低可靠性和不可预知可靠性:130亿美元福特号航母在试航中挣扎?
2019年1月31日,美国五角大楼内部的一份报告质疑了美国航空母舰杰拉尔德·福特(Gerald Ford)的快速形成飞机起降的能力,因为数据已表明该舰一些关键的海军航空系统存在可靠性问题。
福特号研制经费已经超出预算约20%,达到约130亿美元。这艘船本来打算在2015年启用,但进度推迟已严重影响了每一步计划。 美国国防部作战测试主管罗伯特·贝勒(Robert Behler)在彭博新闻社(Bloomberg News)对这艘航空母舰情况进行的一次采访中说,福特号“可能无法实现”所需的出动率(SGR)目标,即每天160架次(12小时飞行日),每天270架次(24小时飞行日)。
福特号研制经费已经超出预算约20%,达到约130亿美元。这艘船本来打算在2015年启用,但进度推迟已严重影响了每一步计划。 美国国防部作战测试主管罗伯特·贝勒(Robert Behler)在彭博新闻社(Bloomberg News)对这艘航空母舰情况进行的一次采访中说,福特号“可能无法实现”所需的出动率(SGR)目标,即每天160架次(12小时飞行日),每天270架次(24小时飞行日)。
出动率是衡量任何航空母舰的主要指标之一。尼米兹级船舶的SGR为120,最大容量达到240。
新的电磁弹射系统(EMALS)和先进的起飞和着陆制动装置(AAG)分别是福特号航空母舰出动率的关键组成部分。
“不现实的假设”即“忽略天气、飞机紧急情况、船舶机动和当前机翼组成对飞行操作的影响”,这就是为什么贝勒说福特不太可能达到其SGR目标的原因。
当时的运行测试主管还在2013年的评估中警告说,“福特号”军舰“不太可能达到SGR要求”,即每天160架次,“在高峰期间达到每天270架次”。五角大楼作战测试主管J.Michael Gilmore说:目标阈值是基于不现实的假设,包括天气晴朗和能见度不受限制,飞机紧急情况、船上设备故障、船舶机动(即避免着陆)和人员配备不足不会影响飞行操作等做出的。
据彭博社报道,自2017年5月以来,福特号航空母舰出海试航期间,通用原子公司的机组人员在747次试航中记录到20次发射和着陆系统故障。美国海军的一位发言人对该说法说,没有人受伤,船只和飞机在试航期间都没有受到损坏。
海军航空系统司令部的一位发言人告诉彭博社,747弹射器和着陆是“不足以得出可靠性结论”。 美国总统唐纳德·特朗普(DonaldTrump)去年秋天批评了EMALS,他说:“不幸的是,你必须是阿尔伯特·爱因斯坦才能真正做到这一点。” 据Sputnik新闻报道,EMALS于2017年8月首次在海上成功发射了F/A-18。
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格拉顿研究所的报告发现把电力故障归咎于可再生能源是错误的
2019年2月11日,澳大利亚格拉顿研究所一份最新报告说,将澳大利亚电力供应可靠性的故障归咎于可再生能源是错误和危险的。 格拉顿研究所的报告发现,在过去十年中,超过97%的停电是由于电线杆和电线的问题造成的,电线杆和电线将电力输送到家庭和企业。
因此,这种断电与能源的产生无关。 在过去十年中,由于热天缺少发电能力,导致了0.1%的停电。
报告说,由于设备故障、树木坠落、好奇的动物和撞车,电力也可以通过电网输出。 它还发现,在过去十年中,电网成本是新南威尔士州和昆士兰居民电价上涨的最大原因,这与包括竞争监督机构在内的其他调查结果一致。
2004年停电事件后,为提高网络可靠性,共投入了超过160亿美元的资金,推动网络可靠性改进。 报告强调了能源政策对鼓励投资的重要性,因为国家能源市场正处于快速变化的阶段。 由于燃煤发电站即将关闭,澳大利亚的能源结构将发生变化,燃煤发电站正接近其技术寿命的终结。
这就在供需之间建立了一种紧密的平衡,当新南威尔士州的里德尔发电站在2022年关闭时,这种平衡可能变得更糟。 Grattan研究所能源项目主管TonyWood说,需要“冷静的政策应对措施”来管理可靠性,而不是恐慌和依靠政治活动。 他说:“可再生能源发电量的增加确实给电力系统的管理带来了挑战。” “但是,如果我们保持冷静并继续下去,这些挑战就可以在家庭和企业没有更大的价格上涨的情况下得到解决。” 该报告的作者呼吁建立一个稳定的市场平台来处理排放问题,敦促哥伦比亚政府能源理事会在减排目标上实施一项稳定而明确的政策。 他们说,政府还应该履行推进供应商可靠性的义务。
与此同时,960万美元已被授予可再生能源项目,包括帮助新南威尔士电网控制从家用太阳能或电池输送到系统的能源的项目。 澳大利亚可再生能源署(Australian Renewable Energy Agency)首席执行官达伦•米勒(Darren Miller)表示,预测显示,未来几十年内,我们的电力消耗量将从目前的4%提高到一半。“这是一个巨大的变化,需要在软件、硬件和思维方面进行创新,才能为消费者提供更好的服务结果。”
最新一轮的投资项目还包括旨在提高网络承载能力的项目,同时最大限度地提高太阳能向电网提供能源的能力。
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可靠性分析服务能力是2019年航空工业的预测能力增长引擎?
019年2月6日,IFS专家对2019年的航空工业发展进行了预期分析。2019年,随着航空旅行需求的增长,全球机队和维修、修理和大修(MRO)市场将呈现动态增长。美国航空航天和国防事业部主任马克·马丁(Mark Martin)指出了2019年航空工业的三项发展方向,旨在为运营商和MRO商业航空公司能够利用更好利用这些增长机会。其中,可靠性分析为首位。
- 预测1:可靠性分析成为预测能力增长的引擎
IFS最近针对国际顶级商用航空公司的痛点研究发现,运营可用性是这些公司最大的挑战,60%的受访者都认可这一点。无论运营商在航班之间能够多快地将飞机掉头执行新飞行计划,地面飞机(AOG)的中断都会产生巨大的后果,部件和时间可能会花费数百万美元。在维护计划过程中,必须提高操作可用性并避免飞行延迟。
要解决这些问题,方案在于分析可靠性数据,使操作员能够准确预测部件何时会发生故障,并给他们更多的时间和自由来决定下一步。如果运营商知道某个部件何时可能出现故障或断裂,他们最多可以花两到三周的时间审查,并从最具成本效益的供应商处采购替换件。这消除了在短时间内寻找零件的压力,这通常会导致维护计划变更和昂贵的紧急零件采购。
去年,IFS预测数字孪生技术将在商用航空领域发挥更大的作用,我们已经看到这一点,并继续主导整个行业。2019年,我们将看到MRO利用从原始设备制造商(原始设备制造商)获得的数字孪生信息来获取这些宝贵的可靠性数据。
在制造过程中,机器上的传感器将信号发送给孪生体,在工厂内即可以获得设备的操作性能、产品特性参数和环境条件。当这与组织信息(如数据和用户权利)以及有关天气预报、历史情报和航班时刻表的第三方数据相结合时,数字孪生体能够运行分析以发现缺陷信号,表明处于非最佳状态。
当MRO看到这些数据时,他们可以更好地了解设备在现场的使用情况、还有多少时间可以用于改进产品性能,以及数据在何处可用于创造新的价值。 值得注意的是,改进某些部位可能比其他改进效果更好。以重要的燃油泵为例-这是生产成本高、维修时间长部件。将分析工作集中在这一部件将比其他部件带来更高的效率和成本节约。对于MRO来说,关键是确定可靠性数据在哪里最能发挥最大效用。任何能使MRO增强或获得预测能力的改进都将成为主要的服务差异。 2019年,运营商和MRO都将加倍努力,将数据纳入预测能力,这些能力将比以往任何时候都更具延伸性。.
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F-35飞机可靠性仍停滞不前意味着可用飞机越来越少
2019年1月30日,Tony Capaccio报道了美国五角大楼关于F35飞机的最新情况。根据耐久性测试数据显示,海军陆战队购买的在役短程垂直起降战斗机F-35B的使用寿命“远低于”预计的8000个飞行小时的使用寿命;五角大楼测试办公室在本周发布的2018年年度报告中说“可能低至2100”小时。这意味着一些喷气式飞机预计将在2026年达到使用寿命极限。
此外,F-35飞机在过去3年中保持“平稳”,飞机飞行训练或者执行作战任务的可用性没有“改进趋势”。这些细节是在美国国防部一天后公布的。帕特·沙纳汉告诉记者,F-35“有很大提升的空间。”
(1)测试办公室主任Robert Behler在新的评估中表示,当前的可靠性水平和维护指标未能达到计划的80%目标,因为改进措施“仍无法改进飞机的可用性”。
A、当前飞行性能表现“远低于”标准
B、评估称,2018年对飞机进行的安全测试显示,之前的一些漏洞“仍然没有得到解决”。
C、评估称,去年修理飞机和恢复飞行状态所需的时间“变化不大”;仍然“高于”所需的飞机机队数量和飞行时间增加的速度。
D、计算机辅助维护工具“ALIS”还没有按预期运行,因为一些数据和功能缺陷“对飞机可用性和飞机起飞有重大影响”。
E、测试人员说,维护人员、飞行员“必须每天处理数据完整性等普遍存在的问题”。
F、国防部测试人员说,今年9月对用于空对地攻击的空军模型射击进行的测试表明精度“不可接受”。
(2)F-35上个月进行了为期一年的激烈战斗测试,以确定整体效能,以支持2019年底的全速生产决策。
(3)洛克希德公司的官员昨天告诉分析师,他们预计到2021年,F-35的产量将增长到160架以上;该公司在2018年实现了91架飞机的交付目标;今年计划达到至少130架。
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FRA提供超过5600万美元的资金用于铁路可靠性项目
2019年2月12日,联邦铁路管理局(FRA)最近通过铁路基础设施和安全改进(CRISI)项目向16个州的18个项目提供了5690万美元的拨款。这些资金旨在提高城际客运铁路和货运铁路系统的可靠性,包括安全性和效率。 大约四分之一的拨款用于农村项目。联邦铁路局局长罗纳德L.巴托里说:“我们非常高兴克里西拨款计划将急需的关键投资导向美国农村地区。” 拨款经费的发放基于几个标准,包括项目生命周期成本的准备;采用创新方法提高安全性和加快项目交付;利用联邦资金吸引其他资金来源;促进经济发展;让受援组织对实现具体、可衡量的成果负责。
项目资金从5.88亿美元到1000万美元不等。 最大的项目资金颁发给了北卡罗来纳州交通部的米尔布鲁克公路分离密封走廊项目。该项目将结合罗利以北CSX S线的三级分离。这将缓解公路交通延误,并将适应计划中公路改善的预计出行需求。项目计划中的改进将提高铁路和公路运输的安全性和可靠性。
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西门子和宾利系统公司今天宣布引入数字化PlantSight系统以提高设备可靠性
西门子和宾利系统公司今天宣布引入PlantSight系统,这是基于他们高度互补的软件组合共同开发的结果。Plantsight是一个数字化解决方案,通过更高效的工厂运营为客户带来好处。PlantSight支持与物理现实和工程数据同步的操作和最新数字孪生技术,为任何运行中的设备创建一个完整的数字环境以理解不同数据源的组件。设备运营商受益于高可靠性和高质量的数据支撑,以确保持续的运行和更高的可靠性。
每一个实际运行的设备都具有累积演化的特征,可以从物理特征、不同类型和格式的理论上相应的工程数据都可反应出来。因此,实际运行的数字孪生设备必须全面、准确地同步物理现实及其虚拟工程的表示。此外,不可避免的需要进一步修改完善。有了PlantSight,每个工艺设备所有者运营商都可以实现已运行的数字孪生的好处,而不会破坏其现有的物理或虚拟环境。
NASA开展基于模型的任务保障项目,提升航天系统可靠性、安全性
基于模型的系统工程(MBSE)在美国国家航空航天局任务规划和设计中的应用越来越多。安全与任务保障办公室(OSMA)正在呼吁采用相应的基于模型的任务保障技术(MBMA),并预示该技术是NASA任务保障的未来。
在MBSE实施过程中,通常在系统仍处于设计和规划阶段时创建系统的虚拟模型(也称数字化模型、数字孪生模型)。该模型被用作系统概念、需求、设计、验证和确认以及相关数据分析的单一参考源“单一信源”(也就是统一模型、统一数据来源)。航天器安全和任务保证(SMA)机构可以利用该模型在生命周期的早期执行各种保证分析,从而在系统设计变更后减少代价高昂的设计更改的发生。通过使用MBSE模型,SMA人员将能够实时运行模拟和测试,而不必费力地(在某些情况下)浏览数千页的文档。除了更加及时,MBMA还更加灵活、快速和经济高效。
2018年,美国国家航空航天局的安全与任务保障办公室(OSMA)开展了一个致力于基于模型系统工程(MBSE)的工程验证项目——基于模型的任务保障项目(MBMA)。这个MBMA项目将有助于保证系统功能、需求集成到模型中。下图是OSMA提出的基于模型的任务保障概念框架模型。
自2015年以来,在可靠性和维修性项目经理、MBMA项目经理John Evans博士的领导下,OSMA一直在评估MBSE方法在空间系统开发中所能取得的优势。
在许多早期项目中,OSMA证明,MBMA与MBSE相结合,可以使安全和任务保证(SMA)要求更好的融入项目,并在项目生命周期的早期迅速纳入SMA活动。随着美国航天局MBSE计划的出现,OSMA现在与由总工程师办公室(OCE)赞助的MBSE集成和现代化计划(MIAMI)合作,推动MBMA向前发展,以支持这一快速发展的系统工程领域的最佳实践的开发。MBMA项目正在与OCE的MIAMI项目合作。
在各个中心,美国宇航局已经认识到将系统开发产品转移到通过模型以数字化模型连接在一起的好处,而不是依赖于以文档为中心的框架。像Europa这样的项目开始看到通过MBSE管理设计变更、大规模汇总和需求管理的显著好处。通过基于模型的方法,系统的虚拟模型被创建,通常在它仍然处于D阶段(系统体系结构阶段)的时候,系统模型被用作一种交流的核心形式,而不是使用一些完全不同的文档——充当“单一真理来源”,以支持系统分析。
美国航天局安全中心(NSC)总工程师马克·科瓦莱斯基说:“MBMA的好处在于,它为设计界提供了最新的设计信息,而SMA是最新设计信息的重要组成部分。”“SMA和设计师可以协同工作并比较迭代。每次设计变更时,SMA都需要确定如何影响可靠性和安全性,以及如何最好地影响设计过程。”
MBMA还提供了一个快速集成开展基本安全性和可靠性分析的平台,如危险、故障树、故障模式和影响分析以及可靠性模型,这是由OSMA赞助的Lui Wang所证明的。LuiWang是软件机器人技术高级软件领域的技术专家-约翰逊航天中心的模拟部门。这也可能带来完全集成化的概率风险评估——基于模型(模型驱动)的概率风险评价的实现。此外,MBMA还可以支持OSMA在发射前管理风险和接受风险方面所寻求的创新,并使支持任务的SMA专业人员能够更有效地分析和使用信息。
埃文斯说:“结合MBSE方法的MBMA将有助于确保SMA与工程设计的早期生命周期集成,并使所有关键利益相关者在风险知情决策方面得到改进。”
据埃文斯称,MBMA项目的长期目标是:
(1)支持将保障考虑纳入NASA和NASA系统开发人员的MBSE基础模型中。
(2)开发、积累基于模型应用中的经验,以便将有效的保证实践集成到建模框架中。
(3)开发和演示模型如何支持风险分析和风险管理决策。
(4)制定保证模型本身的策略。
埃文斯强调,只有与系统工程组织、机构合作才能实现这些目标,并且必须坚持MBSE的“统一信息、模型来源”原则。新项目已经通过OSMA严格的评审和预算审查。
一些项目正在与MIAMI合作,其中包括安全和任务保证中心首席官、管理者如何通过该模型更有效地洞察其项目。喷气推进实验室的高级工程师StevenCornford博士在这一目标上取得了重大进展。康福德开发了一些独特的模式,将SMA需求与MBSE模型相结合,为创新提供了显著的进步,这在NASA系统工程界得到了广泛认可。