi hoạt động theo thời gian với những cải tiến về pin và động cơ, giống như những gì chúng ta đang thấy trong ngành công nghiệp ô tô. Lợi ích của sự gia tăng và thay đổi đầu tư này là rất rõ ràng: chi phí vận hành và duy trì thấp hơn do các hệ thống đơn giản hơn và không có khí thải.

Chúng tôi nhận thấy rằng có những lợi ích đáng kể về tính bền vững trong không gian vũ trụ từ các hoạt động liên quan đến hàng không kỹ thuật số (Tham khảo “Máy bay bền vững qua lăng kính của ngành hàng không kỹ thuật số - đòn bẩy chính là gì?”Của John Maggiore ngày 23 tháng 2021 năm XNUMX). Nói tóm lại, việc chủ động quản lý dữ liệu máy bay có thể và mang lại lợi ích kinh tế và hoạt động có thể đo lường được, cả về hiệu quả hoạt động tổng thể và giảm gián đoạn hoạt động. Theo truyền thống, những lợi ích này được coi là lợi ích “kinh tế” và những lợi ích này thường được sử dụng để biện minh cho các khoản đầu tư vào công nghệ cả trên máy bay và mặt đất cũng như cho việc truyền tải và quản lý dữ liệu. Nó cũng là động lực chính thúc đẩy một hệ sinh thái ngày càng phát triển của các dịch vụ liên quan để khai thác cơ hội. Trong lĩnh vực “duy trì” (ví dụ: Bảo trì, MRO), có những ví dụ rõ ràng về hiệu quả hoạt động mà IVHM có thể nhận ra. Ngoài ra, còn có các lợi ích về tính bền vững, là kết quả của các hoạt động này. Ở đây, chúng ta có thể đề cập đến những lợi ích này và các hoạt động thúc đẩy chúng là “Duy trì bền vững ”.

Duy trì bền vững là đòn bẩy có chủ đích của công nghệ để mang lại lợi ích kinh tế và bền vững có thể định lượng được trong lĩnh vực hàng không vũ trụ của các hoạt động kỹ thuật

IVHM và tính bền vững

IVHM được xác định rất rõ bởi Trung tâm IVHM của Đại học Cranfield:

“IVHM bao gồm một loạt công nghệ cả trong và ngoài lĩnh vực hàng không kỹ thuật số truyền thống. IVHM là khả năng thống nhất của các hệ thống để đánh giá trạng thái hiện tại hoặc tương lai của tình trạng hệ thống thành viên và tích hợp bức tranh về tình trạng hệ thống đó trong khuôn khổ các nguồn lực sẵn có và nhu cầu hoạt động. Đó là một khả năng tiếp cận rất rộng bao gồm các trường hợp và mô hình kinh doanh; luật pháp, chứng nhận và tiêu chuẩn; kiến trúc và thiết kế; cũng như các thuật toán để tiên lượng, chẩn đoán và suy luận. ”

Tóm lại, IVHM là một phần quan trọng của lĩnh vực “hàng không kỹ thuật số”.

Chúng ta có thể phân loại các lợi ích bền vững bắt nguồn từ IVHM là trực tiếp và gián tiếp, hữu hình và vô hình. Lợi ích vô hình thường tập trung vào nhận thức của nhân viên và thị trường và hình ảnh thương hiệu. Chúng rất thực nhưng khó định lượng. Ở đây chúng tôi tập trung vào những lợi ích hữu hình. Các lợi ích trực tiếp có thể bao gồm giảm nguyên liệu và chất thải, giảm sử dụng năng lượng, giảm tiếng ồn, tăng cường đa dạng sinh học và tất nhiên là giảm phát thải CO₂ và các chất ô nhiễm khác cần quan tâm. Lợi ích gián tiếp bao gồm hiệu quả lao động, chất lượng cuộc sống của con người, sự an toàn và việc sử dụng và tiêu thụ vật liệu.

Về bản chất, hiệu quả tăng lên hỗ trợ tính bền vững, cả trực tiếp và gián tiếp.

Các ví dụ được chọn về Duy trì bền vững qua IVHM

Trường hợp sử dụng IVHM cổ điển liên quan đến việc hiểu một cách chủ động và từ xa khả năng phục vụ trong tương lai của chiếc xe hiện tại. Chúng tôi thường gọi đây là “bảo trì dự đoán”, “bảo trì dựa trên điều kiện” hoặc “quản lý tình trạng máy bay”. Khi chúng ta có thể, thông qua phân tích, dự đoán một sự cố thiết bị đang chờ xử lý, tất nhiên chúng ta có thể thu được lợi ích kinh tế từ việc giải quyết vấn đề theo lịch trình và tránh khả năng xảy ra và tác động của việc gián đoạn lịch trình, nhưng chúng ta cũng có thể mang lại lợi ích bền vững trực tiếp về mặt vật chất. Trong nhiều trường hợp, hoạt động với một hệ thống đã xuống cấp, trong khi an toàn và được phê duyệt, có thể hạn chế rất nhiều hoạt động về độ cao hoặc phạm vi. Điều này dẫn đến ít mức độ tự do hơn trong việc sử dụng phương tiện và giảm khả năng hoàn thành nhiệm vụ hoặc lịch trình. Trong trường hợp thiết bị là một phần của hệ thống kiểm soát môi trường, chẳng hạn như van, mức phạt đốt cháy nhiên liệu trực tiếp rất đáng kể (lên đến 4%) và phát sinh thêm CO₂ có thể tránh được khí thải. Tất nhiên, có những lợi ích gián tiếp theo sau, chẳng hạn như giảm yêu cầu hàng tồn kho, chi phí vận chuyển bộ phận và sử dụng lao động hiệu quả hơn.

Các lợi ích khác về Duy trì bền vững thông qua IVHM có thể ít rõ ràng hơn nhưng tạo thành một dấu ấn bền vững đáng kể. Dưới đây là một số ví dụ minh họa:

• Dữ liệu trên chuyến bay: bằng cách theo dõi dữ liệu trên chuyến bay, chúng tôi có thể giúp phi công đáp ứng các mục tiêu về hiệu quả và giúp đảm bảo tuân thủ các chính sách về tính bền vững của công ty.
  • Kết quả: Phát thải thấp hơn (từ mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn)

• Hoạt động mặt đất: bằng cách giám sát và tối ưu hóa các hoạt động trên mặt đất với các cảm biến mới, chúng tôi có thể đảm bảo tối đa hóa hiệu quả hoạt động và giảm ô nhiễm không khí và tiếng ồn tại địa phương
  • Kết quả: Sử dụng năng lượng thấp hơn, ô nhiễm thấp hơn, mức ồn thấp hơn và cải thiện đa dạng sinh học

• Giao thông đường hàng không và đường bộ: bằng cách áp dụng các phân tích và mô hình phức tạp cho giao thông hàng không và mặt đất tại sân bay, chúng tôi có thể hợp lý hóa luồng giao thông hàng không, giảm thời gian bay lãng phí khi đến, giảm thời gian taxi và tác động đến môi trường.
  • Kết quả: Phát thải thấp hơn (từ mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn), Ô nhiễm thấp hơn, Mức độ tiếng ồn thấp hơn, Cải thiện đa dạng sinh học

• Tối ưu hóa tuyến đường: bằng cách phân tích dữ liệu máy bay, chúng tôi có thể hiểu đặc điểm tiết kiệm nhiên liệu của từng máy bay và hiệu suất của chúng trên các tuyến đường khác nhau. Với sự hiểu biết này, chúng tôi có thể tối ưu hóa việc sử dụng máy bay theo tuyến đường, mang theo lượng nhiên liệu tối ưu và xác định sự xuống cấp (do băng, cát, tro núi lửa, v.v.) của máy bay và thực hiện hành động nhanh chóng để khắc phục (ví dụ: kiểm soát bề mặt xén).
  • Kết quả: Phát thải thấp hơn (từ mức tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn), Giảm năng lượng và giảm sử dụng vật liệu / lãng phí (từ MRO ít hơn trong suốt vòng đời)
• MRO nâng cao kỹ thuật số: bằng cách cho phép các phương pháp kiểm tra mới tự chủ hơn, chúng tôi có thể cải thiện hiệu quả (tăng độ chính xác của việc kiểm tra) đồng thời giảm sử dụng lao động và năng lượng, đến lượt mình, giảm thiểu việc loại bỏ chất thải không cần thiết và kết quả là nỗ lực từ quá trình. Ngoài ra, bằng cách triển khai phân tích và quy trình khắc phục sự cố máy bay, chúng tôi có thể giảm số lượng các hành động bảo dưỡng và loại bỏ "không tìm thấy lỗi". “Đơn vị giả mạo” cũng có thể được xác định và giải quyết thông qua thủ tục hoặc mẩu tin lưu niệm.
  • Kết quả: Sử dụng năng lượng thấp hơn, giảm năng lượng và giảm sử dụng / lãng phí vật liệu

• Ứng dụng trong toàn bộ Vòng đời: Bằng cách áp dụng phân tích và mô hình nâng cao ở cấp vật liệu, thành phần, cụm lắp ráp phụ hoặc tài sản trong toàn bộ vòng đời, chúng tôi có thể tối ưu hóa việc mua sắm, sản xuất, vận hành, bảo trì và nghỉ hưu / phế liệu cuối cùng của tài sản.
  • Kết quả: Sử dụng năng lượng thấp hơn và giảm sử dụng vật liệu

• Công nghệ / Giải pháp Xanh: Bằng cách tận dụng các phương pháp và mô hình IVHM đã được chứng minh, ngành hàng không có thể tăng khả năng thành công trong quá trình giới thiệu các công nghệ / giải pháp xanh mới đồng thời nâng cao hiệu quả giới thiệu của chúng
  • Kết quả: Hỗ trợ đạt được các mục tiêu bền vững của ngành

Đổi mới hướng tới tương lai

Trung tâm IVHM của Cranfield, với các Đối tác cốt lõi của mình, có nguyện vọng lâu dài là cung cấp cái gọi là 'Máy bay có ý thức'với tiềm năng cho một nền tảng máy bay không cần bảo dưỡng. Khái niệm này nhằm đạt được mục đích tạo ra một hệ thống IVHM có khả năng nhận thức đầy đủ về tình trạng của máy bay, có thể đề xuất hành động thích hợp hoặc tự hành động.

Bằng cách tạo ra 'Máy bay có ý thức', toàn bộ máy bay được giám sát và được liên kết với hệ sinh thái Hàng không (Sân bay, Vùng trời, Hãng hàng không, Hành khách, Dịch vụ hậu mãi), tối đa hóa lợi ích từ các ví dụ trước. Khái niệm này nhằm mục đích loại bỏ các lỗi kỹ thuật không lường trước được và trong trường hợp có thiệt hại, có thể quyết định các hành động giảm thiểu tác động đến môi trường hoặc vận hành một nhiệm vụ được sửa đổi trong một ứng dụng quân sự.

• Kết quả: Các lợi ích tối đa từ: Giảm phát thải (do tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn), sử dụng năng lượng thấp hơn và giảm sử dụng / lãng phí vật liệu

Tổng kết

Ngày nay ai cũng hiểu rằng IVHM và hàng không kỹ thuật số đang mang lại lợi ích kinh tế. Như đã thảo luận ở trên, chúng cũng đang mang lại những lợi ích bền vững đáng kể, mặc dù thường không được công nhận. Bằng cách nhìn nhận các hoạt động này qua một lăng kính mới, chúng ta cũng có thể thấy rằng IVHM sẽ đóng một vai trò quan trọng để đảm bảo lời hứa về các khoản đầu tư tập trung vào tính bền vững được thực hiện và các hoạt động cũng như duy trì bền vững nhất có thể. Cuối cùng, trọng tâm đầu tư và nghiên cứu mới hiện cũng đang mở ra những chân trời và cơ hội mới cho Duy trì bền vững và hơn thế nữa, trong toàn bộ vòng đời hàng không vũ trụ.

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