Mariusz ZIEJA Henryk SMOLIŃSKI Paweł GOŁDA Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych PRACE NAUKOWE ITWL Zeszyt 37, s. 159 169, 2015 r. 10.1515/afit-2015-0031 ZABEZPIECZENIE INFORMATYCZNE W ZARZĄDZANIU JAKOŚCIĄ PROCESU EKSPLOATACJI TECHNICZNEJ WOJSKOWYCH STATKÓW POWIETRZNYCH W artykule przedstawiono rolę zabezpieczenia informatycznego w zarządzaniu jakością procesu eksploatacji technicznej wojskowych statków powietrznych. Zaproponowano metodologię analizy statystycznej charakterystyk stanów dominujących na przykładzie analizy wskaźników skuteczności wykrywania uszkodzeń w obsługach technicznych. Wykazano, że właściwie przeprowadzona analiza statystyczna wskaźników charakteryzujących proces eksploatacji technicznej statków powietrznych jest zdolna ujawnić problemy występujące w realizacji tego procesu. Słowa kluczowe: proces eksploatacji technicznej, wskaźniki, jakości procesu eksploatacji, zabezpieczenie informatyczne. 1. Wprowadzenie Zabezpieczenie informatyczne procesu eksploatacji wojskowych statków powietrznych (WSP) stanowi ważny etap formowania i wypracowania oddziaływań sterujących w zakresie określenia i wykonania prac służących utrzymaniu zdatności i zapewnieniu efektywności sterowania procesem w warunkach przyjętej strategii eksploatacji. Do efektywnego zarządzania systemem eksploatacji WSP, ze względu na bardzo dużą ilość informacji, niezbędne jest wspomaganie informatyczne umożliwiające realizację podstawowych funkcji systemu, m.in.: kontroli i analizy stanu niezawodności eksploatowanych WSP i podstawowych kompletujących wyrobów;
160 Mariusz Zieja, Henryk Smoliński, Paweł Gołda prognozowania poziomu niezawodności podstawowych i kompletujących wyrobów eksploatowanych WSP; oceny i analizy technicznego bezpieczeństwa lotów; wykorzystywania informacji o stanie resursów i niezawodności kompletujących wyrobów do certyfikacji WSP; analizy efektywności wykorzystania eksploatowanych WSP; gromadzenia i opracowania informacji ze wszystkich jednostek eksploatacyjnych w celu podejmowania decyzji zarządzających lotnictwem wojskowym. Mając na uwadze realizację powyższych zadań, podjęto próbę określenia miejsca systemu informatycznego w zarządzaniu procesem eksploatacji technicznej WSP oraz przedstawiono przykład analizy charakterystyk wskaźników, jakości w celu ujawnienia problemów do rozwiązania występujących w realizacji ww. procesu. 2. Miejsce systemu informatycznego w zarządzaniu procesem eksploatacji technicznej wojskowych statków powietrznych Realizację wymienionych zadań powinien wspomagać system informatyczny w oparciu o przyjęty zbiór wskaźników jakości procesu eksploatacji technicznej oraz ogólne wymagania dotyczące informacji o niezawodności, bezpieczeństwie lotów, gotowości, zdatności i efektywności eksploatacji WSP. Miejsce systemu zabezpieczenia informatycznego w systemie zarządzania jakością procesu eksploatacji technicznej WSP pokazano na rys. 1.
Zabezpieczenie informatyczne w zarządzaniu jakością... 161
162 Mariusz Zieja, Henryk Smoliński, Paweł Gołda
Rys. 1. Schemat blokowy algorytmu zarządzania jakością procesu eksploatacji technicznej WSP B1 blok zabezpieczenia informatycznego, B2 blok obliczenia wskaźników, B3 blok oceny i analizy, jakości procesu eksploatacji technicznej WSP, B4 blok podjęcia decyzji dotyczącej wyboru oddziaływań sterujących. Zabezpieczenie informatyczne w zarządzaniu jakością... 163
164 Mariusz Zieja, Henryk Smoliński, Paweł Gołda Biorąc pod uwagę złożone wzajemne oddziaływanie znacznej liczby elementów systemu lotniczego w procesie eksploatacji i wpływ na niego szerokiego widma czynników losowych, jakość procesu eksploatacji charakteryzuje się znaczną liczbą różnych wskaźników. Dlatego należy znaleźć minimum wskaźników pozwalających przeprowadzić ocenę procesu eksploatacji technicznej WSP i na tej podstawie, z wystarczającą dla praktyki wiarygodnością, efektywnie nim zarządzać. Zbudowanie nieprzerwanego strumienia informacji dla każdego typu statku powietrznego na wszystkich etapach eksploatacji, począwszy od wdrożenia, a kończąc spisaniem WSP, pozwala wykorzystywać je do identyfikacji problemów do rozwiązania i prognozowania wskaźników. Takimi wskaźnikami są np. dobrze zbadane i formalnie określone wskaźniki niezawodności, bezpieczeństwa lotów, gotowości, zdatności, diagnostyczne, ekonomiczności [1 10]. 3. Przykład analizy wpływu zmian charakterystyk stanów dominujących na wskaźniki jakości procesu eksploatacji technicznej WSP Przedstawiając propozycję analizy wybranych wskaźników jakości procesu eksploatacji WSP założono, że analiza statystyczna informacji eksploatacyjnych będzie na tyle skuteczna, na ile będzie identyfikowała problemy do rozwiązania i będzie umożliwiała formułowanie przedsięwzięć do sterowania procesem eksploatacji technicznej WSP. Ważną wyróżniającą właściwością procesu eksploatacji technicznej jest szeroki udział personelu osobowego specjalistów wykonujących kontrolę procesów eksploatacji w celu wykrycia i neutralizacji negatywnych oddziaływań w odpowiednim terminie. Mając to na uwadze, do analizy wybrano wskaźnik względny wykrywalności uszkodzeń przez personel inżynieryjno-lotniczy W pil i jego wartości za okres siedmiu kolejnych lat [9], w jednym z dominujących stanów procesu eksploatacji obsługach technicznych, który ma bezpośredni związek ze wskaźnikiem ujawniania się uszkodzeń w locie charakteryzującym stan użytkowania WSP. Wskaźnik oblicza się z zależności: W pil = N N wpil
Zabezpieczenie informatyczne w zarządzaniu jakością... 165 N wpil N liczba wykrytych uszkodzeń przez personel inżynieryjno-lotniczy w obsługach technicznych, ogólna liczba uszkodzeń statku powietrznego wykrytych w obsługach technicznych i zaistniałych w locie. Analizę charakterystyk tego wskaźnika przeprowadzono dla wybranego zbioru SP, w przyjętym przedziale czasowym. W pierwszej kolejności dokonano analizy trendu wskaźnika wykrywalności uszkodzeń w obsługach technicznych przez personel inżynieryjno-lotniczy W pil z zastosowaniem Karty Kontrolnej Shewarta dla analizowanego zbioru statków powietrznych (rys. 2). 70 Wpil 65 60 55 GGK LC DGK GGO DGO 50 1 2 3 4 5 6 7 Rys. 2. Wykres Karty Kontrolnej Shewarta trendu dla wskaźnika wykrywalności uszkodzeń przez personel inżynieryjno-lotniczy W pil analizowanego zbioru WSP Z analizy wykresu (rys. 2) wynika, że trend wskaźnika jest malejący, czyli niekorzystny. Wartość wskaźnika w szóstym przedziale czasowym analizy zbliżyła się do poziomu dolnej granicy ostrzegawczej. W następnym przedziale czasowym jego wartość wzrosła, ale nie osiągnęła poziomu linii centralnej. W następnej kolejności wyznaczono prognozę wskaźnika W pil dla analizowanego zbioru statków powietrznych metodą wyrównania wykładniczego (rys. 3). Wykres (rys. 3) potwierdza niekorzystny trend wskaźnika W pil w analizowanym okresie, to znaczy, że coraz mniej uszkodzeń wykrywanych jest przez personel inżynieryjno-lotniczy w obsługach technicznych w stosunku do ogólnej liczby wykrytych (i zaistniałych w locie) uszkodzeń. Prognozowana wartość wskaźnika na następny przedział czasowy wynosi W pil = 0,58 i jest poniżej wartości średniej.
166 Mariusz Zieja, Henryk Smoliński, Paweł Gołda 0,70 0,04 0,68 0,66 0,64 0,03 0,02 0,01 0,00 Wpil 0,62 0,60 0,58 0,56-0,01-0,02-0,03-0,04-0,05 Reszty 0,54-0,06 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Wpil Wyrówn. Szereg (L) Reszty (R) Rys. 3. Wykres trendu i prognoza z wyrównaniem wykładniczym dla wskaźnika wykrywalności uszkodzeń przez personel inżynieryjno-lotniczy W pil analizowanego zbioru WSP W kolejnym kroku przeprowadzimy badania skuteczności wykrywalności uszkodzeń przez personel inżynieryjno-lotniczy w poszczególnych rodzajach obsług technicznych: obsługach bieżących Wob, obsługach okresowych Wo i innych obsługach Win, w analizowanym okresie, metodą regresji. Podsumowanie wyników regresji zmiennej zależnej zamieszczono w tabeli 1. Podsumowanie wyników regresji zmiennej zależnej Tabela 1 Współczynnik regresji b* b p Wskaźnik Wob -1,80469-1,1046 0,046533 Wo -0,53616-0,9334 0,001012 Win -1,04073-1,1150 0,000801 b* standaryzowany współczynnik regresji, b zwykły współczynnik regresji, p poziom istotności
Zabezpieczenie informatyczne w zarządzaniu jakością... 167 Z analizy wyników regresji wynika, że współczynniki regresji mają wartości ujemne, co oznacza, że większej wykrywalności uszkodzeń w obsługach technicznych odpowiada mniejsze ujawnianie się uszkodzeń w locie. Najmniejszą wartość osiągnął współczynnik regresji Wo wykrywalność uszkodzeń w obsługach okresowych, ma on zdecydowanie najmniejszy wpływ na ujawnianie się uszkodzeń w locie w stosunku do innych rodzajów obsług. Jedną z przyczyn takiego stanu może być poziom stosowanej diagnostyki w obsługach okresowych. Następnie zbadano trend i prognozę wskaźnika wykrywalności uszkodzeń w obsługach okresowych Wo. 0,15 0,02 0,14 0,01 0,13 0,00-0,01 Wo 0,12-0,02 Reszty 0,11-0,03 0,10-0,04 0,09-0,05 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Wo Wyrówn. Szereg (L) Reszty (R) Rys. 4. Wykres trendu i prognoza z wyrównaniem wykładniczym dla wskaźnika wykrywalności uszkodzeń w obsługach okresowych Wo dla analizowanego zbioru WSP Jak wynika z rys. 4, trend wskaźnika skuteczności wykrywalności uszkodzeń w przez personel inżynieryjno-lotniczy w obsługach okresowych jest malejący, prognozowana wartość wskaźnika na następny okres wynosi Wo = 0,1285. Malejąca skuteczność wykrywania uszkodzeń przez personel inżynieryjno- -lotniczy w obsługach okresowych może mieć związek z wzrastającą liczbą uszkodzeń ujawniających się podczas realizacji zadań lotniczych i obniżeniem poziomu efektywność ich wykonania. Dalsza analiza w tym zakresie powinna być prowadzona dla poszczególnych typów SP i ukierunkowana na zbadanie przyczyn tego zjawiska oraz wypracowa-
168 Mariusz Zieja, Henryk Smoliński, Paweł Gołda nie odpowiednich oddziaływań sterujących w celu zwiększenia wykrywalności uszkodzeń przez personel inżynieryjno-lotniczy w obsługach okresowych w analizowanej organizacji lotniczej. 4. Podsumowanie Przedstawiony przykład analizy charakterystyk wskaźników statystycznych z wykorzystaniem informacji gromadzonych w systemach informatycznych eksploatowanych w lotnictwie wojskowym potwierdza użyteczność analizy statystycznej w identyfikacji występujących problemów w procesie eksploatacji technicznej WSP. Poszerzenie możliwości w zakresie wsparcia informatycznego zarządzania procesem eksploatacji technicznej WSP wymaga rozbudowy obecnie eksploatowanych systemów o moduł analityczny. Analizę dużych zbiorów danych zwykle zaczyna się od dostrzeżenia jakiegoś problemu, potem często przechodzi się do formułowania teorii na temat występowania tego zjawiska lub otrzymanego wyniku, stawiania hipotez, określenia potrzebnych danych i prowadzenia eksperymentu. W ten sposób stwarza się możliwość odkrycia nowych faktów i zastosowania ich w procesie zarządzania. Interesującym kierunkiem rozwoju informatycznego wsparcia procesu eksploatacji technicznej jest opracowanie systemów informacyjno-zarządzających, w których oprócz modułów gromadzenia, przechowywania i przetwarzania informacji będą wprowadzone moduły algorytmów podejmowania decyzji. Literatura 1. Jacyna-Gołda I.: Evaluation of operational reliability of the supply chain in terms of the control and management of logistics processes, [w:] Safety and Reliability: Methodology and Applications / Nowakowski T. [i in.] (red.), 2015, CRC Press Taylor & Francis Group, ss. 549-558. 2. Kaleta R.: Rozważania na temat oceny i badania wskaźników eksploatacyjnych. ZEM 2004, z. 4(140). 3. Lewitowicz J., Żyluk A.: Podstawy eksploatacji statków powietrznych. Techniczna eksploatacja statków powietrznych. ITWL, Warszawa 2009. 4. Nowakowski M.: Zbiór raportów z badań kwalifikacyjnych w locie zmodernizowanego samolotu szkolno-treningowego PZL-130 TC-I ORLIK do wersji PZL-130 TC-II ORLIK z wydłużonym resursem. Tom 1 i 2. ITWL, Warszawa 2004.
Zabezpieczenie informatyczne w zarządzaniu jakością... 169 5. Pivovarov V.A.: Uszkadzalność i diagnozowanie konstrukcji lotniczych. Warszawa 2005. 6. Smirnov N.N., Ickowicz A.A.: Obsługa i remont techniki lotniczej według stanu. Warszawa 2002. 7. Ułanowicz L., Zgrzywa F.: Ocena własności lotnych samolotu na podstawie zarejestrowanych parametrów lotu. Mechanika w lotnictwie ML-XII 2006. Warszawa 2006. 8. Safety Management Manual (SMM). Second Edition. ICAO, 2009 9. Zieja M., Dygnatowski P.: Analiza niezawodności statków powietrznych eksploatowanych w Siłach Zbrojnych. ITWL, Warszawa 2014. 10. Zieja M., Gołda P.: Wybrane aspekty system zarządzania bezpieczeństwem. Logistyka 2014, nr 4.
170 Mariusz Zieja, Henryk Smoliński, Paweł Gołda