JP6720101B2 - 航空機管理装置及び方法並びにプログラム - Google Patents
航空機管理装置及び方法並びにプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6720101B2 JP6720101B2 JP2017035024A JP2017035024A JP6720101B2 JP 6720101 B2 JP6720101 B2 JP 6720101B2 JP 2017035024 A JP2017035024 A JP 2017035024A JP 2017035024 A JP2017035024 A JP 2017035024A JP 6720101 B2 JP6720101 B2 JP 6720101B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aircraft
- repair
- fatigue life
- determined
- damage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 50
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims description 110
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 22
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 19
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 10
- 230000036541 health Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
- B64F5/60—Testing or inspecting aircraft components or systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
- B64F5/40—Maintaining or repairing aircraft
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Marketing (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Economics (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Description
本発明は、航空機管理装置及び方法並びにプログラムに関するものである。
近年、航空機の運航費用や航空機構造の整備費用等の低減に向けて、航空会社等では構造健全性を診断する要求が高まり、構造ヘルスモニタリング(Structural Health Monitoring;以下「SHM」ともいう)システムの適用が期待されている。SHMシステムは、航空機構造の点検期間を削減することで整備費用の低減に寄与できるため、SHMシステムのモニタリングデータを利用した運航管理方法を適用しようとする動きが活発である。
一方、SHMシステムのデータを点検や整備に利用することは、レギュレーションにおいて一部が認められているものの、従来から実施されている目視点検や非破壊検査を定期的に行うことが未だ主流である。
下記特許文献1には、運航データ、定期点検レポート、修理記録、モニタリングデータ等の種々のデータを利用して、修理までの期間や修理箇所の新たな点検間隔を提供する運航管理について記載されている。
一方、SHMシステムのデータを点検や整備に利用することは、レギュレーションにおいて一部が認められているものの、従来から実施されている目視点検や非破壊検査を定期的に行うことが未だ主流である。
下記特許文献1には、運航データ、定期点検レポート、修理記録、モニタリングデータ等の種々のデータを利用して、修理までの期間や修理箇所の新たな点検間隔を提供する運航管理について記載されている。
ところで、近年、モニタリングデータを用いて、損傷等が発生した場合のみ詳細点検や修理を行う状態基準保全(Condition−based Maintenance;以下「CBM」ともいう)というコンセプトが提唱されている。CBMは、必要と判断された時にのみにメンテナンスを実施する予防保全のコンセプトであり、例えば、故障を事前に予防するため一定の時間間隔でメンテナンスを実施する時間基準保全と比較すると機体のダウンタイムを低減できる。しかしながら、CBMのコンセプトでは、SHMシステムのデータを用いることとされているので、他の試験等によって得られたデータは用いることができない。
また、上記特許文献1では、一旦修理した箇所に関して、修理までの期間や新たな点検間隔を提供するものであるが、修理が施されていない箇所については点検間隔は調整されないので、機体のダウンタイムを低減できず、機体の修理を速やかに行うことはできないという問題がある。
また、上記特許文献1では、一旦修理した箇所に関して、修理までの期間や新たな点検間隔を提供するものであるが、修理が施されていない箇所については点検間隔は調整されないので、機体のダウンタイムを低減できず、機体の修理を速やかに行うことはできないという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、機体のダウンタイムを低減し、機体の修理を速やかに行うことができる航空機管理装置及び方法並びにプログラムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、運航中の航空機の機体の所定領域における損傷レベルに基づいて、前記所定領域の疲労寿命を推定する疲労推定手段と、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間経過後に到来するか否かを判定する判定手段と、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間経過後に到来すると判定された場合には、現時点で前記機体の修理を不要と決定し、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間以内に到来すると判定された場合には、前記機体を修理することと決定する修理決定手段と、前記機体を修理することが決定された場合には、前記所定領域において、検出された損傷程度に対応する修理方法を選定する選定手段とを具備する航空機管理装置を提供する。
本発明は、運航中の航空機の機体の所定領域における損傷レベルに基づいて、前記所定領域の疲労寿命を推定する疲労推定手段と、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間経過後に到来するか否かを判定する判定手段と、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間経過後に到来すると判定された場合には、現時点で前記機体の修理を不要と決定し、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間以内に到来すると判定された場合には、前記機体を修理することと決定する修理決定手段と、前記機体を修理することが決定された場合には、前記所定領域において、検出された損傷程度に対応する修理方法を選定する選定手段とを具備する航空機管理装置を提供する。
本発明によれば、運航中の機体の所定領域における損傷レベルに基づいて、機体の疲労寿命が推定され、推定された疲労寿命が現在より所定期間経過後に到来すると判定された場合には、現時点で機体の修理が不要と決定され、推定された疲労寿命が現在より所定期間内に到来すると判定された場合には、機体が修理されると決定される。機体が修理されると決定された場合には、検出された損傷程度に対応する修理方法が選定される。
このように、疲労寿命が所定期間経過後に到来すると判定された場合は、想定される運航によって予定通りの疲労が生じているものと判断でき、疲労寿命が所定期間内に到来すると判定された場合には、想定される予定の運航より疲労の程度が大きいと判断できる。また、機体を修理すると決定された場合には、検出された損傷程度に対応する修理方法が選定されるので、損傷に応じた修理を施すことができ、運航中の機体に対して適切な修理方法が提供される。
このように、疲労寿命が所定期間経過後に到来すると判定された場合は、想定される運航によって予定通りの疲労が生じているものと判断でき、疲労寿命が所定期間内に到来すると判定された場合には、想定される予定の運航より疲労の程度が大きいと判断できる。また、機体を修理すると決定された場合には、検出された損傷程度に対応する修理方法が選定されるので、損傷に応じた修理を施すことができ、運航中の機体に対して適切な修理方法が提供される。
上記航空機管理装置の前記選定手段は、前記機体を修理することが決定された場合には、前記所定領域において、過去に生じた損傷履歴と該損傷履歴に対する修理履歴とに基づいて、前記疲労寿命が推定された前記機体に対する修理方法を選定してもよい。
このように、機体を修理すると決定された場合には、過去の損傷履歴と修理履歴に基づいて、疲労寿命を推定した機体の修理方法が選定されるので、過去の航空機の損傷時の対応に倣って修理を施すことができ、運航中の機体に対してより適切な修理方法が提供される。
このように、機体を修理すると決定された場合には、過去の損傷履歴と修理履歴に基づいて、疲労寿命を推定した機体の修理方法が選定されるので、過去の航空機の損傷時の対応に倣って修理を施すことができ、運航中の機体に対してより適切な修理方法が提供される。
上記航空機管理装置において、前記航空機の運航状況、及び前記航空機が運航されることにより得られる前記航空機の所定領域に対する物理パラメータに基づいて、運航中の機体の所定領域における損傷レベルを算出する算出手段を具備してもよい。
航空機の運航状況、及び航空機が運航されることにより得られる航空機の所定領域に対する物理パラメータは、航空機が運航されることにより機体が受けた影響が把握できるパラメータである。そのため、これらの物理パラメータを用いることにより所定領域の損傷レベルを正しく算出できる。
上記航空機管理装置の前記選定手段により選定された前記修理方法による修理で必要とされる物及び前記修理を担当する人材のうち少なくとも1つを提示する必要物提示手段を具備してもよい。
修理で必要とされる物(例えば、修理する機体の部品、器材等)および修理を担当する人材(例えば、作業に携わる作業員の名前、作業員の属性情報等)のうち少なくとも1つが提示されることにより、修理で必要とされる物や人材を運航中の機体が到着する前に手配できる。これにより、機体到着後に速やかに機体の修理に取り掛かることができ、機体のダウンタイムが低減される。
上記航空機管理装置において、前記航空機の整備を定期的に行う定期点検スケジュールを、前記損傷レベルに基づいて設定するスケジュール設定手段を具備してもよい。
本発明は、運航中の航空機の機体の所定領域における損傷レベルに基づいて、前記所定領域の疲労寿命を推定する第1工程と、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間経過後に到来するか否かを判定する第2工程と、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間経過後に到来すると判定された場合には、現時点で前記機体の修理を不要と決定し、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間以内に到来すると判定された場合には、前記機体を修理することと決定する第3工程と、前記機体を修理することが決定された場合には、前記所定領域において、検出された損傷程度に対応する修理方法を選定する第4工程とを有する航空機管理方法を提供する。
本発明は、運航中の航空機の機体の所定領域における損傷レベルに基づいて、前記所定領域の疲労寿命を推定する疲労推定処理と、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間経過後に到来するか否かを判定する判定処理と、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間経過後に到来すると判定された場合には、現時点で前記機体の修理を不要と決定し、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間以内に到来すると判定された場合には、前記機体を修理することと決定する修理決定処理と、前記機体を修理することが決定された場合には、前記所定領域において、検出された損傷程度に対応する修理方法を選定する選定処理とをコンピュータに実行するための航空機管理プログラムを提供する。
本発明は、機体のダウンタイムを低減し、機体の修理を速やかに行ことができるという効果を奏する。
以下に、本発明にかかる航空機管理装置及び方法並びにプログラムの実施形態について、図面を参照して説明する。
図1には、検査対象とする航空機1と、航空機1に設けられる所定領域Xから物理パラメータを取得するものとして説明する。図1においては、所定領域Xを1箇所だけ示しているが、説明の便宜上、1箇所のみ示しているのであって、物理パラメータを取得する所定領域Xは複数あることが好ましい。
図2には、航空機1の修理方法を提示する航空機管理装置10の機能ブロック図が示されている。
図2には、航空機1の修理方法を提示する航空機管理装置10の機能ブロック図が示されている。
航空機管理装置10は、制御装置2と、記憶装置3と、表示装置4とを備えている。
記憶装置3は、航空機1の運航状況のデータ(以下「運航データ」という)と、航空機1が運航されることにより得られる航空機1の所定領域Xに対する物理パラメータ等とを対応付けてデータベースとして記憶する。運航データ及び所定領域Xに対する物理パラメータの情報は、入力装置(図示略)等を介して外部から入力されても良いし、制御装置2から適宜入力されてもよい。
運航データは、例えば、フライトレコーダ(飛行記録装置)に記録された情報であり、航空機1が運航した際の高度、温度、風速等の履歴情報を含む。
記憶装置3は、航空機1の運航状況のデータ(以下「運航データ」という)と、航空機1が運航されることにより得られる航空機1の所定領域Xに対する物理パラメータ等とを対応付けてデータベースとして記憶する。運航データ及び所定領域Xに対する物理パラメータの情報は、入力装置(図示略)等を介して外部から入力されても良いし、制御装置2から適宜入力されてもよい。
運航データは、例えば、フライトレコーダ(飛行記録装置)に記録された情報であり、航空機1が運航した際の高度、温度、風速等の履歴情報を含む。
航空機1が運航されることにより得られる航空機1の所定領域Xに対する物理パラメータとは、例えば、航空機1に対する点検(例えば、定期点検)によって得られる構造損傷実績データ、構造ヘルスモニタリング(以下「SHM」ともいう:Structural Health Monitoring)により得られた構造状態データ等を含む。
点検により得られた構造損傷実績は、例えば、損傷箇所(種類、大きさ、構造)、損傷の程度、修理履歴等の情報を含む。
SHMは、航空機1(構造物)に加速度センサ、ひずみゲージ等を設置し、航空機1を運航したときに加速度センサ、ひずみゲージ等から得られる応答波形から構造性能を診断する。SHMにより得られた構造状態データは、例えば、損傷発生、歪み状態、腐食程度等の情報を含む。
点検により得られた構造損傷実績は、例えば、損傷箇所(種類、大きさ、構造)、損傷の程度、修理履歴等の情報を含む。
SHMは、航空機1(構造物)に加速度センサ、ひずみゲージ等を設置し、航空機1を運航したときに加速度センサ、ひずみゲージ等から得られる応答波形から構造性能を診断する。SHMにより得られた構造状態データは、例えば、損傷発生、歪み状態、腐食程度等の情報を含む。
記憶装置3は、読み出し指令に基づいて、データベースとして記憶されている情報が読み出される。また、記憶装置3は、取得部21から取得した各種情報をデータベースとして記憶させてもよい。
このように、記憶装置3には、運航データと構造損傷実績と構造状態データとが関連付けられてデータベースを構成しているので、取得部21(詳細は後述する)で取得されたデータが、データベース内の運航データや構造状態データと一致する(或いは、近似される)場合にはそれら運航データや構造状態データに関連する構造損傷実績が読み出されることにより、過去の損傷程度に応じた修理履歴を参照し、適切な修理方法を読み出すことができる。
なお、運航データと構造損傷実績と構造状態データとの関連付けは、作業員や人工知能等によって過去の情報(経験)に基づいて設定されるものとする。
このように、記憶装置3には、運航データと構造損傷実績と構造状態データとが関連付けられてデータベースを構成しているので、取得部21(詳細は後述する)で取得されたデータが、データベース内の運航データや構造状態データと一致する(或いは、近似される)場合にはそれら運航データや構造状態データに関連する構造損傷実績が読み出されることにより、過去の損傷程度に応じた修理履歴を参照し、適切な修理方法を読み出すことができる。
なお、運航データと構造損傷実績と構造状態データとの関連付けは、作業員や人工知能等によって過去の情報(経験)に基づいて設定されるものとする。
表示装置4は、各種情報を表示させ、作業員に情報を提示する。
制御装置2は、例えば、コンピュータであり、CPUと、CPUが実行するプログラム等を記憶するためのROM(Read Only Memory)と、各プログラム実行時のワーク領域として機能するRAM(Random Access Memory)等を備えている。後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラム(例えば、修理方法提示プログラム)の形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。
制御装置2は、例えば、コンピュータであり、CPUと、CPUが実行するプログラム等を記憶するためのROM(Read Only Memory)と、各プログラム実行時のワーク領域として機能するRAM(Random Access Memory)等を備えている。後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラム(例えば、修理方法提示プログラム)の形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。
本実施形態における制御装置2は、疲労寿命の予測、疲労損傷の進展の予測、修理時期及び修理方法の予測、メンテナンス時期の予測、定期点検スケジュールの最適化、部品手配等を主に行う。
具体的には、制御装置2は、取得部21と、疲労推定部(疲労推定手段)22と、判定部(判定手段)23と、修理決定部(修理決定手段)24と、選定部(選定手段)25と、提示部26と、必要物提示部(必要物提示手段)27と、スケジュール設定部(スケジュール設定手段)28とを備えている。また、制御装置2は、記憶装置3と情報の授受可能に接続されている。
具体的には、制御装置2は、取得部21と、疲労推定部(疲労推定手段)22と、判定部(判定手段)23と、修理決定部(修理決定手段)24と、選定部(選定手段)25と、提示部26と、必要物提示部(必要物提示手段)27と、スケジュール設定部(スケジュール設定手段)28とを備えている。また、制御装置2は、記憶装置3と情報の授受可能に接続されている。
取得部21は、航空機1の運航データ、及び航空機1が運航されることにより得られる航空機1の所定領域Xに対する物理パラメータを取得する。また、取得部21は、航空機1の運航データ、所定領域Xに対する物理パラメータの情報を取得すると、疲労推定部22に出力し、記憶装置3に記憶させる。
疲労推定部22は、運航中の機体の所定領域Xにおいて、所定領域Xの疲労寿命を推定する。具体的には、疲労推定部22は、構造解析モデル、及び荷重推定式等の理論式に、取得部21が取得した航空機1の運航データ及び所定領域Xに対する物理パラメータの情報と、境界条件を入力する。これにより得られた出力(例えば、推定された荷重等)に基づいて、疲労推定部22は、所定領域Xの応力を推定する。また、疲労推定部22は、所定領域Xの応力の推定結果に基づいて、所定領域Xの疲労寿命を推定する。例えば、疲労推定部22は、累積損傷則により疲労破壊までの寿命(以下「疲労寿命」という)を推定する。具体的には、下記(1)式に示されるマイナー則に基づいて、疲労寿命安全率SFを勘案し、疲労寿命Nfを推定する(下記(2)式参照)。なお、Dは損傷度とする。
疲労推定部22は、推定される荷重により航空機1の所定領域Xの疲労寿命Nfを予測する。
図3に示されるように、SN曲線は、縦軸に繰り返し与える負荷(S;Stress)である応力の振幅の対数目盛を示し、横軸に一定の応力振幅が与えられたときの破断までの繰り返し数(N;Number of cycles to failure)の対数目盛を示しており、所定領域Xの一定の応力振幅が与えられたときの疲労寿命Nfを実線で示している。疲労推定部22は、推定された応力振幅と、繰り返し数から、式(1)により損傷度Dを計算する。なお、疲労寿命安全率SFを勘案しない場合、損傷度Dが1となったときに所定領域Xは疲労破壊に至ると予測する。疲労推定部22は、損傷度D及び疲労寿命安全率SFから、式(2)により疲労寿命Nfを予測する。
例えば、損傷度D=0.25、安全率SF=2とすると、上記式(2)はNf=Nとなり、残りの疲労寿命Nfは現在までの使用履歴(例えば、時間数、フライト数等)がNと同じになる。つまり、疲労寿命Nfは、寿命の半分に達していることを示す。
図3に示されるように、SN曲線は、縦軸に繰り返し与える負荷(S;Stress)である応力の振幅の対数目盛を示し、横軸に一定の応力振幅が与えられたときの破断までの繰り返し数(N;Number of cycles to failure)の対数目盛を示しており、所定領域Xの一定の応力振幅が与えられたときの疲労寿命Nfを実線で示している。疲労推定部22は、推定された応力振幅と、繰り返し数から、式(1)により損傷度Dを計算する。なお、疲労寿命安全率SFを勘案しない場合、損傷度Dが1となったときに所定領域Xは疲労破壊に至ると予測する。疲労推定部22は、損傷度D及び疲労寿命安全率SFから、式(2)により疲労寿命Nfを予測する。
例えば、損傷度D=0.25、安全率SF=2とすると、上記式(2)はNf=Nとなり、残りの疲労寿命Nfは現在までの使用履歴(例えば、時間数、フライト数等)がNと同じになる。つまり、疲労寿命Nfは、寿命の半分に達していることを示す。
疲労推定部22は、推定された応力振幅と、繰り返し数に基づき、これまでに所定領域Xが受けた損傷を考慮して、所定領域Xの残存の疲労寿命Nfを表すように、SN曲線を適宜変更する。
判定部23は、疲労寿命Nfの予測結果に基づいて、疲労寿命Nfが、現在から所定期間経過後(現在<<推定寿命)に到来するか否かを判定し、判定結果を修理決定部24に出力する。
修理決定部24は、判定部23の判定結果に基づいて、修理の要否を決定する。例えば、判定部23が、残された疲労寿命Nfは現在から所定期間経過後(現在<<推定寿命)であると判定した場合には、現時点で機体を「修理しない」という判断結果(例えば、損傷レベル1)を提示部26及びスケジュール設定部28に出力する。また、判定部23が、残された疲労寿命Nfまで、現在から所定期間以内で到達すると判定した場合(現在≒推定寿命)、或いは、推定寿命に既に到達している場合(現在>推定寿命)には、修理決定部24は、航空機1の所定領域Xを修理、或いは、所定領域Xに関する部品交換をする判断結果(例えば、損傷レベル2)を提示部26及びスケジュール設定部28に出力する。
なお、疲労寿命Nfが現在から所定期間経過後である場合とは、航空機1が想定通りに使用されており、予定通りの寿命であることを示す。また、疲労寿命Nfが既に到来している、あるいは所定期間以内で到来する場合とは、航空機1に事故やトラブル等の不測の事態が生じ、想定以上に疲労等が進んでいることを示す。
修理決定部24は、判定部23の判定結果に基づいて、修理の要否を決定する。例えば、判定部23が、残された疲労寿命Nfは現在から所定期間経過後(現在<<推定寿命)であると判定した場合には、現時点で機体を「修理しない」という判断結果(例えば、損傷レベル1)を提示部26及びスケジュール設定部28に出力する。また、判定部23が、残された疲労寿命Nfまで、現在から所定期間以内で到達すると判定した場合(現在≒推定寿命)、或いは、推定寿命に既に到達している場合(現在>推定寿命)には、修理決定部24は、航空機1の所定領域Xを修理、或いは、所定領域Xに関する部品交換をする判断結果(例えば、損傷レベル2)を提示部26及びスケジュール設定部28に出力する。
なお、疲労寿命Nfが現在から所定期間経過後である場合とは、航空機1が想定通りに使用されており、予定通りの寿命であることを示す。また、疲労寿命Nfが既に到来している、あるいは所定期間以内で到来する場合とは、航空機1に事故やトラブル等の不測の事態が生じ、想定以上に疲労等が進んでいることを示す。
選定部25は、機体を修理することが決定された場合には、検出された損傷程度に対応する修理方法を選定する。例えば、選定部25は、記憶装置3のデータベースから、判定対象となった所定領域Xにおいて検出された損傷の種類、損傷の大きさ、損傷部位の構造、疲労寿命Nf等に対応する修理方法を選定する。また、選定部25によって修理方法の選定には所定のルールを設けており、所定のルールに基づいて選定する。所定のルールとは、例えば、損傷の種類、損傷の大きさ、損傷部位の構造、疲労寿命Nf等の各種パラメータに段階的な閾値を設けておき、超過した閾値に応じて、修理方法を設定する。
具体的には、選定部25は、機体を修理することが決定された場合には、所定領域Xにおいて、過去に生じた損傷履歴と該損傷履歴に対する修理履歴とに基づいて、疲労寿命Nfが推定された機体に対する修理方法を選定する。
提示部26は、損傷レベルに基づいて、航空機1の修理方法を表示装置4に提示する。
具体的には、選定部25は、機体を修理することが決定された場合には、所定領域Xにおいて、過去に生じた損傷履歴と該損傷履歴に対する修理履歴とに基づいて、疲労寿命Nfが推定された機体に対する修理方法を選定する。
提示部26は、損傷レベルに基づいて、航空機1の修理方法を表示装置4に提示する。
例えば、提示部26は、「損傷レベル1」の情報を取得すると、「修理をしない」旨を提示する。また、提示部26は、「損傷レベル2」の情報を取得すると、構造解析モデルから損傷状態が推定されるとともに、記憶装置3に記憶されているデータベースから、取得した「損傷レベル2」の損傷に対応する損傷度合いに応じた修理方法が読み出され、読み出した修理方法を表示装置4に提示する。
なお、推定寿命に既に到達している、或いは所定期間以内で寿命に到達すると判定された場合には、速やかな修理が必要であると考えられるため、修理時期を現在から最短で実行できる時期とするのがよい。
また、提示部26は、提示する修理方法の情報を必要物提示部27に出力する。
なお、推定寿命に既に到達している、或いは所定期間以内で寿命に到達すると判定された場合には、速やかな修理が必要であると考えられるため、修理時期を現在から最短で実行できる時期とするのがよい。
また、提示部26は、提示する修理方法の情報を必要物提示部27に出力する。
必要物提示部27は、提示部26により提示された修理方法による修理の実施で必要とされる部品、機材等の物、および作業に携わる作業員の名前、作業員の属性情報等の作業を担当する人材の情報のうち少なくとも1つを提示する。作業担当者は、必要物提示部27に提示された内容を確認することにより、現在のタイミングが疲労寿命Nfを超えていることを把握できれば、航空機1が到着後に速やかに修理を実施することができ、機体のダウンタイムを低減できる。また、航空機1の到着前に、提示される修理方法で必要とされる必要物の手配が可能となる。
スケジュール設定部28は、航空機1の整備を定期的に行う定期点検スケジュールを、損傷レベルに基づいて設定する。具体的には、スケジュール設定部28は、判定部23から「損傷レベル1」の情報を取得すると、定期点検スケジュールに変更はしない。そのため、既に設定済みの定期点検スケジュールに基づいたメンテナンス時期が設定される。
また、スケジュール設定部28は、判定部23から「損傷レベル2」の情報を取得すると、SN曲線の更新に伴って定期点検スケジュールを変更し、スケジュールを最適化する。
また、スケジュール設定部28は、判定部23から「損傷レベル2」の情報を取得すると、SN曲線の更新に伴って定期点検スケジュールを変更し、スケジュールを最適化する。
定期点検スケジュールは、航空機1のレギュレーションで規定され、型式証明取得時の間隔を遵守する必要があるが、CBM(Condition―based Maintenance:状態基準保全)により将来的に規格が変更される可能性もある。本実施形態によれば、機体の損傷レベルの情報に基づいて定期点検スケジュールを変更できるようにした。これにより、運航状況や物理パラメータ等の種々のデータを統合的に活用することにより、精度の高い点検・整備スケジュールを立てることができる。
以下に、本実施形態に係る航空機管理装置10の作用について図1から図4を用いて説明する。
記憶装置3には、過去の運航データや物理パラメータモニタリングにより得られた情報が記憶されている(図4のステップSA1)。
航空機1が運航することにより得られた運航データや、歪み等の物理パラメータのモニタリングデータを取得すると、構造解析モデル、荷重推定式等の理論式にモニタリングデータが入力され(図4のステップSA2)、航空機1の所定領域Xの荷重等が推定されるとともに、理論式に基づいて応力が推定される(図4のステップSA3)。
累積損傷則と推定された応力とに基づいて疲労寿命Nfが予測される。また、推定荷重に基づいて、SN曲線(疲労寿命カーブ)が更新される(図4のステップSA4)。
記憶装置3には、過去の運航データや物理パラメータモニタリングにより得られた情報が記憶されている(図4のステップSA1)。
航空機1が運航することにより得られた運航データや、歪み等の物理パラメータのモニタリングデータを取得すると、構造解析モデル、荷重推定式等の理論式にモニタリングデータが入力され(図4のステップSA2)、航空機1の所定領域Xの荷重等が推定されるとともに、理論式に基づいて応力が推定される(図4のステップSA3)。
累積損傷則と推定された応力とに基づいて疲労寿命Nfが予測される。また、推定荷重に基づいて、SN曲線(疲労寿命カーブ)が更新される(図4のステップSA4)。
疲労寿命Nfが、現在から所定期間経過後に到来するか否かが判定され(図4のステップSA5)、疲労寿命Nfが、現在から所定期間経過後に到来すると判定された場合には、現時点での修理はせず、定期点検スケジュールも変更せず、ステップSA1に戻る。
疲労寿命Nfが現在、或いは、既に到来済みであると判定された場合には(図4のステップSA5のNo)、現在の損傷の度合いに応じた修理方法が提示される(図4のステップSA6)。
修理が実施された場合には、所定領域Xに対する修理実績を記憶装置3に記憶させ、修理履歴を更新する(図4のステップSA7)。このとき、解析モデルを改修するとともに、疲労寿命カーブ(SNカーブ)を修正するとよい。
疲労寿命Nfが現在、或いは、既に到来済みであると判定された場合には(図4のステップSA5のNo)、現在の損傷の度合いに応じた修理方法が提示される(図4のステップSA6)。
修理が実施された場合には、所定領域Xに対する修理実績を記憶装置3に記憶させ、修理履歴を更新する(図4のステップSA7)。このとき、解析モデルを改修するとともに、疲労寿命カーブ(SNカーブ)を修正するとよい。
以上説明してきたように、本実施形態に係る航空機管理装置10、及び修理方法提示方法及び修理方法提示プログラムによれば、運航中の機体の所定領域Xにおける損傷レベルに基づいて、機体の疲労寿命Nfが推定され、推定された疲労寿命Nfが現在より所定期間経過後に到来すると判定された場合には、現時点で機体の修理が不要と決定され、推定された疲労寿命Nfが現在より所定期間内に到来すると判定された場合には、機体が修理されると決定される。機体が修理されると決定された場合には、過去に生じた損傷履歴と損傷履歴に対する修理履歴とに基づいて、疲労寿命Nfが推定された機体に対する修理方法が選定される。
このように、疲労寿命Nfが所定期間経過後に到来すると判定された場合は、想定される運航によって予定通りの疲労が生じているものと判断でき、疲労寿命Nfが所定期間内に到来すると判定された場合には、想定される予定の運航より疲労の程度が大きいと判断できる。また、機体を修理すると決定された場合には、過去の損傷履歴と修理履歴に基づいて、疲労寿命Nfを推定した機体の修理方法が選定されるので、過去の航空機1の損傷時の対応に倣って修理を施すことができ、運航中の機体に対して適切な修理方法が提供される。
また、航空機1の運航データ、及び航空機1が運航されることにより得られる航空機1の所定領域Xに対する物理パラメータは、航空機1が運航されることにより機体が受けた影響が把握できるパラメータである。そのため、これらの物理パラメータを用いることにより所定領域Xの損傷レベルを正しく算出できる。
修理で必要とされる物(例えば、修理する機体の部品、器材等)および修理を担当する人材(例えば、作業に携わる作業員の名前、作業員の属性情報等)のうち少なくとも1つが提示されることにより、修理で必要とされる物や人材を運航中の機体が到着する前に手配できる。これにより、機体到着後に速やかに機体の修理に取り掛かることができ、機体のダウンタイムが低減される。
修理で必要とされる物(例えば、修理する機体の部品、器材等)および修理を担当する人材(例えば、作業に携わる作業員の名前、作業員の属性情報等)のうち少なくとも1つが提示されることにより、修理で必要とされる物や人材を運航中の機体が到着する前に手配できる。これにより、機体到着後に速やかに機体の修理に取り掛かることができ、機体のダウンタイムが低減される。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
1 航空機
2 制御装置
3 記憶装置
10 航空機管理装置
21 取得部
22 疲労推定部(疲労推定手段)
23 判定部(判定手段)
24 修理決定部(修理決定手段)
25 選定部(選定手段)
26 提示部
27 必要物提示部(必要物提示手段)
28 スケジュール設定部(スケジュール設定手段)
X 所定領域
2 制御装置
3 記憶装置
10 航空機管理装置
21 取得部
22 疲労推定部(疲労推定手段)
23 判定部(判定手段)
24 修理決定部(修理決定手段)
25 選定部(選定手段)
26 提示部
27 必要物提示部(必要物提示手段)
28 スケジュール設定部(スケジュール設定手段)
X 所定領域
Claims (7)
- 運航中の航空機の機体の所定領域における損傷レベルに基づいて、前記所定領域の疲労寿命を推定する疲労推定手段と、
推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間経過後に到来するか否かを判定する判定手段と、
推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間経過後に到来すると判定された場合には、現時点で前記機体の修理を不要と決定し、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間以内に到来すると判定された場合には、前記機体を修理することと決定する修理決定手段と、
前記機体を修理することが決定された場合には、前記所定領域において、検出された損傷程度に対応する修理方法を選定する選定手段と
を具備する航空機管理装置。 - 前記選定手段は、前記機体を修理することが決定された場合には、前記所定領域において、過去に生じた損傷履歴と該損傷履歴に対する修理履歴とに基づいて、前記疲労寿命が推定された前記機体に対する修理方法を選定する請求項1に記載の航空機管理装置。
- 前記航空機の運航状況、及び前記航空機が運航されることにより得られる前記航空機の前記所定領域に対する物理パラメータに基づいて、運航中の前記機体の前記所定領域における前記損傷レベルを算出する請求項1または請求項2に記載の航空機管理装置。
- 前記選定手段により選定された前記修理方法による前記修理で必要とされる物及び前記修理を担当する人材のうち少なくとも1つを提示する必要物提示手段を具備する請求項1から請求項3のいずれかに記載の航空機管理装置。
- 前記航空機の整備を定期的に行う定期点検スケジュールを、前記損傷レベルに基づいて設定するスケジュール設定手段を具備する請求項1から請求項4のいずれかに記載の航空機管理装置。
- 運航中の航空機の機体の所定領域における損傷レベルに基づいて、前記所定領域の疲労寿命を推定する第1工程と、
推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間経過後に到来するか否かを判定する第2工程と、
推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間経過後に到来すると判定された場合には、現時点で前記機体の修理を不要と決定し、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間以内に到来すると判定された場合には、前記機体を修理することと決定する第3工程と、
前記機体を修理することが決定された場合には、前記所定領域において、検出された損傷程度に対応する修理方法を選定する第4工程と
を有する航空機管理方法。 - 運航中の航空機の機体の所定領域における損傷レベルに基づいて、前記所定領域の疲労寿命を推定する疲労推定処理と、
推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間経過後に到来するか否かを判定する判定処理と、
推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間経過後に到来すると判定された場合には、現時点で前記機体の修理を不要と決定し、推定された前記疲労寿命が、現在より所定期間以内に到来すると判定された場合には、前記機体を修理することと決定する修理決定処理と、
前記機体を修理することが決定された場合には、前記所定領域において、検出された損傷程度に対応する修理方法を選定する選定処理と
をコンピュータに実行するための航空機管理プログラム。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017035024A JP6720101B2 (ja) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | 航空機管理装置及び方法並びにプログラム |
PCT/JP2018/006370 WO2018155529A1 (ja) | 2017-02-27 | 2018-02-22 | 航空機管理装置及び方法並びにプログラム |
CA3054397A CA3054397C (en) | 2017-02-27 | 2018-02-22 | Aircraft management device, method, and program |
US16/488,093 US11325725B2 (en) | 2017-02-27 | 2018-02-22 | Aircraft management device, method, and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017035024A JP6720101B2 (ja) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | 航空機管理装置及び方法並びにプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018142106A JP2018142106A (ja) | 2018-09-13 |
JP6720101B2 true JP6720101B2 (ja) | 2020-07-08 |
Family
ID=63252594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017035024A Expired - Fee Related JP6720101B2 (ja) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | 航空機管理装置及び方法並びにプログラム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11325725B2 (ja) |
JP (1) | JP6720101B2 (ja) |
CA (1) | CA3054397C (ja) |
WO (1) | WO2018155529A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7272785B2 (ja) | 2018-12-05 | 2023-05-12 | ナブテスコ株式会社 | 疲労度算出装置、疲労度算出方法、アクチュエータ、アクチュエータ制御装置および航空機 |
US11358737B2 (en) * | 2018-12-07 | 2022-06-14 | The Boeing Company | Methods and systems for performing aircraft maintenance |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07329893A (ja) * | 1994-06-08 | 1995-12-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 航空機モニタ装置 |
US5828969A (en) * | 1995-06-22 | 1998-10-27 | Canadian Digital Photo/Graphics Inc. | Process for use with aircraft repairs |
FR2914803B1 (fr) * | 2007-04-06 | 2009-09-18 | Airbus Sas | Procede et dispositif de maintenance dans un aeronef |
US20100161244A1 (en) * | 2008-12-18 | 2010-06-24 | Sikorsky Aircraft Corporation | Method and apparatus for monitoring structural health |
FR2970358B1 (fr) * | 2011-01-06 | 2019-04-12 | Airbus Helicopters | Pronostic de duree avant maintenance par fusion entre modelisation et simulation, pour equipements electroniques embarques dans un aeronef |
CN102320382A (zh) | 2011-07-07 | 2012-01-18 | 中国国际航空股份有限公司 | 飞机性能检测方法 |
US20130166458A1 (en) | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Embraer S.A. | System and method for remote and automatic assessment of structural damage and repair |
US20130311111A1 (en) | 2012-05-15 | 2013-11-21 | Arne K. Lewis | Damage assessment system and methods of operating same |
US10318664B2 (en) * | 2012-06-19 | 2019-06-11 | Gkn Aerospace Sweden Ab | Determining life consumption of a mechanical part |
US10025893B2 (en) * | 2012-06-19 | 2018-07-17 | Gkn Aerospace Sweden Ab | Prediction of life consumption of a machine component |
US8774988B2 (en) * | 2012-08-21 | 2014-07-08 | Bell Helicopter Textron Inc. | Aircraft environmental sensors and system |
GB2510608B (en) * | 2013-02-08 | 2015-02-25 | Ge Aviat Systems Ltd | Method for predicting a horizontal stabilizer fault |
US9008892B2 (en) * | 2013-07-10 | 2015-04-14 | General Electric Company | System, method, and apparatus for scheduling aircraft maintenance events |
FR3014952B1 (fr) * | 2013-12-13 | 2016-01-22 | Snecma | Prevision d'operations de maintenance a appliquer sur un moteur |
US10042964B2 (en) * | 2015-03-02 | 2018-08-07 | General Electric Company | Method of evaluating a part |
US10239640B2 (en) * | 2015-12-11 | 2019-03-26 | The Boeing Company | Predictive aircraft maintenance systems and methods incorporating classifier ensembles |
JP6663781B2 (ja) * | 2016-04-18 | 2020-03-13 | 三菱重工業株式会社 | はく離検出方法及びはく離検出装置 |
JP6728088B2 (ja) * | 2017-02-27 | 2020-07-22 | 三菱重工業株式会社 | 損傷箇所特定装置、それを備えた損傷箇所特定システム、及び損傷箇所特定方法並びにプログラム |
US10650614B2 (en) * | 2017-09-29 | 2020-05-12 | The Boeing Company | Aircraft maintenance event prediction using higher-level and lower-level system information |
JP6983027B2 (ja) * | 2017-10-06 | 2021-12-17 | 三菱重工業株式会社 | 航空機の健全性診断装置及び航空機の健全性診断方法 |
US10753536B2 (en) * | 2017-12-19 | 2020-08-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Detecting and predicting mechanical failure due to lubrication loss in machines and movable components |
-
2017
- 2017-02-27 JP JP2017035024A patent/JP6720101B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2018
- 2018-02-22 CA CA3054397A patent/CA3054397C/en active Active
- 2018-02-22 WO PCT/JP2018/006370 patent/WO2018155529A1/ja active Application Filing
- 2018-02-22 US US16/488,093 patent/US11325725B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11325725B2 (en) | 2022-05-10 |
WO2018155529A1 (ja) | 2018-08-30 |
CA3054397A1 (en) | 2018-08-30 |
JP2018142106A (ja) | 2018-09-13 |
CA3054397C (en) | 2022-08-23 |
US20210130012A1 (en) | 2021-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10527520B2 (en) | Operating wind motors and determining their remaining useful life | |
JP6879873B2 (ja) | 故障確率評価システム | |
EP2699881B1 (en) | Structural health management system and method based on combined physical and simulated data | |
TWI607328B (zh) | Operational auxiliary device and wind power generation system | |
US7684936B2 (en) | Method, apparatus and computer program product for determining a future time of a component | |
US9563198B2 (en) | Method and system to model risk of unplanned outages of power generation machine | |
RU2757436C2 (ru) | Устройство и способ контроля указаний на неисправность от транспортного средства, компьютерочитаемый носитель | |
JP6033115B2 (ja) | 保守作業タイミング判定装置、保守作業タイミング判定システム、保守作業タイミング判定方法およびプログラム | |
JP6720101B2 (ja) | 航空機管理装置及び方法並びにプログラム | |
JP2015045329A (ja) | 浮体施設の荷重・応力モニタリング方法及び浮体施設の荷重・応力モニタリングシステム | |
Derriso et al. | A novel approach for implementing structural health monitoring systems for aerospace structures | |
Haider | Overview of prognostics and health management for landing gear maintenance | |
JP2010191494A (ja) | 高温プラント機器の余寿命診断装置及び方法 | |
Tinga et al. | Maintenance concepts | |
EP3292380B1 (en) | System and method for calculating remaining useful life of a component | |
Gullo et al. | Condition‐based Maintenance and Design for Reduced Staffing | |
JP2019020182A (ja) | 機械構造物の故障率予測システム、および、それを備えた故障率予測装置 | |
KR20200051758A (ko) | 데이터 처리 장치, 데이터 처리 시스템, 데이터 처리 방법, 데이터 처리 프로그램 및 기억 매체 | |
Cao et al. | Condition-based maintenance at the University of South Carolina: a smart predictive system | |
Dey et al. | Predictive condition based maintenance software for managing corrosion prevension on naval systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190919 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200519 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200617 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6720101 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |