RU2583733C2 - Способ управления подготовкой и пуском ракеты-носителя и система для его реализации - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области технической кибернетики и может быть использовано в автоматизированных системах управления подготовкой к пуску и проведению пусков ракет-носителей космического назначения различного класса, а также в автоматизированных системах управления технологическими процессами сборки и проведения испытаний сложных технических объектов. Технический результат заключается в обеспечении параллельного контроля параметров объекта и хода работ с объектом, что снижает вероятность развития аварийной ситуации. Способ позволяет визуализировать контролируемые параметры объекта, ход работ с объектом и оперативно формировать управляющие и информационные сообщения. В систему в дополнение к блоку визуализации контролируемых параметров и блокам хранения плановых, фактических и архивных графиков операций с объектом включен блок ручного, автоматизированного и автоматического формирования управляющих сообщений. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области технической кибернетики и может быть использовано в автоматизированных системах управления подготовкой к пуску и проведению пусков ракет-носителей космического назначения (РКН) различного класса, а также в автоматизированных системах управления технологическими процессами сборки и проведения испытаний сложных технических объектов (СТО).

Известен способ подготовки и пуска ракет-носителей на ракетно-космическом комплексе (RU, патент на изобретение, 2328417, кл. B64G 5/00, 2008), при реализации которого автоматизируют заправку ракет-носителей компонентами ракетного топлива и необходимыми сжатыми газами и используют для этого систему термостатирования. Для реализации функций управления заправкой и термостатирования преобразовывают параметры датчиков в соответствующие информационные сигналы.

Известен способ двухуровнего управления (RU, патент на изобретение, 2487384, кл. G05B 15/00, 2013), при реализации которого на втором уровне (нижнем) осуществляют сбор, обработку, анализ данных об объектах воздействия, а на первом (верхнем) уровне - оценку эффективности осуществления воздействий на все объекты.

Для этого на каждый пункт первого уровня передают данные о выделенной ему группе объектов воздействия, что эквивалентно следующим признакам заявляемого предлагаемого изобретения: обрабатывают информационные сигналы на заданном временном интервале; выявляют соответствие требованиям на заданном временном интервале.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля и оценки технического состояния многопараметрического объекта по данным телеметрической информации (RU, патент на изобретение, 2099792, кл. G08C 15/06, G07C 3/00, 1997), при котором преобразуют параметры датчиков в соответствующие информационные сигналы, обрабатывают информационные сигналы на заданном временном интервале, отображают посредством матрицы, выявляют соответствие требованиям на заданном временном интервале, причем выделяют несоответствия требованиям соответствующим цветовым сигналом.

В вышеуказанных и известном способах причиной, препятствующей получению технического результата, который обеспечивается заявляемым способом, является отсутствие комплексного автоматизированного управления, при котором контролируют корректность очередности выполняемых работ, при соблюдении условий необходимых для начала новых операций, автоматически или, при необходимости, полуавтоматически (с подтверждающим участием персонала) формируют информационные сообщения (от исполнителей работ) и управляющие сообщения (от руководителей работ). Для сложного технического объекта одновременно выполняется множество работ и операций, результаты которых влияют на очередность следующих работ и операций. Для контроля качества и полноты выполнения работ по подготовке сложного технического объекта к эксплуатации выполняют многоэтапные контрольные проверки состояния объекта и его компонентов (для ракет космического назначения поверяют ступени ракеты носителя, разгонные блоки, полезную нагрузку - космические аппараты). Контрольными операциями сопровождают каждый этап работ по подготовке к пуску. Проводят комплексные заключительные проверки объекта в целом. В составе документации на ракету-носитель разрабатывают и используют в процессе работ с объектом детальные технологические графики выполнения работ, содержащие порядок операций с объектом и условия для их выполнения, а также разрабатывают инструкции руководителям и исполнителям работ, регламентирующие выдачу управляющих сообщений (руководителями работ) и информационных сообщений (исполнителями работ). Однако комплексная автоматизированная, а следовательно, наиболее объективная, проверка соблюдения корректного исполнения графиков и инструкций исполнителей и руководителей работ и своевременное автоматизированное формирование управляющих и информационных сообщений отсутствует. Причинами отклонения от регламентированного (правильного) выполнения работ могут быть не только неисправности в компонентах сложного технического объекта, но и нештатное функционирование устройств, комплексов, систем при выполнении работ, а также ошибочные действия персонала при управлении контрольно-проверочной аппаратурой и при выполнении ручных операций со сложным техническим объектом и его компонентами. Практика неоднократно показала, что несмотря на детальную подготовку инструкций персоналу, технологических графиков работ, организацию тщательного учета действий со сложным техническим объектом, вероятность некорректных действий и несвоевременного их обнаружения (уже после проявления критичных последствий некорректных действий) остается достаточно высокой.

Таким образом, известный способ контроля и оценки технического состояния многопараметрического объекта по данным телеметрической информации имеет ограниченные возможности, так как не позволяет проводить автоматизированное формирование информационных и управляющих сообщений с учетом результатов детального объективного контроля корректности проводимых операций в каждом из отрезков времени с визуальным представлением операций в комплексном отображении процессов, проходящих на объекте контроля, за каждый цикл, что в конечном итоге увеличивает сроки, снижает качество и оперативность принятия решений при отклонениях от нормального хода работ с объектом.

Известно устройство контроля и диагностики состояний технического объекта (SU 1504653, кл. G06F 11/24, 1989), в котором контролируется нахождение параметров объекта в заданных пределах и изменение параметров во времени по показаниям датчиков контролируемых параметров.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является устройство системы двухуровнего управления (RU, патент на изобретение, 2487384, кл. G05B 15/00, 2013), содержащее каналы передачи данных, объект воздействия (эквивалентен в заявляемой системе объекту контроля содержащего компоненты с датчиками, узлами и агрегатами) и пульт управления (эквивалентен контрольно-проверочной аппаратуре в заявляемой системе).

В вышеуказанных устройстве и в известной системе причиной, препятствующей получению технического результата, который обеспечивается заявляемой системой, является отсутствие средств автоматизированного формирования информационных и управляющих сообщений на основе использования средств контроля, выявляющих некорректные попытки формирования информационных сообщений исполнителями работ (не соответствующие объективным результатам работ, графикам или инструкциям) и некорректные попытки формирования управляющих сообщений руководителями работ (не соответствующие объективным условиям для выполнения новых работ и операций, графикам или инструкциям).

Таким образом, известная система имеет ограниченные возможности, так как в ней отсутствуют средства автоматизированного формирования информационных и управляющих сообщений, при котором учитывают результаты детального объективного контроля корректности проводимых операций в каждом из отрезков времени, визуального представления операций с комплексным отображением процессов, проходящих на объекте контроля, за каждый цикл, что в конечном итоге увеличивает сроки, снижает качество и оперативность принятия решений при отклонениях от нормального хода работ с объектом.

Технической задачей, на решение которой направлены заявляемые способ и система, является расширение возможностей, а именно введение параллельного контроля и параметров объекта и хода работ с объектом, оперативное, в ручном, автоматизированном или автоматическом режиме формирование управляющих и информационных сообщений при подготовке к пуску и пуске ракеты-носителя, контроль корректности формируемых сообщений, при ручном и автоматизированном режиме, формирование предупреждающих сообщения персоналу в случае некорректного формирования управляющих и информационных сообщений, что повышает эффективность работы персонала.

Техническая задача способа управления подготовкой и пуском ракеты-носителя решается тем, что преобразуют параметры датчиков в соответствующие информационные сигналы, обрабатывают информационные сигналы на заданном временном интервале, отображают посредством матрицы, выявляют соответствие требованиям на заданном временном интервале, причем выделяют несоответствия требованиям соответствующим цветовым сигналом, при этом команды управления на выполнение всех технологических операций, которые исполняют с помощью ручных и механизированных приспособлений, автоматизированных и автоматических средств, выдают или ручным, или автоматизированным, или автоматическим способами в виде электронных текстовых сообщений, для чего в визуальном представлении на одном или нескольких многоцветных мониторах технологических план-графиков выполнения операций, которые формируют в виде совокупности графических объектов и/или буквенно-цифровых данных, с взаимосвязями с другими технологическими операциями, при этом как минимум один из размеров графического объекта изображают пропорциональным длительности выполнения операции, графические элементы, или буквенно-цифровые данные, или их совокупности компонуют в группы описания характеристик и параметров каждой технологической операции, в состав буквенно-цифровых данных описания характеристик и параметров каждой технологической операции и ее взаимосвязи с другими технологическими операциями включают уникальный индекс операции, наименование операции, адрес и/или имя, и/или идентификатор исполнителя операции, идентификатор его рабочего места в компьютерной сети, текстовое содержание команды, которую выдают исполнителю, обозначение и/или идентификатор интерактивных электронных документов, в соответствии с которыми выполняют описываемую операцию, условия на выполнение операции, например, указывают индексы операций, выполнение которых накладывает ограничение на выполнения описываемой операции, а именно индексы операций, которые должны быть завершены к началу выполнения описываемой операции, индексы операций, которые должны выполняться к началу выполнения описываемой, индексы операций, которые должны быть завершены к моменту завершения описываемой, цифровые значения данных используют для задания каждой операции технологического графика расчетных значений времени начала и окончания операции, ее длительности, контролируют ход выполнения технологических операций и состояние объекта управления, для чего отображают на план-графике в цифровом и/или графическом виде изменяющиеся значения текущего времени, принимают от исполнителей электронные текстовые сообщения о завершении выполняемой технологической операции и отображают на план-графике результат анализа полученных сообщений, при этом используют цветокодирование элементов план-графика соответствующих операций, причем с помощью цветокодирования отображают состояние процессов выполнения операций, а именно первый цвет видимого спектра используют в качестве исходного состояния технологических операций, до начала их выполнения, вторым цветом видимого спектра выделяют операции, непосредственно предстоящие к исполнению, третьим цветом видимого спектра выделяют операции, выполненные без отклонения, четвертым цветом видимого спектра выделяют операции, выполненные с отклонениями по времени от заданных значений, пятым цветом видимого спектра выделяют операции, в которых процесс выполнения остановлен или прекращен в результате выявленной нештатной, аварийной ситуации, шестым цветом видимого спектра выделяют выполняемые в текущий момент времени операции, причем графические объекты план-графика, соответствующие текущей операции и имеющие пропорциональное соответствие как минимум одного из размеров заданной длительности выполнения операции, заполняют в соответствии с изменяющимся соотношением значения текущей длительности выполнения операции к ее заданному значению, а также отображают текущее состояние объекта управления и исполнительных элементов системы, в частности, автоматизированных и автоматических средств реализации фрагментов технологического графика работ с объектом, контролируют путем анализа поступающих от них основных, включая аварийные, параметров с учетом их коррелированности и по результатам анализа выдают на исполнительные элементы системы управляющие сообщения в том числе на останов или прекращение выполнения операций.

Техническая задача системы для реализации способа решается тем, что она содержит объект контроля, в состав которого входят компоненты, отдельные компоненты содержат датчики, узлы и агрегаты, причем управляющие входы объекта контроля соединены с управляющими выходами контрольно-проверочной аппаратуры или автоматизированных систем управления технологическими процессами, а выходы соединены со входами контрольно-проверочной аппаратуры или автоматизированных систем управления технологическими процессами, а канальные входы-выходы контрольно-проверочной аппаратуры или автоматизированных систем управления технологическими процессами соединены с каналами передачи данных, при этом каналы передачи данных соединены с канальными входами-выходами рабочих станций руководителей расчетов с блоками формирования информационных и приема управляющих сообщений, рабочей станции руководителя операций с блоком ручного, автоматизированного и автоматического формирования управляющих и приема информационных сообщений, экрана коллективного доступа и сервисного узла, в котором канальные входы-выходы соединены с канальными входами-выходами блока обработки и формирования графического представления результатов контроля параметров, блока формирования и хранения шаблонов технологических графиков, логики взаимосвязи операций, идентификаторов исполнителей и их рабочих станций, блока формирования и хранения плановых технологических графиков и идентификаторов исполнителей операций, блока фактического графика, блока архива технологических графиков, блока хранения данных по составу средств инфраструктуры объекта, идентификаторов средств и электронных документов, блока системы поддержки принятия решений и хранения ассоциативных связей данных.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Для реализации механизмов оперативного управления ходом работ с расширенными функциональными возможностями:

наряду с окнами представления поведения контролируемых персоналом параметров от установленных на ракете-носителе источников информации - датчиков измерения параметров, узлов и агрегатов дополнительно формировать одно или несколько мультидиалоговых окон с представлением в них графиков выполняемых с ракетой-носителем или ее компонентами операций;

для контроля корректности операций с объектом (соблюдения условий для корректного начала, хода и завершения) фиксировать изменения параметров установленных на ракете-носителе источников информации (датчиков), реакции узлов и агрегатов за каждый цикл, полученные данные сравнивать, например, с эталонными значениями, на основании сравнения формировать заключения о состоянии параметра, отражать заключения на транспарантах, выделять цветом на графиках, диаграммах отрезки несоответствия эталонам;

для обеспечения правильного выполнения работ по подготовке и пуску ракеты-носителя графики операций помимо включения в электронном их представлении данных по взаимосвязи операций, определяющих корректность последовательности выполнения операций, включать данные по исполнителям каждой операции и данные, идентифицирующие рабочие места исполнителей (например, адреса рабочих мест исполнителей в компьютерной сети), что обеспечивает точную отправку оперативных команд (и донесений) по ходу выполнения работ;

для предотвращения возможных в существующей практике разночтений команд и несоответствующего их выполнения (а также для предотвращения разночтения донесений о выполнении операций - информационных сообщений), например, при голосовом оперативном управлении, включать регламентированные документами формулировки команд на исполнение в электронное представление графиков операций (соответственно регламентированные формулировки донесений о выполнении); именно эти регламентированные формулировки использовать при формировании управляющих и информационных сообщений;

для предотвращения случаев проведения работ с объектом при его неготовности (например, при некорректном состоянии его компонентов по результатам предыдущих операций) или неготовности исполнительных технических средств отображают текущее состояние объекта управления и исполнительных элементов системы, в частности, автоматизированных и автоматических средств реализации фрагментов графика работ с объектом;

указанные аспекты являются основными элементами новизны предлагаемого способа;

для информационной поддержки персонала, контекстно операциям, представлять в электронном представлении графиков регламентирующие документы, определяющие порядок выполнения операций;

для контроля корректности хода работ в образах графиков работ цветокодированием представлять ход выполнения работ по подготовке и пуску ракеты-носителя с выделением отклонений от нормального хода работ;

для контроля корректности выполнения операций при ручном способе выдачи команд проводить контроль соответствия формируемой команды условиям нормального хода и последовательности выполняемых работ (первый аспект развития предлагаемого способа);

для контроля корректности выполнения операций при автоматизированном способе выдачи команд и для поддержки руководителей работ соответствующим цветокодированием образов операций выделять операции, для которых соблюдены соответствующие условия и которые предстоит выполнить (второй аспект развития предлагаемого способа);

для обеспечения безусловной корректности выполнения операций предлагаемые решения осуществляют автоматическую выдачу команд (управляющих сообщений), что является третьим аспектом развития предлагаемого способа;

для контроля корректности работ в образах операций в электронном представлении графиков оперативно формировать расчетные значения балансов времени выполнении работ по план-графику, оперативные данные по различным аспектам (начало операции, процент расхода времени выделенного на операцию и т.д.) времени выполнения каждой отдельно взятой операции и смежных с рассматриваемой операцией (четвертый аспект развития предлагаемого способа);

для локализации контрольных процедур на наиболее важных в текущий момент времени операциях скрывать избыточную, второстепенную в представлении когнитивными образами графиков исполняемых работ (пятый аспект развития предлагаемого способа);

для сокращения возможностей нештатных действий персонала для предстоящей в текущий момент времени операции формировать пульт для исполнителя работ и включать в составе пульта только элементы текущей операции, а именно наименование текущей операции, инструкции, регламентирующей выполнение операции, а также элементы для выдачи, регламентированных для операции информационных сообщений, например, «команда принята», «останов работы», «прекращение работы», «команда некорректна», «операция завершена», а также поле для ввода текста сообщения при проявлении нештатной ситуации, возникшей в ходе исполнения текущей операции (шестой аспект развития предлагаемого способа).

Предложенный способ и система для его реализации поясняются чертежами фиг. 1 ÷ фиг. 4.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы для реализации предлагаемого способа, где:

1 - ракета-носитель (или иной сложный технический объект);

2 - компоненты ракеты-носителя (сложного технического объекта);

3 - исполнительные элементы системы; в состав исполнительных элементов включают традиционные, например, для подготовки и пуска ракеты-носителя, элементы 4÷7:

4 - автоматизированные системы управления технологическими процессами подготовки СТО (АСУ ТП), для ракеты-носителя среди таких процессов - заправка компонентами топлива, сжатыми и сжиженными газами и т.п.;

5 - наземное технологическое оборудование (НТО), задействуемое в процессах подготовки СТО;

6 - наземное испытательное оборудование (НИО), участвующее в процессах проведения испытаний, проверок компонентов СТО;

7 - контрольно-проверочная аппаратура (КПА), задействуемая в процессах проведения проверок, диагностики состояния компонентов СТО;

для реализации предлагаемой системы и обеспечения автоматизированного комплексного управления к исполнительным элементам добавляются:

8 - рабочие станции руководителей расчетов АСУ ТП, НИО, НТО, КПА, а также рабочие станции для персонала расчетов, выполняющих МСР (PC Рр);

компоненты предлагаемой системы обмениваются данными по каналу:

9 - канал приема-передачи информации;

для реализации автоматизированного комплексного управления работами по подготовке и пуску ракет-носителей, для комплексного представления результатов контроля результатов работ в систему добавляются:

10 - рабочая станция руководителя операций (PC РО);

11 - экран коллективного пользования;

12 - сервисный узел, включающий в себя:

13 - блок формирования и хранения шаблонов технологических графиков (ТГ), логики взаимосвязи операций, исполнителей работ, содержания должностных инструкций (в части регламентированных формулировок управляющих сообщений);

14 - блок формирования и хранения плановых ТГ;

15 - блок архива фактических ТГ;

16 - блок формирования графического представления результатов контроля;

17 - блок системы поддержки принятия решений, формирования и хранения ассоциативных связей данных;

18 - блок фактического графика и выданных управляющих и информационных сообщений руководителями и исполнителями;

19 - блок хранения данных по средствам инфраструктуры для объекта (данных по АСУ ТП, НТО, НИО, КПА) и электронных документов.

На фиг. 1 показаны также концептуально важные для предлагаемой системы компоненты исполнительных элементов; в частности, АСУ ТП содержит:

20 - средство телекоммуникации;

21 - устройство связи с объектом;

22 - автоматизированное рабочее место оператора (АРМ О).

Как правило, станции 8 и 10 реализуются на основе персональных ЭВМ. В качестве варианта, особенно для руководителей расчетов, например, выполняющих МСР, возможно мобильное исполнение станций 8.

Компоненты системы для реализации предлагаемого способа соединены следующим образом.

Управляющие выходы 23 исполнительных элементов системы (ИЭС) 3, 4÷7 соединены со входами 25 управления компонентов СТО 2 сложного технического объекта 1, а информационные входы 24 ИЭС соединены с информационными выходами 26 компонентов СТО. Канальные входы-выходы всех элементов ИЭС (блоки 3-6), рабочей станции руководителя операций 10, экрана коллективного пользования 11 и всех элементов сервисного узла 10 (блоки 13-19) соединены с каналом передачи данных 9.

На фиг. 2 представлен вид фрагмента технологического графика, где:

27 - элементы образа операции, формируемые пропорционально времени выполнения операции.

Подобный фрагмент представляют на экранах мониторов рабочих мест при выводе шаблонов из блока 13 формирования и хранения шаблонов технологических графиков, логики взаимосвязи операций, исполнителей работ, содержания должностных инструкций.

Перед началом процессов работ с объектом начинают заполнять данными (из блока 14 формирования и хранения плановых технологических графиков), определяющими работы с конкретным экземпляром объекта 1.

После начала процессов работ с объектом начинают заполнять данными (из блока 18 фактического графика и выданных управляющих и информационных сообщений) и формируют фактический график работ. При этом используют упомянутое выше цветокодирование элементов 27, а также строк матрицы, представленной на фиг. 2.

На фиг. 3 представлен возможный вид пульта PC Рр, где:

28 - поле вывода наименования полученной команды на выполнение операции;

29 - зона элементов управления для выдачи регламентированных информационных сообщений (докладов исполнителей руководителю работ);

30 - поле ввода текста сообщения о нештатной ситуации. Возможные варианты исполнения - реализация пульта управления (представляющего в распоряжение персонала необходимые элементы выдачи сообщений для исполнения только текущей операции) или на стационарных мониторах рабочих станций (со способом выдачи сообщений путем выделения элемента и нажатия, например, нажатием левой клавиши «мыши»), или на мониторах с сенсорным экраном, или на мониторах (экранах) мобильных средств.

На фиг. 4 представлен возможное представление данных о текущем состоянии исполнительных элементов системы, в частности, автоматизированных и автоматических средств реализации фрагментов технологического графика работ с объектом (АСУ ТП, НТО, НИО и КПА), где:

31 - элементы для выбора конкретного исполнительного элемента системы;

32 - поле с элементами для формирования управляющих сообщений;

33 - поле для вывода содержания информационных сообщений, поступивших от выбранного исполнительного элемента системы.

Работает предлагаемая система при реализации предлагаемого способа следующим образом. Перед началом работ с изделием 1 при помощи блока 11 формируется шаблон технологического графика проведения работ с объектом (сборки и проведения испытаний компонентов 2 СТО 1 (например ракеты-носителя) с описанием логики взаимосвязи операций, но без привязки к конкретным срокам выполнения работ.

Затем с помощью блока 14 формируется плановый ТГ выполнения операций, который после его документирования на твердом носителе и подписания всеми должностными лицами регистрируется в блоке 14 как текущая редакция план-графика.

Для более детального описания предлагаемого способа управления технологическими процессами подготовки СТО и работы устройства для его реализации, работы с объектом разделим на следующие этапы:

- выполнение монтажно-сборочных работ (МСР);

- проведение автономных испытаний компонентов 2 СТО;

- проведение комплексных испытаний объекта 1;

- проведение подготовки объекта к пуску (вывоз и установка, например ракеты-носителя на стартовом комплексе, проведение проверок и заправка компонентами ракетного топлива, проведение заключительных проверок и пуск ракеты-носителя).

Перед выполнением этапа МСР производится начальная загрузка необходимым программным обеспечением PC РО 10 и PC Рр 8.

Руководитель операций на мониторе открывает окно с программой диагностирования системы, производит опрос исполнительных элементов системы, задействуемых в заданном интервале времени (например, с помощью пульта управления, представленном на фиг. 4). При готовности подключенных средств на экране монитора руководитель операций открывает окно с утвержденным план-графиком работ, производит совмещение маркера манипулятора типа "мышь" с изображением первой операции и нажимает кнопку на манипуляторе, тем самым отправляя соответствующему (заданному в план-графике) руководителю расчета МСР текстовое сообщение-команду на выполнение этой операции.

PC Рр 8 должна реализовывать функции пульта управления с определенным набором соответствующих органов управления - всплывающих меню с изображением кнопок, переключателей и т.п. после выделения операции на представлении план-графика работ или кнопок, переключателей на «пульте управления», пример которого приведен на фиг. 3 (вид используемого средства определяет пользователь, в соответствии со своими предпочтениями).

При принятии команды-сообщения рабочая станция руководителя расчета (PC Рр) возвращает ответ-подтверждение на рабочую станцию 10 (на PC РО).

На представлении план-графика (в любом виде его представления) у РО начальный участок (в левой части) окрашивается в шестой цвет видимого спектра, тем самым сообщая руководителю операций о факте приема команды PC Рр и переводе операции в состояние «выполняется». Производится фиксация времени начала выполнения операции. Постепенное заполнение шестым цветом видимого спектра части представления соответствующей операции план-графика производят пропорционально текущему времени выполнения операции с момента подтверждения факта приема команды руководителем расчета, выполняющего операцию.

По той же команде с PC РО на выполнение заданной операции Рр МСР выдают на монитор PC РО изображений с определенных заранее и заданных в исходных данных план-графика видеокамер системы видеонаблюдений для обеспечения визуального контроля за выполняемой операцией. При необходимости руководитель операций может подключить для подключения другие камеры системы видеонаблюдения.

Альтернативным вариантом реакции руководителя расчета МСР может быть ответ (нажатие соответствующей кнопки): "Команда некорректна", (например, при ручном управлении неверно указан адрес получателя команды - "правильная" операция поступила руководителю расчета, не выполняющего этих операций и т.п.).

По завершении выполнения заданной операции руководитель расчета выполняющего операцию производит "нажатие" на пульте управления кнопки "Операция завершена", соответствующее сообщение поступает в PC РО. Производится фиксация времени окончания выполнения операции, расчет ее длительности, сравнение полученных и расчетных данных с заданными значениями, производится корректировка изображений и выводимых на экран монитора данных по соответствующей операции.

Выдача команд на выполнение следующей операции по технологическому план-графику с PC РО может производиться в соответствии с установленным режимом выдачи команд:

- автоматическим;

- полуавтоматическим;

- ручным.

При автоматическом режиме выдачи команд PC РО по программе определяет соответствие условий для выдачи команды исполнителю (например, завершение необходимых смежных операций, и т.п.) и, в случае удовлетворения всех заданных условий, производит выдачу команды исполнителю (или нескольким исполнителям, если это предусмотрено план-графиком).

В режиме полуавтоматической выдачи команд программа производит оценку выполнения всех заданных условий для выдачи команды как в предыдущем режиме, но вместо выдачи команды исполнителю обеспечивает мигающую подсветку следующей к выполнению операции на план-графике с сопровождающим прерывистым звуковым сигналом. Решение о выдаче команды принимается руководителем операций воздействием на мигающий сегмент план-графика маркером манипулятора типа "мышь" с одновременным нажатием кнопки на манипуляторе, как это было описано выше.

В ручном режиме выдачи команд руководитель операций обязан сам оценить выполнение условий для выдачи команды и произвести действия по ее выдаче, описанные выше.

В случае, если какое-либо из заданных условий окажется не выполнено, программа выдаст соответствующее текстовое сообщение руководителю операций с указанием невыполненного условия.

Этап выполнения автономных испытаний компонентов СТО выполняется во многом аналогично вышеописанному (в части выдачи управляющих и информационных сообщений).

При этом:

- при загрузке исходными данными загружаются необходимыми программными средствами соответствующие исполнительные элементы системы, участвующие в испытаниях;

- рабочие станции руководителей расчетов задействуемых исполнительных элементов могут быть организованы как в виде дополнительного рабочего места с дополнительной ЭВМ, так и на одной из ЭВМ, входящих в состав исполнительных элементов;

- конфигурация системы при выполнении операции опроса готовности изменяется в соответствии с выполняемыми работами;

- во время проведения автономных испытаний организуется выдача на один из мониторов PC РО протокола проведения проверок соответствующей составной части СТО, для информирования руководителя о ходе проведения работ.

Дополнительно осуществляется пополнение данных электронных паспортов и формуляров задействуемых исполнительных систем.

Отличительной особенностью проведения комплексных испытаний объекта является одновременное и взаимоувязанное участие в работе нескольких компонент СТО с соответствующими исполнительными элементами, проверяемых, как правило, в автоматизированном режиме по заданным циклограммам. Основными задачами системы на этом этапе являются:

- обеспечение взаимоувязанного управления работами, включая инициализацию действий по парированию обнаруженных нештатных ситуаций;

- интегрированный контроль основных параметров объекта, включая аварийные;

- контроль текущего состояния наземного испытательного и технологического оборудования, участвующего в проведении комплексных испытаний, включая контроль выдачи ими управляющих сигналов на объект и соблюдение заданной циклограммы выполняемых операций;

- сбор и архивирование всей контрольной информации с участвующих в испытаниях исполнительных элементов, включая протоколы испытаний;

- учет наработки технических средств исполнительных элементов, объекта, ведение журналов учета технического состояния и работ, пополнение данных электронных паспортов и формуляров.

В сервисном блоке для PC РО формируются описание автоматической циклограммы проведения испытаний, включая описание:

- структуры задействуемых средств;

- выдаваемых исполнительными элементами команд на объект и команд межсистемного взаимодействия;

- поведения основных параметров объекта, получаемых от исполнительных элементов, их взаимосвязи, алгоритмов обработки, допустимых значений;

- аварийных и нештатных ситуаций и действий по их парированию;

- правил (алгоритмов) формирования сигналов "Авария";

- формуляров представления данных для руководителя операций (типовые сценарии).

PC Рр обеспечивает:

- взаимодействие с PC РО и с сервисным блоком системы (по протоколам информационного обмена данными);

- прием и проведение предварительной обработки контрольной информации от соответствующих исполнительных элементов и выдачу результатов обработки в PC РО для проведения коррелированного анализа данных и представления обобщенных результатов на средствах представления информации (мониторах PC РО и экране коллективного пользования);

- обеспечение взаимодействия по командной линии между руководителем операций и руководителями расчетов задействуемых исполнительных элементов.

Исполнительные элементы выполняют действия по автоматическому управлению отдельными операциями и контролю реакции объекта на команды управления, выдаваемые в соответствии с заданной циклограммой.

Этап подготовки РКН к пуску и проведения пуска РКН в общем случае может включать в себя все описанные выше этапы функционирования системы:

- проведение ручных операций как в части выполнения МСР, так и в части проведения автономных испытаний компонентов СТО;

- проведение комплексных испытаний по автоматической циклограмме выполнения технологических процессов.

Функционирование предлагаемой системы на этом этапе по сравнению с вышеописанными отличается работой системы поддержки принятия решений 17, которая в отличие от вышеприведенных режимов работы концентрируется на функциях парирования нештатных ситуаций, выполняемых в условиях реального времени, а не на функциях локализации обнаруженных неисправностей, как при проведении комплексных испытаний.

Отдельным элементом, реализуемым в предлагаемых способе и системе, является отработка процедур парирования нештатных ситуаций. Преимущество предлагаемых решений в возможности запуска автоматических процедур реагирования на нештатные ситуации (определенные регламентом процедуры оповещения, взаимоувязанного в отключения систем, с соблюдением необходимой очередности включение систем отработки аварийной ситуации и т.д.)

В результате применения предлагаемых решений, по сравнению с известными способами, достигается эффект, заключающийся в том, что при оперативном контроле хода исполнения операций контролируют и соблюдение логики взаимосвязи операций с компонентами объекта и с объектом в целом с локализацией конкретной операцией и времени отклонений от нормального хода операций, от логики взаимосвязи операций, что сокращает сроки анализа поведения объекта за счет комплексного представления поведения и контролируемых параметров объекта (его компонентов) и фактического исполнения графиков операций в удобном для восприятия графическом виде. Выделением цветом отклонений от планируемого хода технологических операций и контролируемых параметров концентрирует внимание инженеров-испытателей на значимых с точки зрения анализа отклонений процессах объекта. Пользователям также предоставляется определенная оперативная информационная поддержка в виде электронных документов, данных из архива, данных со средств инфраструктуры сложного технического объекта (причем представление таких данных осуществляется контекстно выделенным операциям), что повышает качество анализа поведения объекта. Предоставляемая пользователям возможность оперативного вмешательства в ход операций со сложным техническим объектом сокращает время реагирования на нештатные и проблемные ситуации. Вышепредставленный подход позволит получить значительный экономический эффект за счет:

- снижения вероятности необнаружения аварийной или сбойной ситуации;

- снижения вероятности ошибки при анализе поведения объектов;

- возможности оперативного предупреждения нештатных ситуаций;

- снижения потерь времени при локализации и парировании нештатных ситуаций;

- уменьшения негативных последствий, проявляющихся в результате возникновения аварийных ситуаций.

Особенно актуально использование предложения в системах контроля, оценки технического состояния изделий авиационной и космической промышленности. Возможно использование предлагаемого способа и в системах управления технологическими процессами изготовления ракетно-космической техники и других сложных технических изделий.

Claims (8)

1. Способ управления подготовкой и пуском ракеты-носителя, при котором преобразуют параметры датчиков в соответствующие информационные сигналы, обрабатывают информационные сигналы на заданном временном интервале, отображают посредством матрицы, выявляют соответствие требованиям на заданном временном интервале, причем выделяют несоответствия требованиям соответствующим цветовым сигналом, отличающийся тем, что команды управления на выполнение всех технологических операций, которые исполняют с помощью ручных и механизированных приспособлений, автоматизированных и автоматических средств, выдают, или ручным, или автоматизированным, или автоматическим способами в виде электронных текстовых сообщений, для чего в визуальном представлении на одном или нескольких многоцветных мониторах технологических план-графиков выполнения операций, которые формируют в виде совокупности графических объектов и/или буквенно-цифровых данных, с взаимосвязями с другими технологическими операциями, при этом как минимум один из размеров графического объекта изображают пропорциональным длительности выполнения операции, графические элементы, или буквенно-цифровые данные, или их совокупности компонуют в группы описания характеристик и параметров каждой технологической операции, в состав буквенно-цифровых данных описания характеристик и параметров каждой технологической операции и ее взаимосвязи с другими технологическими операциями включают уникальный индекс операции, наименование операции, адрес и/или имя, и/или идентификатор исполнителя операции, идентификатор его рабочего места в компьютерной сети, текстовое содержание команды, которую выдают исполнителю, обозначение и/или идентификатор интерактивных электронных документов, в соответствии с которыми выполняют описываемую операцию, условия на выполнение операции, например, указывают индексы операций, выполнение которых накладывает ограничение на выполнения описываемой операции, а именно индексы операций, которые должны быть завершены к началу выполнения описываемой операции, индексы операций, которые должны выполняться к началу выполнения описываемой, индексы операций, которые должны быть завершены к моменту завершения описываемой, цифровые значения данных используют для задания каждой операции технологического графика расчетных значений времени начала и окончания операции, ее длительности, контролируют ход выполнения технологических операций и состояние объекта управления, для чего отображают на план-графике в цифровом и/или графическом виде изменяющиеся значения текущего времени, принимают от исполнителей электронные текстовые сообщения о завершении выполняемой технологической операции и отображают на план-графике результат анализа полученных сообщений, при этом используют цветокодирование элементов план-графика соответствующих операций, причем с помощью цветокодирования отображают состояние процессов выполнения операций, а именно первый цвет видимого спектра используют в качестве исходного состояния технологических операций, до начала их выполнения, вторым цветом видимого спектра выделяют операции, непосредственно предстоящие к исполнению, третьим цветом видимого спектра выделяют операции, выполненные без отклонения, четвертым цветом видимого спектра выделяют операции, выполненные с отклонениями по времени от заданных значений, пятым цветом видимого спектра выделяют операции, в которых процесс выполнения остановлен или прекращен в результате выявленной нештатной, аварийной ситуации, шестым цветом видимого спектра выделяют выполняемые в текущий момент времени операции, причем графические объекты план-графика, соответствующие текущей операции и имеющие пропорциональное соответствие как минимум одного из размеров заданной длительности выполнения операции, заполняют в соответствии с изменяющимся соотношением значения текущей длительности выполнения операции к ее заданному значению, а также отображают текущее состояние объекта управления и исполнительных элементов системы, в частности автоматизированных и автоматических средств реализации фрагментов технологического графика работ с объектом, контролируют путем анализа поступающих от них основных, включая аварийные, параметров с учетом их коррелированности и по результатам анализа выдают на исполнительные элементы системы управляющие сообщения в том числе на останов или прекращение выполнения операций.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при ручном способе выдачи команд воздействуют на элемент план-графика следующей к исполнению операции с помощью указателя манипулятора типа "мышь" с нажатием его кнопки или непосредственно на фрагмент сенсорного экрана с изображением операции, при этом автоматически проверяют соответствие заданных условий для выдачи команды с текущим состоянием выполнения операций технологического план-графика и при положительном результате проверки выдают команду исполнителю, а при отрицательном результате проверки выдают на монитор текстовое сообщение руководителю операции о неготовности условий для выдачи управляющего сообщения и необходимости дополнительного подтверждения для выдачи управляющего сообщения с игнорированием несоблюдения условий.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при автоматизированном способе выдачи управляющих сообщений акцентируют внимание руководителей при положительном результате проверки, тем, что отмечают в цветокодированном изображении элементов следующие к выполнению операции и, при необходимости, выдают звуковой сигнал.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при автоматическом способе выдачи команды по положительному результату проверки выдают исполнителю управляющее сообщение на выполнение заданной технологическим план-графиком технологической операции.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что акцентируют внимание персонала на текущем моменте выполнения операций по технологическому план-графику, для чего формируют в отдельном окне монитора полное представление по текущим, выполняемым операциям и по непосредственно предстоящим к исполнению операциям, при этом для выполняемых операций отображают, например, индекс операции, наименование операции, наименование инструкции, по которой должна выполняться операция, установленное плановое время завершения операции, процент выполнения операции, который рассчитывают по текущему значению времени ее выполнения и заданной длительности, текущее значение расчетного времени до завершения операции, баланс времени выполнения работ по план-графику, в котором рассчитывают и отображают на начало выполнения операции опережение или отставание, сообщения об обнаруженных аномальных или нештатных ситуациях, для операций, непосредственно предстоящих к исполнению, отображают, например, индекс операции, наименование операции, наименование инструкции, по которой должна выполняться операция, расчетное время до начала выполнения операции, условия для начала выполнения операции, например, индекс и наименование операций, которые должны быть завершены, расчетное время до завершения, индекс и наименование операций, которые должна выполняться к моменту начала описываемой, расчетное время до начала выполнения.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что акцентируют внимание персонала на более важных в текущий момент времени операциях, для чего скрывают избыточную или второстепенную на текущий момент времени информацию, например, для выполненных без замечаний операций скрывают наименования документов, по которым выполнялись операции, процент выполнения операций, цифровые значения длительности выполнения операций и времени начала и окончания выполнения операций, при этом фон освободившегося поля заполняют третьим цветом видимого спектра, для операций, выполненных с опережением заданного технологическим графиком времени, скрывают наименования документов, по которым выполнялись операции, процент выполнения операций, скрывают цифровые значения длительности выполнения операций, времени начала и окончания выполнения операций, если фактические значения не отличаются от заданных план-графиком на величину, превышающую заданный допуск, при этом фон освободившегося поля также заполняют третьим цветом видимого спектра, фактические и заданные план-графиком значения, отличающиеся на величину, превышающую допустимые отклонения, представляют в заданных полях план-графика без использования цветового фона полей, в поле баланса времени отображают результат опережения выполнения работ по отношению к заданному план-графиком в виде вычисленной разницы между заданным временем окончания выполнения операции и ее фактическим временем завершения, фон поля баланса времени также отображают третьим цветом видимого спектра, для операций, выполненных с задержкой, значение которой превышает заданный допуск, в поле баланса времени отображают результат отставания выполнения операции от графика в виде вычисленной разницы фактического времени ее завершения с заданным в план-графиком, фон поля баланса времени отображают пятым цветом видимого спектра, не отображают наименования документов, по которым выполнялись операции, процент выполнения операций, скрывают цифровые значения длительности выполнения операций и времени начала выполнения операций, если фактические значения не отличаются от заданных план-графиком на величину, превышающую заданный допуск, при этом фон освободившегося поля заполняют третьим цветом видимого спектра, фактические и заданные план-графиком значения, отличающиеся на величину, превышающую допустимые отклонения, представляют в заданных полях план-графика с использованием пятого цвета видимого спектра, для операций, выполненных после обнаружения и устранения нештатной ситуации, строку план-графика операции с ее индексом и наименованием заполняют фоном пятого цвета видимого спектра, в поле указания процента выполнения операции устанавливают значение "100%" и устанавливают для фона поля пятый цвет видимого спектра, скрывают фактические значения длительности выполнения операции, времени ее начала и завершения для тех значений фактических параметров, которые не отличаются от заданных план-графиком значений на величину, превышающую установленный допуск, при этом для фона полей этих параметров устанавливают третий цвет видимого спектра, в поле баланса времени указывают вычисленное значение разницы между заданным и фактическим временем ее завершения, причем если разность указывает на отставание в выполнении операции от заданного времени окончания, то устанавливают для фона поля для отображения этого значения пятый цвет видимого спектра, если разность нулевая или имеется опережение по времени выполнения операции, устанавливают для фона поля отображения этого значения третий цвет видимого спектра.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что формируют на экранах мониторов или стационарных рабочих станций, или на отдельном пульте, например, на основе сенсорного экрана, или на экране мобильной рабочей станции, пульты исполнителя операций, на котором формируют элементы для выдачи сообщений, регламентированных для текущей операции.

8. Система управления подготовкой и пуском ракеты-носителя, содержащая объект контроля, в состав которого входят компоненты, причем управляющие входы объекта контроля соединены с управляющими выходами контрольно-проверочной аппаратуры или автоматизированных систем управления технологическими процессами, а выходы соединены со входами контрольно-проверочной аппаратуры или автоматизированных систем управления технологическими процессами, а канальные входы-выходы контрольно-проверочной аппаратуры или автоматизированных систем управления технологическими процессами соединены с каналами передачи данных, отличающаяся тем, что каналы передачи данных соединены с канальными входами-выходами рабочих станций руководителей расчетов с блоками формирования информационных и приема управляющих сообщений, рабочей станции руководителя операций с блоком ручного, автоматизированного и автоматического формирования управляющих и приема информационных сообщений, экрана коллективного доступа и сервисного узла, в котором канальные входы-выходы соединены с канальными входами-выходами блока обработки и формирования графического представления результатов контроля параметров, блока формирования и хранения шаблонов технологических графиков, логики взаимосвязи операций, идентификаторов исполнителей и их рабочих станций, блока формирования и хранения плановых технологических графиков и идентификаторов исполнителей операций, блока фактического графика, блока архива технологических графиков, блока хранения данных по составу средств инфраструктуры объекта, идентификаторов средств и электронных документов, блока системы поддержки принятия решений и хранения ассоциативных связей данных.

Images