Vluchtvertragingen – het grotere plaatje!
Bijna iedereen moet een vluchtvertraging of -annulering hebben meegemaakt en zich afvragen: wat veroorzaakt dit? Een vertraagde of geannuleerde vlucht heeft niet alleen gevolgen voor zowel de passagiers als de luchtvaartmaatschappij, maar heeft ook een grote impact op het milieu. Een vliegtuig dat niet op tijd vertrekt, bezet een parkeerplaats op de luchthaven, waardoor de volgende vlucht niet kan landen. Dit resulteert in rondhangende vliegtuigen terwijl ze wachten op de landingsklaring. Een toename van congestie in het luchtverkeer, als gevolg van deze vertragingen, leidt tot overmatig brandstofverbruik, de uitstoot van ongewenste uitlaatgassen, wat bijdraagt aan de ecologische voetafdruk.
Preventieve Health Check-up voor het vliegtuig
Een van de belangrijkste oorzaken van vertraagde vluchten is een onverwachte (verrassings)fout in een vliegtuigsysteem. De vliegtuigindustrie zet zich in om het optreden van onverwachte storingen te verminderen met behulp van Integrated Vehicle Health Management (IVHM). Het veld van IVHM ontwikkelt en gebruikt diagnostische en prognostische technologieën om de gezondheid van vliegtuigsystemen te bewaken en te voorspellen. Op deze manier kan onderhoud voor een bepaald systeem worden gepland op basis van zijn gezondheid, in plaats van alleen afhankelijk te zijn van periodiek onderhoud. Dit concept is verwant aan de preventieve medische screening die door zorgverleners wordt uitgevoerd om de aanwezigheid van factoren te detecteren die bijdragen aan kritieke gezondheidsproblemen.
Gespecialiseerde tests en wereldwijde beoordelingen
Een vliegtuig is een complexe machine die bestaat uit meerdere systemen die op hun eigen manier gecompliceerd zijn. De vliegtuigsystemen (bijv. motor) worden meestal geleverd door gespecialiseerde fabrikanten (bijv. Rolls Royce of GE) en geassembleerd door de fabrikanten van vliegtuigrompen (bijv. Airbus of Boeing). Deze leveranciers hebben hun eigen methoden voor gezondheidsmonitoring en onderhoudspraktijken die zijn aangepast voor hun systemen en ingebouwde componenten. Als aanvulling op deze praktijken zijn er een aantal onderzoekswerkzaamheden gericht op de ontwikkeling van geavanceerde technieken voor gezondheidsmonitoring op component- en systeemniveau van het vliegtuig.
Hoewel de vliegtuigsystemen in silo's worden ontwikkeld, zijn ze ontworpen om met elkaar te communiceren voor een efficiënte werking van het vliegtuig. Als gevolg van deze interacties kunnen fouten die in het ene systeem optreden, overgaan in andere systemen en deze op een onverwacht moment beïnvloeden. Deze trapsgewijze fouten zijn een van de oorzaken van onverwachte fouten die leiden tot ongepland onderhoud, vertragingen van vluchten en annuleringen. Het oplossen van dergelijke trapsgewijze fouten, met behulp van gezondheidsbewakingstechnologieën die zijn gespecialiseerd in individuele systemen, kan tijdrovend, gecompliceerd en onjuist zijn. Daarom is een Framework for Aerospace Vehicle Reasoning (FAVER) ontwikkeld om de hoofdoorzaak van trapsgewijze fouten te identificeren en hun effecten op meerdere systemen te voorspellen.
Directe en indirecte problemen
Voor demonstraties wordt gekozen voor vier kritische vliegtuigsystemen die met elkaar interageren. FAVER bestaat uit hun digitale tweelingen (virtuele weergaven) en hun individuele systeemdiagnostiek. FAVER heeft ook een laag gebouwd met de nodige vakkennis en algoritmen die nodig zijn om de gezondheidsinformatie van alle systemen te analyseren en er doorheen te redeneren.
FAVER kan de oorzaak van de fouten identificeren, zelfs als ze afkomstig zijn van de op elkaar inwerkende systemen, en hun cascade-effecten op andere systemen vooraf voorspellen. Laten we in het voorbeeld van een menselijk lichaam eens kijken naar de patiënt met een kriebel in de keel en een droge hoest. Hoewel dit meestal wordt veroorzaakt door hooikoorts of een keelontsteking, kan dit symptoom ook een indirecte oorzaak hebben, zoals zure oprispingen. Dergelijke indirecte oorzaken kunnen door artsen worden gediagnosticeerd door meer te weten te komen over de andere bestaande aandoeningen in het lichaam. Laten we op dezelfde manier eens kijken naar een probleem in de airconditioning van het vliegtuig, dat wordt veroorzaakt door een storing in de motor. FAVER kan de hoofdoorzaak in de engine identificeren en ook de andere trapsgewijze effecten, met behulp van zijn deskundige kennis en redeneringsalgoritmen.
Voordelen en toekomst van FAVER
De resultaten van FAVER kunnen gemakkelijk door de gebruikers worden geïnterpreteerd, waardoor tijd wordt bespaard die nodig is bij het oplossen van cascadestoringen en eventueel daaruit voortvloeiend ongepland onderhoud. FAVER is zo ontwikkeld dat het eenvoudig kan worden uitgebreid met meer vliegtuigsystemen of de bestaande kan worden vervangen door meer geavanceerde modellen. Daardoor is FAVER in staat om in de toekomst aangepast te worden aan nieuwe generaties vliegtuigen en ervoor te zorgen dat ze op tijd vliegen.
FAVER is een bouwsteen van het ambitieuze Conscious Aircraft van het IVHM Centre, een concept dat wordt gecreëerd om stapsgewijze verbeteringen in operationele efficiëntie en duurzaamheid in de industrie te brengen.
Referentie
- Ezhilarasu CM., Jennions IK. Ontwikkeling en implementatie van een Framework for Aerospace Vehicle Reasoning (FAVER). IEEE-toegang. 2021; 9: 108028-108048.
- Angus J., Maggiore J. Milieuvoordelen van Integrated Vehicle Health Management (IVHM). Cranfield University-blogs. 2022.
- Jennions I., Angus J. Opinie: worden vliegtuigen 'bewust'? Luchtvaartweek. februari 2022.
De post Een raamwerk voor redenering in ruimtevaartvoertuigen (FAVER) verscheen eerst op Cranfield University-blogs.
