مهندسی قابلیت اطمینان در صنایع هوانوردی و فضایی
سیستمهای پیچیده شامل معایب ذاتی طراحی هستند که اغلب تنها خود را در طی بهرهبرداری نشان میدهند. با گذشت زمان، پیری اجزاء میتواند منجر به تنزل عملکرد، خرابیهای زیرسیستم یا وقوع خرابیهای سیستم شود. در زمان طراحی سیستمهای بحرانی ایمنی و بحرانی مأموریت، مهندسان قصد دارند مانع از وقوع خرابیهای سیستم شوند یا حداقل تأثیر آنها را به حداقل برسانند. این سیستمها الزامات قابلیت اطمینان سرسختانهای دارند. این الزامات قابلیت اطمینان معمولاً با استفاده از ترکیبی از روشهای مدیریت ریسک و مهندسی قابلیت اطمینان برآورده میشوند:
- طراحیهای زیرسیستم/ اجزاء خرابی بهرهبرداری یا خرابی ایمن
- «طراحی بیرونی» مُدهای وقوع خرابی شناسایی شده
- طراحی حاشیهها (انرژی، پیشرانش، تدارکات و غیره)
- تطبیق خرابی
- اجزاء و زیرسیستمهای افزونه[Redundant]
- فنون مدیریت افزونگی[Redundancy] که تحمل خرابی[Fault Tolerance] را برای وظایف بحرانی پرواز امکانپذیر میسازند
- کشف خرابی، جداسازی و بازیابی[Fault Detection, Isolation and Recovery(FDIR)]
- محافظت در برابر خرابی[Fault protection].
ایمنی شامل ایمنی کارکنان پرواز، مسافران، کارکنان پشتیبانی زمینی و عموم مردم است. برای خدمه پروازی فضاپیماها و هواپیماهای نظامی، سیستمهای فرار(جداسازی) خدمه معمولاً در زمان وقوع خرابی بحرانی مأموریت و نبود حاشیهی افزونگی یا ایمنی یک راهبرد کاهش ریسک نهایی در نظر گرفته میشود. در بیشتر موارد محافظت در برابر خرابی و روشهای تطبیق اقدامات ایمنی اولیه هستند. مثلاً هواپیمای مدرن مانند اف-22 و اف-35 شامل روشهای وقوع خرابی هستند که به هواپیما امکان «بازگشت به پایگاه» پس از وقوع خرابی در پرواز یا آسیب جنگی را میدهند. تطبیق وقوع خرابی معمولاً از طریق حاشیههای ایمنی کافی و افزونگی وظیفهای کسب میشود. یک اصل دیگر، بازیابی وقوع خرابی است که طی آن هواپیما یا فضاپیما کنترلهای پرواز خود را (به صورت مستقل یا از طریق مداخلهی کارکنان) پیکربندی مجدد میکند تا تأثیر وقوع خرابی در پرواز را کاهش داده و مأموریت را ادامه دهد. در پایان محافظت در برابر خرابی میتواند بهرهبرداری سیستم را متوقف کند (از حالت مسلح خارج کند) تا زمانی که مسئله بررسی و رفع شود.
قابلیت اطمینان ارتباط مستقیمی با هزینههای نگهداری و ارتباط غیرمستقیمی با ایمنی سیستم دارد و اما مواردی وجود دارند که ایمنی و قابلیت اطمینان لزوماً مرتبط با یکدیگر نیستند. مثلاً نیروگاههای هستهای و سیستمهای اسلحه. چنین سیستمهایی با بیشترین توجه به ایمنی (بهرهبرداران و همچنین عموم) طراحی میشوند. قابلیت اطمینان، هر قدر هم اهمیت داشته باشد، اغلب یک دغدغهی ثانوی بوده و جدا از اقدامات ایمنی است. در سوی دیگر این طیف، قابلیت اطمینان اولویت مهمی برای فضاپیمای رباتیکی است که قصد کاوش در منظومهی شمسی را دارد در حالی که ایمنی ممکن است دغدغهی اصلی نباشد – به ویژه برای فضاپیماهایی که سوخت یا مواد خطرناکی ندارند.
بهرهوری به عنوان یک مزیت شامل آمادگی دارایی (مثلاً سرعت پرواز یا تعداد پروازها در هر روز) و عملکرد (مثلاً زمان بازگشت زمینی برای فضاپیما یا وسیلهی هوایی) میشود. برای مأموریتهای علمی، بهرهوری را میتوان با در نظر گرفتن بازگشت علمی اندازهگیری نمود (مثلاً آزمایشهای کامل شده یا اندازهگیریهای پردازش شده) یا کسب دیگر اهداف مأموریت. آمادگی دارایی یکی از مهمترین مزایای مورد استفاده برای توجیه بهکارگیری فناوریهای مدیریت سلامت سیستم است زیرا مستقیماً مربوط به درآمد داراییهای تجاری یا هزینههای خرید داراییهای نظامی و فضایی است. اعمال نگهداری مبتنی بر وضعیت میتوانند با به حداقل رساندن رویدادهای نگهداری «غافلگیرانه» زمان ناآماد دارایی را کاهش دهند و کاهش زمان ناآماد میتواند انجام مأموریتهای مشابه را برای ناوگانهای کوچکتر امکانپذیر سازد و از این طریق هزینهی خرید را کاهش دهد.
اگر به مشاوره نیازدارید با ما از طریق ایمیل و یا شبکه های اجتماعی تماس بگیرید و مشکل یا برنامه خود را با ما در میان بگذارید .
