Применение метода Хомского в структурном моделировании и расчете численности авиационно-технического персонала

Автор: Поддубный Игорь Владимирович

Журнал: Петербургский экономический журнал @gukit-journal

Рубрика: Экономика и управление хозяйствующими субъектами

Статья в выпуске: 1 (39), 2023 года.

Бесплатный доступ

Автор рассматривает деятельность современных авиационных технических центров, которые предлагают такие услуги как послепродажное техническое обслуживание авиационной техники. Особенность их деятельности в том, что они имеют довольно сложную производственную структуру. Для обслуживания их систем производственного планирования необходимы высококвалифицированные технические специалисты различных специальностей. Особенностью эксплуатационных авиационно-технических предприятий является сингулярность производственных процессов, а именно: планирование, выполнение, мониторинг и внесение корректив. Эти четыре стадии цикла обслуживания должны учитывать такие факторы: расписание полетов, время технического обслуживания, необходимость выполнения различных доработок по директивам регламента, внесения изменений в полный цикл процессов деятельности предприятия. В приведенной работе автор впервые предлагает метод структурного моделирования авиационного технического центра, специализирующегося на послепродажном техническом обслуживании авиационной техники, основанный на методе порождающей грамматики Хомского. Предложенный метод может послужить основанием для программирования процессов планирования производства технического обслуживания авиационной техники, оперативного перераспределения инженерно-технического персонала подразделений внутри предприятия без изменения штатного расписания производственных цехов и с высокой точностью определять потребную численность технического персонала для проектируемых структур подразделений.

Еще

Авиационный технический центр, авиационная техника, воздушное судно, авиационный персонал, метод хомского, структурное моделирование, математическая модель, порождающая грамматика и алфавит

Короткий адрес: https://sciup.org/140299836

IDR: 140299836

Текст научной статьи Применение метода Хомского в структурном моделировании и расчете численности авиационно-технического персонала

Современные авиационные технические центры (АТЦ), специализирующиеся на послепродажном техническом обслуживании авиационной техники, имеют довольно сложные производственные структуры [1], системы производственного планирования и периодически испытывают потребность в высококвалифицированных технических специалистах различных специальностей. Особенностью эксплуатационных авиационно-технических предприятий является стохастично сть организации производственных процессов и их планирования, а именно в строгих рамках расписания полетов во время технического обслуживания (ТО) воздушных судов между рейсами выявляются различные дефекты, время и трудоемкость устранения которых не всегда возможно спрогнозировать [2, 3]; при массовом обслуживании авиационной техники (АТ) в рамках заранее запланированных ограниченных простоев для выполнения регламентных работ большое влияние на соблюдение графиков ТО оказывает необходимость выполнения различных доработок по директивам летной годно сти и бюллетеням, выпускаемым за рамками регламента, разовых проверок по результатам расследования внезапных отказов систем и агрегатов, а также выявление повреждений конструкции воздушного судна (ВС) [4], требующих трудоёмкой организации доступа к элементам конструкции, применения специального оборудования и инструмента. Нередко трудоемкость таких работ достигает объема запланированных регламентных работ. Рост производства требует постоянной корректировки штатного расписания, которое должно учитывать профессиональную подго- товку авиационных специалистов, виды работ, особенности их выполнения в конкретном предприятии (условия внешней среды, техническая оснащенность, наличие развитой инфраструктуры). Учет такого большого количества факторов при расчете необходимого количества квалифицированного персонала различных специальностей с использованием метода расчета штатной численности из расчета планируемого объема работ, поделенного на норму, несет приблизительный характер. Особенно сложно спланировать расписание ТО при постоянно изменяющемся расписании полетов ВС в цехах со сменным характером работы при неизменной численности персонала [4, 5]. При сезонных изменениях графиков полетов и возникновении форсмажорных ситуаций вопрос перепланирования работ стоит особенно остро. Использование ручных методов планирования приводит к ошибкам в расчете численности потребного количества специалистов в производственных подразделениях АТЦ, как итог, к несоблюдению планов простоев АТ на ТО и снижению регулярности полетов.

Методы исследования

Внедрение искусственного интеллекта [6, 7] в системы послепродажного обслуживания АТ становится важным элементом развития авиационных технических центров, так как это прямым образом влияет на повышение качества ТО, снижение его стоимости и соблюдение существующих стандартов. Разработка математических моделей, основанных на существующих математических методах [8, 13– 15], позволяет решать такие задачи, одной из которых является структурное моделирование подразделений АТЦ с целью определения потребной штатной численности авиационного персонала на этапах проектирования подразделения и дальнейшей корректировки численности внутри цехов в случае изменения вводных данных при планировании производства. Метод порождающей грамматики Хомского удобен для построения таких моделей, т. к. он позволяет преобразовать естественный язык, на котором написаны технологии и регламент ТО АТ, в формальный язык, который впослед- ствии возможно использовать для создания программ, автоматизирующих процессы расчета численности инженерно-технического авиационного персонала в подразделениях АТЦ и планирования технического обслуживания.

Результаты и дискуссия

Основой для планирования ТО АТ и расчета потребной численности авиационного технического подразделения для выполнения каких-либо работ являются технологические карты разработчика (рис. 1) авиационной техники, соотносимые с программами технического обслуживания [9] и адаптируемые АТЦ под условия предприятия.

Анализ технологической карты показывает содержание перечня работ, требуемых к выполнению одним или несколькими исполнителями за время t .

Все выделенные работы можно разбить на составляющие процессы, пространственновременные конфигурации [10], обладающие свойствами времени и описанными на естественном языке, и описать как единичные законченные процедуры, последовательное объединение которых преобразуется в технологию ТО ВС (табл. 1).

Для преобразования процедур и процессов в математический аппарат используем алфавит С U ( N, V ) , необходимый для построения «буквосочетаний» l , – объединение индексов таким образом, чтобы они образовывали неразрывные последовательные цепочки. Для преобразования используем порождающую грамматику Хомского [11]:

G = ( N , V , S , P ). (1)

В качестве нетерминального алфавита будем использовать категории процессов, описанные выше (процессы обслуживания, мышления, получения информации, принятия решения и т. д.), к терминалам отнесем названия конкретных процедур (осмотр, поиск, измерение, идентификация и т. д.), применяемых при определенных работах и описанных в технологических картах [10].

Нетерминальный алфавит:

N = {( In , Trh) , ( Pr ), (D) , W ), M )}. (2)

Терминальный алфавит включит в себя транскрипции процедур, описанных в табл. 1:

AIRBUS

JOB CARD

REV DATE: Feb 01/2022

AMM - SVR - A318/A319/A320/A321

TASK:

21-52-31-000-001-A

21-52-31-04 CONF 00

Tail Number - MSN -FSN:

VP-BMF-03711 - 1253

TITLE:

21-52-31-000-001-A - Removal of the Reheater

NOTE: The retaining cables (18) and (27) will twist, if you do not hold the hexagonal part of the retaining cables (18) and (27).

  • (4)    Disconnect the retaining cables (18) and (27).

  • (5)    Remove the screw of the clamps (35), and bend the clamps (35) carefully to remove them.

  • (6)    Remove the sleeves (17) and (26) from the flanges (15) and (29):

  • (a) Turn the sleeves (17) and (26) when you disconnect them.

  • (7)    Remove the nut (8), the washer (9) and the screw (11) and disconnect the bonding strap (10).

  • (8)    Remove the clamp (22).

  • (9)    Remove the nuts (4) and the washers (5).

  • (10)    Hold the reheater (12):

  • (a)    Remove the bolts (7) and the bushings (6).

  • (b)    Disconnect the support rods (77) and (81) and remove the reheater (12) from the aircraft.

  • (11)    Remove and discard the seals (16) and (28), and the packing (23).

  • (12)    Put the PLUG-BLANKING in each disconnected line end.

SUBTASK 21-52-31-020-052-A

  • B. Removal of the Attachment Components

Ref. Fig. Attachment Components - Reheater

  • (1)    Record the positions of the support rods to use in the Installation procedure.

  • (2)    Hold the support rods (77) and (81) and remove the nuts (4), washers (5), bolts (7) and bushings (6).

MECH.

INSP.

Рис. 1. Часть технологической карты замены теплообменника в подразделениях АТЦ «Уральские Авиалинии»

Fig. 1. Job card part of removal of the reheater at Ural Airlines ATC shops vi ,re ,de ,me ,id ,a ,e ,

V = ^

du , tb , pr , n , mel , r ,

f . (3)

crs , rp , d , as , f , p

Аксиома S – «обслуживание» М .

В результате последовательной подстановки индексов создается язык – множество всех выводимых из аксиомы грамматики терминальных цепочек:

(M> ^ < /n>> , (4) которые позволяют организовать обслуживание как единичного элемента системы, так и всей зоны, и всего расписания полетов ВС.

Модель ТО элемента ВС:

(А) ^ ( vz X re)(de X me)(id X a X crs)(p ^ (5)

– элемент исправен;

(I2) ^ ( vz')(re)(de)(me)(id)(a)(r)    (6)

– элемент неисправен;

Табл. 1. Описание процессов

Tab. 1. Description of processes

Описание процесса

Название процедуры

Индекс

Получение информации об объекте

In

Осмотр

vi

Поиск

re

Нахождение

de

Измерение

me

Процесс мышления

Th

Идентификация

id

Оценка

a

Оценивание

e

Обеспечение работ

Pr

Транспортировка со склада (инструмента, запчастей, материалов)

bu

Транспортировка на склад (инструмента, запчастей, материалов)

tb

Подготовка (обеспечение доступа, вывешивание, подъем и др.)

pr

Уборка (закрытие доступа, уборка оборудования)

n

Принятие решения

D

Перенос времени устранения дефекта

mel

Отклонение

r

Выпуск сертификата

crs

Выполнение работы

W

Восстановление (регулировка, смазка, подтяжка, др.)

rp

Демонтаж

d

Монтаж

as

Переход

p

Обслуживание

М

  • £    £ 3) ^ ( vi)(re)(de)(me)(id)(a)(r)(pr^(bw)(d)(as)(n)(tb)(crs)(p) – ТО элемента ВС с его отбраковкой и заменой на исправный;

  • £    £ 4) ^ ( vi) (re) (de) (me) (id) (a) (r) (e) (pr) (bw) (rp) (n) (tb) (crs) (p^ ТО и восстановление элемента ВС;

  • £ £5) ^ ( vi)(re)(de)(me)(id)(a)(r)(e)(me/)(crs)(p^

  • – ТО и допуск элемента к эксплуатации с ограничениями.

Итоговая модель, описывающая порождающую грамматику:

  • (                  N = {( In) , ( Th ), ( Pr ), ( D ), W ), ( M )} ;

V = ^

crs , rp , d , as , f , p

M ;

(M) ^ IlnHhhHoKPrXwHPrHhhHD'; ;

(£1) ^ vvi) ree) dde) (те) iid) (о) crss) £р') ;

2) ^ ( vi) (re)(de) (me)(id)(a)(r );

v

(£3 } ^ (vMee) dee) (me) iid) ( a) (r) £pr) (biMd) (as)(n) ttb) (rss)(p'; ;

£ £ 4) ^ ( vi) (re) (de) (me) (id) (a) (r) (e) (pr) (bw) (rp) (n) (tb) (crs) (p ^;

£ £ 5) ^ ( vi)(re)(de)(me)(id)(a)(r)(e)(me/)(crs)(p ).

Рис. 2. Пример сетевой модели планирования выполнения Daily-check в подразделениях АТЦ «Уральские Авиалинии» для одного специалиста

Fig. 2. Example of planning network model for Daily-check performance at Ural Airlines ATC shops for one mechanic

При использовании данной модели мы получаем язык, который дает множество L ( G ) выводимых цепочек для описания технологических процессов при организации технического обслуживания АТ.

Как отмечалось выше, каждый индекс в табл. 1 является функцией времени t . Это значит, что выполнение процедуры будет производиться за время, которое зависит от ряда факторов: количество исполнителей, квалификация исполнителей, уровень механизации, уровень программного обеспечения, условия внешней среды. Для различного количе ства исполнителей работ строится своя сетевая модель, как в случае с одним специалистом (рис. 2) [10]. Для каждого предприятия результаты применения модели организации ТО будут разными, т. к. должен быть учтен коэффициент производственных потерь k [12]. Данный коэффициент будет влиять на время выполнения работ: в идеальном случае при k = 0 время ТО будет минимальным, при максимальном значении k время ТО будет, соответственно, максимальным.

В качестве примера время t_Dc обслуживания ВС по суточной форме ТО Daily-check в АТЦ «Уральские Авиалинии» показано в табл. 2. Для расчета потребного количества численности в подразделении принимается ожидаемое (осредненное) время, равное сумме t_v выполнения всех операций, при k конкретного предприятия.

Различное количество специалистов зависит от расписания полетов и количества ВС, обслуживаемых технической организацией, от вида и количества работ, заказываемых оператором воздушных судов (рис. 3).

Заключение

На основании расчетных данных вариантов времени выполнения работ и планируемого расписания полетов ВС, а соответственно времени простоя на ТО, становится возможным рассчитать потребное количество инженернотехнического персонала. Квалификация персонала определяется методом теоретико-множественного представления организационной структуры АТЦ [13].

Табл. 2. Расчетное время выполнения Daily-check на ВС в зависимости от количества исполнителей Tab. 2 . Predicted time of Daily-check for aircraft against quantity of mechanics

№ варианта

Количество специалистов

Минимальное время t Dc min = E t v 0

Максимальное время t Dc max = 0

Ожидаемое время n

t Dc = l t v

0

1

1

164

230

190 мин (3 ч 10′)

2

2

72

93

82 мин (1 ч 22′)

Техник 1

72

93

82

Техник 2

41

61

51

3

3

50

71

61 мин (1 ч)

Техник 1

50

71

61

Техник 2

43

61

52

Техник 3

36

47

41

Список литературы Применение метода Хомского в структурном моделировании и расчете численности авиационно-технического персонала

  • Далецкий С. В. Формирование эксплуатационно-технических характеристик воздушных судов гражданской авиации: монография. М.: Воздушный транспорт, 2005. 416 с.
  • Каноненко А. Ф., Халезов А. Д., Чумаков В. В. Принятие решений в условиях неопределенности. М.: МЦ АН СССР, 1991. 211 с.
  • Ковалев М. А., Поддубный И. В. Проблемы технического обслуживания современных воздушных судов // Вестн. Самар. ун-та. 2019. Т. 18, № 2. С. 138–145.
  • Далецкий С. В., Деркач О. Я., Петров А. Н. Эффективность технической эксплуатации самолетов гражданской авиации: воздушный транспорт. М.: Воздушный транспорт, 2002. 216 с.
  • Типовые нормативы численности работников эксплуатационных предприятий гражданской авиации: утв. 20/V.1974 г. / М-во гражд. авиации СССР. М.: [б. и.], 1975. 307 с.
  • Потапов А. С. Искусственный интеллект и универсальное мышление: учеб. пособие. СПб.: Политехника, 2012. 771 с.
  • Джарратано Дж., Райли Г. Экспертные системы: принципы разработки и программирование. 4-е изд. М.–СПб.–Киев: Вильямс, 2007. 1152 с.
  • Программа технического обслуживания воздушных судов ОАО АК «Уральские Авиалинии» ревизия 31 от 09.10.2018 г.
  • Устенко А. У. Основы математического моделирования и алгоритмизации процессов функционирования сложных систем. М.: Просвещение, 2000. 287 c.
  • Управление движением и навигация летательных аппаратов: сб. тр. XXIII Всероссийского семинара по управлению движением и навигации летательных аппаратов. Самара, 17–18 июня 2020 г.
  • Белоусов А. И., Ткачев С. Б. Дискретная математика. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015.
  • Чечевицына Л. Н, Хачадурова Е. В. Экономика организации: учеб. пособие. Ростов н/Д: Феникс, 2017. 382 с.
  • Теоретико-множественное представление организационной структуры авиационного технического центра. URL: https://journals.eco-vector.com/1990-5378/article/view/88207 (дата обращения: 15.02.2023).
  • Кузьмина С. Н. Обеспечение качества и риски в деятельности предприятий оборонно-промышленного комплекса // Петерб. экономический журн. 2018. № 3. С. 122–131.
  • Губайдуллина Э. Э. Основные особенности предприятий оборонно-промышленного комплекса // Современные проблемы экономического и социального развития: межвуз. сб. науч. тр. / под общ. ред. д-ра экон. наук, проф. Ю. В. Ерыгина. Красноярск: Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т, 2013. Вып. 6. С. 8–9.
Еще
Статья научная