Екологічні переваги інтегрованого управління здоров’ям транспортних засобів (IVHM)

Ми бачимо, що промисловість і уряди в усьому світі все більше приділяють увагу та інвестиції для прискорення результатів сталого розвитку за рахунок інвестицій у технології. Це обумовлено вимогами ринкової конкурентоспроможності та постійним і невблаганним підвищенням загальної ефективності літаків. Кілька виробників комплектного обладнання створюють літаки з електричними силовими установками на основі чисто електричних і водневих паливних елементів, зосереджуючись на ринку 50 пасажирів або менше. Насправді Boeing розпочав сертифікацію електричних літаків через своє спільне підприємство Wisk. І хоча ці перші електричні літаки цього десятиліття перевозитимуть лише кілька пасажирів, головний інженер Boeing з питань сталого розвитку Браян Ютко заявив, що з часом вони збільшать кількість пасажирів і запас ходу завдяки вдосконаленню акумуляторів і двигунів, як це ми бачимо в автомобільна промисловість. Переваги цього збільшення інвестицій і зміни очевидні: нижчі експлуатаційні витрати та витрати на підтримку завдяки більш простим системам і відсутність викидів.

Ми побачили, що є значні переваги з точки зору стійкості в аерокосмічній галузі від діяльності, пов’язаної з цифровою авіацією (посилання “Стійкі літаки через призму цифрової авіації - які ключові важелі?» Джона Маджоре від 23 квітня 2021 р.). Коротше кажучи, проактивне управління даними літака може принести і приносить вимірні економічні та експлуатаційні переваги як з точки зору загальної ефективності роботи, так і з точки зору зменшення перерв у роботі. Традиційно вони розглядаються як «економічні» переваги, і ці переваги регулярно використовуються для виправдання інвестицій у технології як на літаку, так і на землі, а також для передачі та управління даними. Це також є основним поштовхом до зростаючої екосистеми пов’язаних послуг, за допомогою яких можна використовувати цю можливість. У сфері «підтримки» (наприклад, технічне обслуговування, MRO) є чіткі приклади операційної ефективності, яку можна реалізувати за допомогою IVHM. Крім того, є переваги сталого розвитку, які є результатом цієї діяльності. Тут ми можемо називати ці переваги та діяльність, яка їх стимулює, як «Sustainable Sustainment”.

Sustainable Sustainment — це навмисне використання технологій для забезпечення кількісно виміряних економічних переваг і переваг у сфері сталого розвитку в аерокосмічній галузі технічних операцій

IVHM і стійкість

IVHM дуже добре визначено Центром IVHM Кренфілдського університету:

«IVHM охоплює широкий набір технологій як у традиційній сфері цифрової авіації, так і за її межами. IVHM — це уніфікована здатність систем оцінювати поточний або майбутній стан працездатності системи-члена та інтегрувати цю картину працездатності системи в рамках доступних ресурсів і операційного попиту. Це дуже широка можливість, що охоплює бізнес-кейси та моделі; законодавство, сертифікація та стандарти; архітектура та дизайн; а також алгоритми прогнозування, діагностики та міркування».

Коротше кажучи, IVHM є ключовим сегментом «цифрової авіації».

Ми можемо класифікувати переваги сталого розвитку, які випливають із IVHM, як прямі та непрямі, а також матеріальні та нематеріальні. Нематеріальні вигоди часто зосереджені на сприйнятті працівників і ринку, а також на іміджі бренду. Вони цілком реальні, але важко піддаються кількісній оцінці. Тут ми зосереджуємося на відчутних перевагах. Прямі переваги можуть включати зменшення кількості матеріалів і відходів, зменшення споживання енергії, зменшення шуму, збільшення біорізноманіття та, звичайно, зниження викидів CO₂ та інші забруднювачі, що викликають занепокоєння. Непрямі вигоди включають ефективність праці, якість життя людини, безпеку, використання та споживання матеріалів.

За своєю природою підвищена ефективність підтримує сталість як прямо, так і опосередковано.

Вибрані приклади стійкого розвитку через IVHM

Класичний варіант використання IVHM передбачає проактивне та дистанційне розуміння поточної та майбутньої експлуатаційної придатності автомобіля. Ми часто називаємо це «прогнозним технічним обслуговуванням», «технічним обслуговуванням на основі стану» або «управлінням справністю літака». Коли ми можемо за допомогою аналізу передбачити несправність обладнання, що очікується, ми, звичайно, можемо отримати економічну вигоду від вирішення проблеми за розкладом і уникнути ймовірності та наслідків перерви в розкладі, але ми також можемо забезпечити суттєві прямі вигоди для стійкості. У багатьох випадках робота з непрацездатною системою, незважаючи на її безпечність і схвалення, може значно обмежити роботу з точки зору висоти або дальності. Це призводить до менших ступенів свободи у використанні транспортного засобу та зменшує ймовірність виконання місії чи розкладу. У випадках, коли обладнання є частиною системи контролю навколишнього середовища, наприклад клапан, дуже значне пряме спалювання палива (до 4%) і додатковий викид CO₂ викидів можна уникнути. Звичайно, з цього випливають непрямі переваги, такі як зменшення вимог до запасів, витрат на доставку запчастин і більш ефективне використання робочої сили.

Інші переваги сталого розвитку через IVHM можуть бути менш очевидними, але становлять значний слід сталого розвитку. Ось кілька наочних прикладів:

• Дані в польоті: відстежуючи дані в польоті, ми можемо допомогти пілотам досягти цілей ефективності та забезпечити дотримання політики компанії щодо сталого розвитку.
  • Результат: Низькі викиди (від нижчого споживання палива)

• Наземні операції: шляхом моніторингу та оптимізації наземних операцій за допомогою нових датчиків ми можемо забезпечити максимальну ефективність роботи та зниження локального забруднення повітря та шуму
  • Результат: Менше споживання енергії, менше забруднення, нижчий рівень шуму та покращене біорізноманіття

• Повітряний і наземний рух аеропорту: застосовуючи складну аналітику та моделювання повітряного та наземного руху в аеропорту, ми можемо оптимізувати потік повітряного руху, скоротити марнотрачений час польоту під час прибуття, зменшити час на таксі та зменшити вплив на навколишнє середовище.
  • Результат: Низькі викиди (від нижчого споживання палива), Менше забруднення, Нижчий рівень шуму, Покращене біорізноманіття

• Оптимізація маршруту: аналізуючи дані про літаки, ми можемо зрозуміти характеристики паливної ефективності окремих літаків та їх характеристики на різних маршрутах. Завдяки такому розумінню ми можемо оптимізувати використання літака за маршрутом, перевозити оптимальну кількість палива та визначати погіршення (спричинені льодом, піском, вулканічним попелом тощо) літака та вживати швидких заходів для усунення (наприклад, поверхні керування обрізати).
  • Результат: Низькі викиди (від зниження витрати палива), Зменшене використання/витрати енергії та матеріалів (від меншої кількості ТО протягом життєвого циклу)
• Цифровий розширений MRO: завдяки використанню нових більш автономних методів перевірки ми можемо підвищити ефективність (підвищити точність перевірки), одночасно зменшуючи споживання праці та енергії, у свою чергу зменшуючи непотрібні відходи видалення та результативні зусилля процесу. Крім того, шляхом розгортання аналітики та процесу усунення несправностей літака ми можемо зменшити кількість дій з технічного обслуговування та усунення несправностей. «Підрозділи-ізгої» також можуть бути ідентифіковані та вирішені за допомогою процедури або брухту.
  • Результат: Знижене споживання енергії, зменшене використання/витрати енергії та матеріалів

• Застосування протягом повного життєвого циклу: Застосовуючи розширену аналітику та моделювання на рівні матеріалу, компонента, вузла чи активу протягом усього життєвого циклу, ми можемо оптимізувати закупівлю, виробництво, експлуатацію, технічне обслуговування та остаточне виведення з експлуатації/утилізацію активу.
  • Результат: Менше споживання енергії та матеріалів

• Зелені технології/рішення: Використовуючи перевірені методи IVHM та моделювання, авіаційна промисловість може підвищити ймовірність успіху під час впровадження нових зелених технологій/рішень, одночасно прискорюючи їх впровадження
  • Результат: Підтримка досягнення цілей сталого розвитку галузі

Далекоглядні інновації

Центр IVHM Кренфілда разом зі своїми основними партнерами мав довгострокове прагнення забезпечити так званий «Свідомий літакз потенціалом створення авіаційної платформи, що не вимагає технічного обслуговування. Ця концепція спрямована на створення системи IVHM, яка здатна повністю знати про стан літака, здатна або запропонувати відповідні дії, або вжити заходів самостійно.

Завдяки створенню «свідомого літака» весь літак контролюється та пов’язаний з екосистемою авіації (аеропорти, повітряний простір, авіалінії, пасажири, післяпродажне обслуговування), що максимізує переваги попередніх прикладів. Ця концепція спрямована на усунення непередбачуваних технічних несправностей і в разі пошкодження можливості прийняти рішення про дії, які мінімізують вплив на навколишнє середовище, або виконати модифіковану місію у військовому застосуванні.

• Результат: Максимальна вигода від: нижчих викидів (за рахунок меншого споживання палива), меншого споживання енергії та зменшення використання матеріалів/відходів

Підсумки

Добре відомо, що IVHM і цифрова авіація сьогодні приносять економічні вигоди. Як обговорювалося вище, вони також забезпечують значні, хоча часто невизнані, переваги сталого розвитку. Дивлячись на цю діяльність крізь нову призму, ми також можемо побачити, що IVHM відіграватиме ключову роль у забезпеченні реалізації перспективних інвестицій, орієнтованих на сталий розвиток, а також у тому, щоб операції та підтримка були настільки стійкими, наскільки це можливо. Нарешті, нові дослідження та інвестиції також наразі відкривають нові горизонти та можливості для стійкого розвитку та за його межами протягом усього життєвого циклу авіакосмічної галузі.

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