• Save
Modernizacija krstarica tipa Ticonderoga - Modernization Ticonderoga-Class Cruisers
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Like this? Share it with your network

Share

Modernizacija krstarica tipa Ticonderoga - Modernization Ticonderoga-Class Cruisers

on

  • 2,604 views

 

Statistics

Views

Total Views
2,604
Views on SlideShare
2,604
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
0
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Modernizacija krstarica tipa Ticonderoga - Modernization Ticonderoga-Class Cruisers Document Transcript

  • 1. MODERNIZACIJA KRSTARICA KLASE TICONDEROGA UVO ENJEM NOVIH KOMPJUTERSKIH TEHNOLOGIJA -PROJEKAT SMART SHIP - Aleksić Marinko dipl.ing.
  • 2. SEMINARSKI RAD Tema: MODERNIZACIJA KRSTARICA KLASE TICONDEROGA UVO ENJEM NOVIH KOMPJUTERSKIH TEHNOLOGIJA -PROJEKAT SMART SHIP - Kandidat : Profesor : Aleksić Marinko dipl.ing. dr Dragana Bečejski -Vujaklija U Tivtu 29.08.1999.
  • 3. SADRŽAJ - PROJEKAT SMART SHIP-........................................................................................................... 1 SIŽE ............................................................................................................................................... 1 UVOD ............................................................................................................................................. 2 MODERNIZACIJA ORUŽNIH SISTEMA................................................................................................. 3 MODERNIZACIJA NAČINA GRADNJE .................................................................................................. 4 OSNOVE PROGRAMA SMART SHIP .................................................................................................... 4 REZULTATI PROGRAMA ................................................................................................................... 6 UGRA ENE TEHNOLOGIJE................................................................................................................ 7 PROMJENA POLITIKE I PROCEDURA .................................................................................................. 8 METODE ODRŽAVANJA.................................................................................................................. 10 AFERA YORKTOWN....................................................................................................................... 12 ZAKLJUČAK .................................................................................................................................. 14 BIBLIOGRAFIJA:....................................................................................................................... 15 TICONDEROGA CG-47................................................................................................................ 16 TOMAHAWK ................................................................................................................................ 17 127 MM MK-45 .............................................................................................................................. 18 OPREMLJENI MODULI .............................................................................................................. 19 DOK ................................................................................................................................................ 20 CADCAM ........................................................................................................................................ 21 PREDNOSTI CADCAM SISTEMA:................................................................................................... 21 OGRANIČENJA CADCAM SISTEMA ............................................................................................... 22 SMART SHIP ................................................................................................................................. 24 CG-48YORKTOWN ...................................................................................................................... 25 KOMANDNI MOST....................................................................................................................... 26 IBS .................................................................................................................................................. 27 FIBER-OPTIČKA MREŽA........................................................................................................... 30 MCS ................................................................................................................................................ 31 LOKALNA BRODSKA MREŽA................................................................................................... 33 MREŽE PODATAKA ........................................................................................................................ 33 KOMPONENTE SISTEMA ................................................................................................................. 33 PREDNOSTI KONTROLNE MREŽE..................................................................................................... 34 GEITVEJ IZMEDJU KONTROLNE MREŽE I ADMINISTRATIVNE MREŽE .................................................. 35 MAŠINSKA CENTRALA.............................................................................................................. 37 MAŠINSKA CENTRALA PRIJE MODERNIZACIJE ................................................................................. 37 MAŠINSKA CENTRALA POSLIJE MODERNIZACIJE ............................................................................. 37
  • 4. RASPORED STARE I NOVE OPREME U MAŠINSKOJ CENTRALI ......................................... 38 EKSPERTNI SISTEM ................................................................................................................... 39 ARHITEKTURA EKSPERTNOG SISTEMA ............................................................................................ 39 ELEMENTI EKSPERTNOG SISTEMA .................................................................................................. 39 PROGRAMSKI JEZICI ZA IMPLEMENTACIJU EKSPERTNIH SISTEMA ..................................................... 40 ICAS ............................................................................................................................................... 41 1.Održavanje prema stanju ...................................................................................................... 41 2.Podešavanje ure aja............................................................................................................. 41 3.Dnevnik dogadjaja................................................................................................................ 41 1.KARAKTERISTIKE SISTEMA I AKVIZICIJA PODATAKA .................................................................... 42 1.1 Arhitektura hardvera ......................................................................................................... 42 1.2 Arhitektura softvera .......................................................................................................... 42 1.3. Akvizicija podataka (Data Acquisition)............................................................................ 43 1.4. Set za konfiguraciju podataka (Configuration Data Set CDS) .......................................... 44 2.PRIKAZ I ANALIZA PODATAKA .................................................................................................... 44 2.1. Grupe za skaniranje ( Scan Groups ) ............................................................................... 45 2. 2. Status mašina (Machine Status)...................................................................................... 45 2.3. Statusne strane (Status Pages) .......................................................................................... 45 2.4. Linijski dijagram (Strip Charts) ....................................................................................... 46 2.5. Alarmi (Alarms)............................................................................................................... 46 2.6. Ekspertni sistem (Experts, Hybrid Decision Support (HDS) System) ................................ 47 2.7. Doga aji (Events)............................................................................................................. 48 2.8. Trend (Trends) ................................................................................................................ 48 2.9. Mašinski dnevnik (Logsheets) ........................................................................................... 48 2.10. Analiza vibracija (Vibration Analysis and Query)........................................................... 48 LINUX ................................................................................................................................................ DEFINICIJA MAŠINE.........................................................................................................................50 MAŠINSKI I SISTEMSKI STATUS...................................................................................................51 LINIJSKI DIJAGRAM.........................................................................................................................53 ALARM..................................................................................................................................................54 INTERVJU-EKSPERTNI SISTEM ICAS..........................................................................................55 MAŠINSKI DNEVNIK.........................................................................................................................56 POLAR...................................................................................................................................................57
  • 5. Aleksić Marinko Modernizacija krstarica klase Ticonderoga uvo enjem novih kompjuterskih tehnologija - Projekat Smart Ship- Siže U ovom radu se analizira modernizacija oružnih sistema, načina gradnje i posebno najnoviji Smart Ship projekat modernizacije krstarica klase Ticonderoga, jednog od najbrojnijih i najsavremenijih tipova ratnih brodova. Tim projektom se želi smanjiti broj članova posade i troškovi životnog ciklusa brodova, koristeći prvenstveno dostignuća savremene kompjuterske tehnologije. Prvi put se za mornaričke borbene sisteme koristi komercijalno dostupna tehnologija, za koju nije potrebno ulagati sredstva za razvoj. Pokazane su osnove koncepcije, način realizacije i pozitivni efekti koji su postignuti tim projektom. Ukazano je i kako visoko informatizovana tehnologija, od koje brod zavisi u potpunosti, čini isti taj brod i potencijalno veoma ranjivim. 1
  • 6. Aleksić Marinko Uvod Krstarice klase Ticonderoga spadaju u najmodernije ratne brodove na svijetu. Namijenjene su za PVO/PRO1 flotnih sastava, za podršku borbenih grupa nosača aviona, amfibijskih napadnih grupa, kao i za eskortne zadatke. Ogroman značaj dobile su time što su naoružane velikim brojem krstarećih raketa za nanošenje preciznih udara duboko u teritoriji potencijalnog neprijatelja. Radi se o brodovima koji su prvi naoružani sa protivvazdušnim sistemom MK 7 MOD 3 AEGIS, za koji Amerikanci tvrde da je najbolji na svijetu. Srce sistema je radar sa četiri fazne rešetke SPY-1A, koji automatski otkriva i prati vazdušne ciljeve na rastojanju i do 200 milja. Sistem je dizajniran da osujeti neprijateljske rakete ili avione brzom reakcijom, velikom vatrenom moći i sposobnošću pasivnog ili aktivnog ometanja. Primarno naoružanje na krmenom i pramčanom dijelu palube je vertikalni lansirni sistem VLS MK 41. Iz njegovih 122 ćelije se mogu ispaljivati dalekometne krstareće rakete BGM-109 Tomahawk, dometa 2500 km, i rakete brod-vazduh tipa Standard SM-2MR,sa komandnim/inercijalnim vo enjem i poluaktivnim radarskim samonavo enjem do 73 km i brzine 2 Maha. Na krmenoj palubi se nalaze i dva četverocijevna lansera protivbrodskih raketa Harpoon sa sistemom za kontrolu vatre SWG-1A. Rakete su sa aktivnim radarskim samonavo enjem, brzine 0,7 Maha i sa eksplozivnim punjenjem od 227 kg. U bulb-pramac2 broda je ugra en SONAR AN/SQS-53A, a na krmi nosi i dva protivpodmornička helikoptera Seasprite SH-2 LAMPS3 koji mogu pretraživati akvatoriju i na udaljenosti 100 milja od broda. Protivpodmornički sistem koristi osmocijevni lanser raketa ASROC, a dva trocijevna torpedna aparata MK 32 MOD 14 ispaljuju torpeda 324 mm MK-46. 1 Protivvazdušna odbrana / protivraketna odbrana 2 Bulb - hidrodinamički oblik pramca broda za smanjenje otpora talasa i šumnosti broda 3 Morski duh 2
  • 7. Aleksić Marinko Brod je naoružan sa dva univerzalna topa 127 mm MK 45 5"/54 sa radarom za kontrolu vatre AN/SPQ-9, koji se koriste u borbi protiv drugih brodova, sporih aviona ili ciljeva na kopnu. Dva malokalibarska sistema kalibra 20 mm - Vulkan Phalanx velike brzine ga anja,namijenjena su za obaranje raketa koje probiju sistem PVO broda. Modernizacija oružnih sistema Ukupno je izgra eno 27 krstarica klase Ticonderoga počev od CG-47 do CG- 73, u vremenu od 1978. do 1994. godine. Osnovna karakteristika im je najsofisticiraniji sistem za protivvazdušnu odbranu AEGIS sa raketama Standard SM-1MR ili SM-2MR. Me utim, taj sistem je ugra ivan u starijoj i novijoj naprednijoj varijanti. Modernizacija je vršena stalno tokom gradnje brodova ove serije. Tako brodovi CG 59 do CG 73 imaju novi moćniji višenamjenski radar AN/SPY-1B, a CG 68 do CG 73 imaju ugra en SONAR AN/SQS-53C i SONAR AN/SQR-19B koji se tegli iza broda. Počev od trećeg broda u seriji, helikopteri kojim se opremaju su dva Sea Hawk SH-60 LAMPS III 4. Prvih pet brodova ove klase (CG-47 do CG-51) nemaju vertikalni lansirni sistem VLS5, iz čijih ćelija se mogu lansirati kako rakete Standard tako i krstareće rakete Tomahawk. Stoga novi plan modernizacije predvi a ugradnju tog sistema i izbacivanje dva stara raketna lansera MK 26, koji su lansirali samo rakete Standard. Upravo rakete Tomahawk omogućavaju ofanzivnu napadačku ulogu površinskim brodovima, što je veoma značajno za američku ulogu svjetskog policajca. 4 Morski soko 5 Vertikalni lanseri na brodovima CG-56 pa nadalje, mogu ispaljivati i rakete Harpoon i Asroc pri čemu se koriste posebni adapteri. Me utim, zbog narušavanja bk raketa Tomahawk i Standard, za te se rakete i dalje koriste posebni lanseri. 3
  • 8. Aleksić Marinko Modernizacija načina gradnje Ovi brodovi su gra eni sistemom opremljenih modula, što omogućava mnogo bolji pristup svim dijelovima broda u toku konstrukcije. Pri konstrukciji se izra uje hiljade podsklopova, cijevnih i ventilacionih vodova. Ti podsklopovi se zatim ugra uju u module, nakon čega se oni opremaju većim postrojenjima, kao što su turbine, generatori ili električni paneli. Opremljeni moduli se zatim spajaju kako bi formirali trup broda, što je očita razlika u odnosu na tradicionalni način gradnje pri kom se mašine ubacuju u potpuno izgra eni trup. Nakon toga se na palubu dižu moduli nadgra a. Na kraju se brod sa ravne obale šinama navuče na namjenski plovni "L" dok, koji se potom spušta u more. U brodogradilištima Ingalls i Bath, modularni način gradnje je omogućen integrisanjem kompjuterskog dizajna i kompjuterski podržane proizvodnje - CAD/CAM6 sistemom. Time se u ogromnoj mjeri povećava efikasnost detaljnog dizajna, kao i simulacija i analiza naponskog stanja pri projektovanju brodskih komponenata. Trodimenzionalni sistem kompjuterskog projektovanja je povezan sa mrežom računara za podršku proizvodnje u cijelom brodogradilištu. Taj sistem upravlja mašinama koje sijeku željezne ploče, sijeku i savijaju cijevi i oblikuju mreže metalnih sklopova. Osnove programa Smart Ship7 Krstarice klase Ticonderoga su pri projektovanju bile odre ene kao raketni razarači, sa istim trupom i pogonom kao kod razarača klase DDG Spruance. Projekat je preklasifikovan za krstaricu, ali je ugra ena tehnologija i oprema za nadzor i kontrolu 6 CAD/CAM - Computer aided design and computer aided manufacturing 7 Smart Šip : Smart - termin odomaćen u savremenoj tehnologiji, a znači pametan,žustar, bistar, moderan, otmen, inteligentan ; Ship - brod 4
  • 9. Aleksić Marinko postrojenja, originalno dizajnirana 60-tih godina, samo bila adaptirana za proširenu upotrebu na krstaricama klase CG-47. Ako bi se koristila originalna oprema iz tog doba u preostalom projektovanom životnom vijeku, naročito na brodovima CG 47/49/50/51, u američkoj ratnoj mornarici se smatra da bi to bilo ekonomski neodrživo8. Na inicijativu tadašnjeg komandanta Pomorskih operacija admirala Džeremi Burde, u oktobru 1995. napravljen je projekat Smart Ship kako bi se istražile mogućnosti uštede sredstava smanjenjem posade na brodovima, a da se pri tome sačuva sigurnost održavanja broda i poveća spremnost za izvršenje zadataka. Dominantni troškovi tokom eksploatacije broda su troškovi popune posade i troškovi održavanja broda. Smatralo se da su dotadašnje smetnje smanjenju posade bile više stvar pomorske kulture i tradicije, nego li nedostatak provjerene tehnologije i znanja. Upućen je poziv vojnim, akademskim i privrednim ustanovama da daju doprinos modernizaciji, odn. smanjenju troškova životnog ciklusa brodova ratne mornarice. Pošto je projekat jedinstven, kako po metodama tako i po potencijalu koji donosi u korist RM SAD, a ujedno spaja veliki broj organizacija i resursa, zahtijevala se inovacija i u menadžmentu. Zato je osnovan poseban integralni tim - bord za raspodjelu resursa. Ovaj projekat traži, procjenjuje, selektira i primjenjuje test-demonstracije tehnoloških, procesnih i organizacionih metoda koje imaju potencijal da smanje troškove ili poboljšaju efikasnost. Ne razvijaju se specijalni vojni programi, nego je interes na idejama ili proizvodima koji iskorištavaju najbolju komercijalnu praksu, utvr ene industrijske standarde ili trgovačku tehnologiju. Što se tiče informatičke tehnologije, tražio se softver i hardver otvorene arhitekture koji je komercijalno 8 Moramo imati na umu da se radi o klasi najsavremenijih brodova, od kojih su prva četiri porinuta u more u vremenu od 1983. god. pa do 1987.godine. 5
  • 10. Aleksić Marinko dostupan9. Zbog prisustva različitih segmenata industrije i trgovine insistirano je na integraciji rješenja. Glavni izazov je bio u tome što bi se sve inicijative, koje bi bile prihvaćene, ispitale i provjerile na brodu u operativnoj upotrebi. Za operativnu platformu programa je izabrana krstarica CG-48 Yorktown, koja je tada bila planirana za generalni remont, a koji je trebalo da završi decembra 1996. godine. Planirano je da program stalno traje i da se sve pozitivne inicijative i dalje prikupljaju kako bi se pristupilo modernizaciji i preostalih 22 broda te klase. Jasno je bilo da će se sve uspjele inicijative obavezno koristiti i pri gradnji novih brodova (npr. LPD-17, SC-21 i ARSENAL SHIP), a tako e u Obalskoj straži i mornarici uopšte. Rezultati programa Program trenutno ima 61. inicijativu koja se ispituje i primjenjuje na palubi krstarice Yorktown. Prvo ispitivanje je provedeno 1997. u trajanju od 5 mjeseci u Karibima. Sa borbenom grupom nosača aviona CVN 73 provedeno je 47 rigoroznih testova. Usaglašavajući kompleksne odnose u zahtjevima za ljudstvom za vrijeme plovidbe, bitke, CG-48 YORKTOWN održavanja, podrške ili deplasman laki 7103 tone puni 9957 tona čuvanja broda, dužina : 172,8 m širina : 16,8 m uspješno je pokazano gaz : maks.navigacioni 10.5 m ograničeni 7 m da je moguće propulzija: 4 gasne turbine General Electric LM-2500 svaka 15000kW (20 000 KS) smanjenje posade i ukupno 60000kW(80000KS) 2 propelera sa zakretnim krilima radnog opterećenja, a 2 kormila brzina : 30 čvorova da borbena gotovost i daljina plovidbe : 6000milja/20 čvorova sigurnost ostanu posada : 33 oficira 27 podoficira 306 mornara 9 Naravno, podrazumijeva se da je ta oprema u današnjim vremenima dostigla veliki i zadovoljavajući kvalitet, iako nije po mil-standardu. 6
  • 11. Aleksić Marinko očuvane, uz značajan pozitivni efekat investicije. Zahtijevani troškovi ugra ene tehnologije i implementacija promjena u politici i procedurama su toliki da je smanjenje radne snage sasvim ostvarljivo. Promjene su izvršene u tri osnovna područja : 1. Tehnologija 2. Politika i procedure 3. Metode održavanja Direktne uštede se mogu ogledati u slijedećem : • Posada je smanjena za četiri oficira i 44 mornara. Sedmično radno opterećenje na palubi Yorktowna je smanjeno za 9000 sati, što iznosi 30 % od ukupnog. • Ukupna godišnja ušteda iznosi 2 865 000 dolara, u što je uračunata ušteda zbog smanjenja posade, indirektna ušteda u radnoj snazi u obalskoj infrastrukturi i ušteda u troškovima rada i održavanja nepouzdanih kontrolnih sistema zamijenjenih na krstarici Yorktown. • Investicije u tehnologije ugra ene na Yorktown, gledano pojedinačno, su isplative za vrijeme od 17 godina. Me utim, tehnologija u sinergiji sa promjenama u politici i procedurama veoma mnogo skraćuje vrijeme povratka investicija. Npr. poboljšanja metoda održavanja, gledajući troškove po pojedinačnom brodu, isplativa su za dvije godine. Ugra ene tehnologije Ono što se odmah primjećuje na komandnom mostu, jeste da su u toku remonta izbačeni ormari sa analognom opremom za kontrolu, tako da su tu sada samo kompjuterske konzole. Nove tehnologije koje su do sada ugra ene su : 7
  • 12. Aleksić Marinko • Integralni sistem na komandnom mostu IBS - auto-pilot, analizator kursa sa pregledom radara i digitalnih karata, uključujući izbjegavanje sudara. • Integralni sistem za ocjenu stanja ICAS - kompjuterski sistem za potrebe održavanja prema stanju propulzione i pomoćne opreme, lokalna mreža kompjutera Pentium Pro 200 MHz, pod operativnim sistemom Microsoft Windows NT 4.0. • Sistem za održavanje žilavosti broda DCQ - Kompjuterski sistem za detekciju, analizu i korekciju situacija štetnih po brod, mogućnost daljinskog upravljanja protiv-požarnim pumpama, fiber-optička mreža za internu komunikaciju na brodu, IC vizir ugra en na šljemu, novi aparati za disanje. • Sistem za kontrolu mašina MCS - kompjuterska kontrola propulzije i električnih postrojenja sa fiber-optičkom vezom. • Sistem za kontrolu goriva FCS - kompjuterska kontrola transfera goriva • Fiber-optička mreža FO SWAN - lokalna brodska mreža za povezivanje gore navedene tehnologije, bazirana na asinhronom transfer modu. Zahvaljujući njoj kompjuterskom sistemu je moguće pristupiti sa 15 različitih mjesta na brodu i dobiti sve potrebne informacije u realnom vremenu. • Bežični interni komunikacioni sistem HYDRA- individualna oprema za bežičnu komunikaciju glasom na brodu i u blizini broda Tehnologije su integrisane i njihov puni doprinos se i postiže tek integracijom i umrežavanjem. Promjena politike i procedura Osmatračka mjesta i druga zaduženja na brodu nisu organizovana prema tradicionalnom stepenu borbene gotovosti 1, 2 i 3. Umjesto toga primjenjena je 8
  • 13. Aleksić Marinko fleksibilna matrična organizacija. Ta organizacija daje osmatračkim timovima odgovornost ranijih pojedinačnih osmatračkih mjesta. Osnovna razlika izme u tradicionalne brodske straže i "fleks koncepta" je umjesto da se popuni posadom da bi reagovao, sada će brod fleksibilno da reaguje. Umjesto da osmatrači stoje na svojim mjestima i čekaju da se nešto desi, oni su dobili veće dnevne radne obaveze. To poboljšava kvalitet života mornara i time im daje sposobnost da rade bolji posao i bolje nadgledaju. Na komandnom mostu ukinuta su mjesta osmatrača i ta obaveza je prenesena na ostale na mostu. To se objašnjava time što osmatrač provede 85 % svog vremena gledajući na otvoreni okean, a u tome nema ništa što bi motivisalo mladog mornara. Koristeći tehnologiju ugra enu na mostu sada imamo četveročlani osmatrački tim, umjesto devetočlanog. Ukinut je kormilar, jer se plovi pomoću auto-pilota gdje je god to moguće. Ukinuto je i mjesto kurira na komandnom mostu i mla eg oficira palube. U borbenom operativnom centru je, zahvaljujući novoj tehnologiji borbenog sistema AEGIS na krstarici Yorktown, broj operativaca smanjen sa 22 na 13. Mašinska centrala na krstarici Yorktown je originalno bilo predvi eno kao nenadzirana, ali zbog problema koje su imali razarači Spruence sa senzorima i provodljivošću, od toga se odustalo. U mašinskom prostoru su zato bili predvi eni mornari koji su nadgledali opremu, pošto komandanti nisu vjerovali senzorima. Na Yorktownu su prihvatili izazov i novom organizacijom, stražu u mašinskom prostoru sveli sa 11 na 7 ljudi. Smatralo se da je problem održavanja žilavosti broda dostigao vrhunac. Ako se očekuje da bitka 21. stoljeća bude kratkotrajnog perioda i visokog intenziteta, onda se ne može dopustiti da i dalje za vrijeme borbene uzbune na brodu, brodska straža ima 124 pojedinca zadužena za borbenu otpornost broda. Novom politikom i procedurama postiglo se da taj broj bude prepolovljen na 64 čovjeka. 9
  • 14. Aleksić Marinko Na Yorktownu je predloženo da na brodu kruže dva osmočlana tima : tim za brzu reakciju i tim za izolaciju. Članovi protivpožarnog tima za brzu reakciju stalno nose kombinezone, laki alat i radio. U slučaju požara navlače aparat za disanje, nadziru stanje i odlučuju da li će požar ugasiti samo sa opremom koja je već tu u prostoru. Tim za izolaciju ima ulogu jedinice za podršku koja izoluje prostor na brodu i ograničava požar na mali prostor. Osnovno preimućstvo ovih timova jeste da su oni sastavljeni od pripadnika različitih specijalnosti, koji su inače uključeni u desetočlane timove predvo ene podoficirom odre ene specijalnosti. Na brodu postoje i tri teška protivpožarna tima sastavljena od 14 do 16 ljudi. Opremljeni su sa teškom protivpožarnom opremom. "Alfa" tim je glavni protivpožarni tim. Timovi "Čarli" i "Bravo" su tako e obučeni za protivpožarnu borbu, ali im je glavni zadatak saniranje prodora vode i spasavanje ranjenih na komandnim mjestima i borbenim stanicama. U slučaju borbenog oštećenja ili velikog požara, svi mornari učestvuju u saniranju havarije i to tako što se raspore uju kao ispomoć teškim timovima. U centralnoj kontrolnoj stanici se nalaze komandir i poslužilac pulta za upravljanje sistemima grupe BOB-a10. Komunikacija sa vo om tima na mjestu požara je omogućena bežičnom komunikacijom, koja isključuje korištenje kurira i telefoniste. Metode održavanja Američka RM ima razvijeno preventivno održavanje brodova u formi periodičkog sistema održavanja (PMS). Osnovno održavanje na brodu izvodi posada, provodeći zadatke bazirane na rasporedu dobijenom od mornaričkog remontnog zavoda, koji prati stanje i prikuplja podatke sa svih brodova iz flote. Remontne baze, zadužene za srednji remont, obezbje uju rezervne dijelove i monitoring timove za 10 Borbena otpornost broda 10
  • 15. Aleksić Marinko periodične preglede. Takav jedan tim, koji je sada nepotreban, je tim za izvo enje trogodišnjeg mjerenja vibracija na brodskim postrojenjima. Smart Ship projektom se predlaže provo enje održavanja prema stanju. Održavanje je usmjereno na funkciju, odn. misiju, koristi dostignuća savremene tehnologije kojom se povećava pogodnost za održavanje. Nova metodologija11 omogućava jasan pristup održavanju, determinišući tačno kada i kakva se akcija održavanja treba sprovesti, da bi se obezbijedilo da svaki dio opreme ili sistema djeluje unutar svojih odre enih operativnih parametara. Takav sistem oponira periodičnom sistemu održavanja, koji je fokusiran na plan i raspored, te kreiranje ponavljajućih radno-intenzivnih i u nekim slučajevima nepotrebnih aktivnosti, kada mogu opremi nanijeti više štete nego koristi. Yorktown je opremljen sa novom tehnologijom za ocjenu stanja u formi ICAS - kompjuterskog integralnog sistema za ocjenu stanja opreme. ICAS omogućava utvr ivanje stanja propulzione i pomoćne opreme, kao i praćenje procesa degradacije. Tako se preventivne akcije održavanja ili remont može planirati saglasno utvr enom stanju, a ne prema fiksnom rasporedu ili propisanom vremenskom resursu. Sistem ICAS tako e može identifikovati mašinu koja ne radi predvi enom efektivnošću, omogućavajući nam da izvršimo potrebno podešavanje, čime predupre ujemo otkaze i povećavamo efektivnost postrojenja. Sistem vrši stalno prikupljanje podataka sa ugra enih senzora12. Podaci se predstavljaju u formi dijagrama na monitoru kompjutera, preko kojih pratimo stanje procesa. Za svaki proces, odnosno mašinu, odre eni su kritični parametri, koji kada se dostignu, aktiviraju alarme. Podaci o radu postrojenja, prelazni procesi uključenja i isključenja bilježe se u memoriji, čime se isključuje upotreba dnevnika u papirnom zapisu. Prilikom otkaza možemo dobiti sve podatke o radu postrojenja 8 sati prije i 11 Reliability-Centered Maintenance 12 Podaci za kritične parametre se prikupljaju on-line, a za ostale ručno pomoću portabl-čitača, što je nekad bio preovladavajući način prikupljanja podataka o stanju opreme. 11
  • 16. Aleksić Marinko poslije otkaza, što veoma olakšava opravku. Ekspertni sistem pomaže u donošenju odluka pri opravci ili preventivnoj zamjeni. Sistem ICAS može koristiti i bazu podataka iz centralnog kompjutera u remontnom zavodu, pomoću satelitske veze. U ljeto 1997. ICAS je prvi put primijenjen i na jedan borbeni sistem. Naime, za brodski radar AN/SPS-49 razvijen je ICAS modul, sa kompletnim setom on-line senzora, i ugra en na Yorktown. Smatra se da taj sistem ima potencijal da revolucionarizuje način na koji se u floti izvodi, ne samo održavanje mašinskih postrojenja, već i održavanje elektronske opreme. Afera Yorktown Smart Ship je prošao sve provjere i oduševio investitore, tako da su pravljeni planovi za modernizaciju ostalih brodova te klase. Me utim, prošlog septembra u toku plovidbe brod je iznenada izgubio kontrolu nad propulzionim sistemom i morao je biti tegljen u luku Norfolk na opravku. Ta se vijest pročula u stručnim informatičkim krugovima, jer je uzrok tome bio pad operativnog sistema Windows NT. Sistem se nije mogao podići za vrijeme od čitava dva sata. Sve to je objavio na Internet konferenciji jedan od glavnih inžinjera za održavanje sistema za automatsko upravljanje u floti13, koji je ogorčeni protivnik uvo enja komercijalnih operativnih sistema na brodove ratne mornarice. Tako e zastupa konzervativnije shvatanje o potrebi većeg broja mornara za potrebe brodske straže, borbene otpornosti broda i održavanje broda. Sa LAN14 mrežom on je imao iskustvo da u slučaju greške dolazi do lančane reakcije i domino-efekta. Odre ena greška je povlačila za sobom pad cijelog operativnog sistema. Oko toga se digla velika prašina, jer se ispostavilo da je to bio već drugi put da Yorktown gubi kontrolu nad propulzijom. 13 Detaljno o tome može se pročitati u veoma interesantnoj diskusiji na adresama datim pod br. [5] i [6]. 14 Local Area Network - lokalna mreža personalnih kompjutera 12
  • 17. Aleksić Marinko Mnogi su smatrali da je tu politika umiješala prste i da su u želji za uštedom dovodeni u pitanje životi posade. Protivnici Bila Geitsa i operativnog sistema Windows NT su osuli paljbu iz svih oružja. Glavna optužba je bila na račun zatvorenosti koda tog sistema, a za vojne svrhe mora se koristiti kod sa otvorenim sorsom. Takav je na primjer kod operativnog sistema Linux, koji je ispitan od strane veoma mnogo ljudi iz civilnih i vojnih krugova. Jedan od kritičara je rekao da koristiti operativni sistem sa zatvorenim kodom je isto kao da kupimo motor sa zavarenim otvorom za održavanje. Makar brod protkali kablovima ili upotrijebili operativne sisteme na tri različite platforme, ali nad brodom se ne smije izgubiti kontrola. Morao se oglasiti i komandant broda koji je rekao da Yorktown nikad nije tegljen kao rezultat Smart Ship programa. Za vrijeme njegove komande brod je izgubio propulziju dva puta, kao rezultat korištenja nove tehnologije (!!), mada on tvrdi da su svaki put znali šta je prouzrokovalo prekid i nakon 30 minuta sve je bilo ispravno. Septembarski incident je bio prouzrokovan unošenjem u kompjuter nekorektnog podatka od veoma dobro istreniranog operatora. Brod se vratio u luku pomoću dva ure aja za rezervnu propulziju, kao kod raketnih fregata tipa FFG-7, koje su ugra ene za nuždu i na zahtjev komandanta. Komandant broda smatra da se ta greška više ne može ponoviti. Očito je da su pristalice Smart Ship programa žestoko branile tu inicijativu, ali da su u mnogo čemu i kritičari bili u pravu. Trenutno je uvo enje tog programa na druge brodove te serije zamrznuto, pošto je stari dobavljač kompjuterske opreme po mil-standardu Electronic Design,Inc. podnio žalbu vladi. Me utim, Yorktown i dalje predstavlja brod za sprovo enje i ocjenu inicijativa za smanjenje posade i troškova zivotnog ciklusa broda. 13
  • 18. Aleksić Marinko Zaključak Modernizacija ratnih brodova je stalni proces u američkoj ratnoj mornarici. Za projekat Smart Ship se smatra da je uspješan i trenutno najperspektivniji mornarički program modernizacije. Primjenom savremene tehnologije izvršene su promjene u politici i procedurama, održavanju i tehnologijama. Smanjenje članova posade i primjena održavanja prema stanju je tehnološki skok u ratnoj mornarici, pošto se radi o veoma složenim problemima. Ogroman značaj ima i početak uvo enja komercijalne tehnologije za kontrolu borbenih sistema, što je nekad bilo nezamislivo. Uložene investicije će se višestruko vratiti, što je veoma bitno u procesu smanjenja budžetskih izdataka za vojsku. Jasno je da je to glavni razlog da se sve teškoće koje su se pojavile u procesu ispitivanja prevladaju i da se insistira na implementaciji svih provjerenih i uspjelih inicijativa u procesu modernizacije ostalih krstarica klase Ticonderoga. Ovaj projekat je interesantan i sa naše tačke gledišta, iako se radi o najvećoj ratnoj mornarici na svijetu. Uvo enje nove tehnologije i modernizacija su nužnost i stalno se izvode i na brodovima naše ratne mornarice, naravno u skladu sa našim ograničenim vojnim budžetom. Baš zbog toga, uvo enje komercijalne i svima dostupne opreme za potrebe borbenih sistema bi i za nas imalo ogroman značaj. Smanjenje članova posade je veoma interesantan, ali kompleksan problem, mada kod nas manje izražen zbog nepostojanja velikih brodova, kao što su krstarice i razarači. Najinteresantnija je politika održavanja prema stanju, što je jedan od ciljeva i u našoj ratnoj mornarici. Takva politika održavanja može veoma mnogo da smanji troškove životnog ciklusa broda, kao izuzetno skupog objekta. Sa druge strane, poznavanje novih sistema potencijalnih agresora, pokazalo se koliko juče, je veoma bitno. Saznanje o mogućoj ranjivosti i tako superiornih brodova, kao što su krstarice ove klase, mora biti prisutno kod naših boraca. Mitove o 14
  • 19. Aleksić Marinko neoborivosti ili nepotopivosti stvaraju firme proizvo ači, ali samo rat ih može verifikovati. Pravi protivnik najčešće dokaže suprotno. BIBLIOGRAFIJA: 1. http//www.dt.navy.mil/smartship/ 15 • Smart Ship Home Page • The Smart Base Program Home Page • SmartShip Charter • Broad Agency Announcement • Smart Ship Assessment Report • Smart Ship Program - Current Status • Executive Summary - Damage Control and Maintanance 2. http//www.idax.com • ICAS • Smart Ship 3. http//www.spear.navymil/ships/cg48 • The USS YORKTOWN Home Page 4. http//www.org.fas/Military/Ships • CG-47 Ticonderoga 5. http//www.usni.org • Anthony DiGiorgio, The Smart Ship Is Not the Answer, eForum - U.S. Naval Institute, Annapolis,1998. 6. http//www.jerrypournelle.com/Yorktown.html • The Yorktown Affair 7. Antić,B, Površinski ratni brodovi, Tricontinental-NIU Vojska, Beograd,1987. 8. Jovanović,P, or ević,N, Brodogradnja i žilavost broda, Pronalazaštvo, Beograd,1997. 9. Rapovac,D, Englesko-srpski pomorski rječnik, Fakultet za pomorstvo, Kotor,1997. 10. Vekarić,S, Safonov,N, Rusko-englesko-srpskohrvatski pomorski rečnik, Rad, Beograd,1966. 15 Internet kao izvor informacija je specifičan zato što se za razliku od klasičnih medija stalno vrše izmjene sadržaja, te upozoravamo čitaoca o mogućnosti da neke od adresa nisu više dostupne ili je sadržaj izmenjen. Materijal koji je korišten datira iz marta 1999. godine. 15
  • 20. Aleksić Marinko Krstarica Ticonderoga CG-47 Platforma za helikopter Lanser raketa Standard Top Mk.45 Fazna rešetka radara SPY-1A 16
  • 21. Aleksić Marinko Tomahawk Lansiranje krstareće rakete Tomahawk sa krstarice tipa Ticonderoga iz vertikalnog lansirnog sistema 17
  • 22. Aleksić Marinko Top Mk-45 Top Mk-45 127 mm U pozadini se vidi fazna rešetka radara SPY-1B sistema Aegis Top Mk-45 dejstvuje ! U desnom donjem uglu se vide poklopci sistema VLS za vertikalno lansiranje krstarećih raketa Tomahawk i raketa Standard 18
  • 23. Aleksić Marinko Modularna gradnja Modularna gradnja Gradnja krstarica klase Ticonderoga i Spruence po principu opremljenih modula 19
  • 24. Aleksić Marinko Komandni most Spuštanje plovnog doka sa izgra enim brodom tipa Spruence, u more. Na isti način se spuštaju i izgra ene krstarice klase Ticonderoga. 20
  • 25. Aleksić Marinko Komandni most CADCAM Kompjuterski podržano projektovanje i proizvodnja CADCAM sistem posmatramo unutar sistema kompjuterski podržane proizvodnje CIM - (COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURE). Kompjuterski podržana proizvodnja sastoji se od segmenata: • Planiranje i kontrola proizvodnje (PPC), • Kompjuterski podržano projektovanje (CAD), • Kompjuterski podržano planiranje (CAP), • Kompjuterski podržana proizvodnja (CAM), • Kompjuterski podržan sistem kvaliteta (CAQ), • Održavanje Uloga CAD-a unutar CIM-a je ideja, razvoj i detaljizacija novog, adaptiranog, specijalnog i modifokovanog projekta, odn. dizajna. Najveća upotreba CAD-a je u fazi razvoja i detaljizacije, a još uvijek ima manju ulogu u fazi zamisli novog proizvoda. Uloga CAM-a unutar CIM-a je izrada elemenata, dijelova, proizvoda, uz računarsko vo enje proizvodnog procesa. Cijena CADCAM sistema zavisi od mogućnosti i kvaliteta softvera i hardvera koji se nudi. Jedan od najboljih i najviše korištenih sistema je sistem firme Computervision, koji se može kupiti kompletan ili u segmentima. Sistem pokriva različite oblasti u mašinstvu, elektrotehnici, arhitekturi, procesnoj tehnologiji, geografiji itd. Cijena je 250 000 dolara. Istog ranga je sistem firme Intergraph, koji zahtijeva VAX kompjutere. Široko korišten na PC-ijima je softverski paket za mašinstvo AutoCAD firme Autodesk, po cijeni od 6000 dolara. Prednosti CADCAM sistema: Navodimo detaljnu listu svih prednosti koje možemo ostvariti korištenjem CADCAM sistema. Poslije toga ćemo navesti i listu problema koje možemo imati zbog upotrebe CADCAM sistema. 1. Bolje, brže i tačnije odre ivanje cijene proizvoda. 2. Povećan kvalitet projekta proizvoda. 3. Široko korištenje tehnika analize i simulacije. 4. Mogućnost studiranja više alternativa prilikom projektovanja. 21
  • 26. Aleksić Marinko Komandni most 5. Mogućnost projektovanja kompleksnijih i preciznijih dijelova. 6. Smanjeno vrijeme projektovanja i crtanja. 7. Poboljšane mogućnosti istraživanja me usobnog uticaja izme u dijelova. 8. Jednostavnije osavremenjavanje projekta. 9. Smanjeni zahtjevi na prototip. 10. Poboljšane tehnike za ispitivanje sklopova. 11. Poboljšano vizuelno razumijevanje dijelova koji su već projektovani. 12. Jednostavniji proračun geometrije. 13. Smanjen otpad zbog maksimalnog iskorištenja komada od kog se izra uju pojedini dijelovi. 14. Jednostavnija izrada liste dijelova. 15. Poboljšan kvalitet dokumentacije. 16. Poboljšan kvalitet cteža. 17. Olakšana izrada pogleda u izometriji, perspektivi ili kao rastavljenog proizvoda 18. Poboljšana dokumentacija za servis poslije prodaje. 19. Smanjeno vrijeme programiranja NC mašina. 20. Olakšano programiranje mašina za izradu kompleksnih dijelova. 21. Izrada boljih NC programa zbog simulacije puta alata 22. Povećanje mogućnosti ponovnog korištenja postojećih dijelova i alata. 23. Smanjeni zahtjevi za dodatno ugovaranje. 24. Poboljšana pogodnost za modifikacije zahtijevane od strane kupca. 25. Smanjeni troškovi materijala zbog optimizacije projekta. 26. Smanjeni troškovi energije i mašinskog vremena zbog optimizacije projekta i proizvodnje. 27. Smanjenje problema prouzrokovanih korištenjem papira kao informacionog medija. 28. Povećano korištenje standardnih dijelova. 29. Smanjene greške prepisivanja zbog korištenja istih podataka. 30. Mogućnost povećanog korištenja standardnih procedura. Ograničenja CADCAM sistema 22
  • 27. Aleksić Marinko Komandni most 1. Visoki troškovi modernih CADCAM sistema, što vodi povećanju ukupnih troškova poslovanja. 2. Pritisak ka maksimiziranju sistemskog korištenja, što vodi ka problemima dugog smjenskog rada. 3. Rizik od mogućeg protivljenja sindikata zbog smanjenja direktnih proizvodnih troškova. 4. Mogućnost izbora lošeg sistema za specifične aplikacije, što vodi smanjenju produktivnosti. 5. Rizik od nedostatka kompatibilnosti sa radnim metodama korisnika, što vodi smanjenju produktivnosti. 6. Rizik od grešaka koje mogu nastati pri postizanju svih pogodnosti sistema tokom korištenja istih podataka, naročito kada CADCAM sistem generiše veliki broj podataka kojima se efikasno ne upravlja. 7. Rizik od korisnika koji mogu smatrati da je sistem težak za rad, dosadan ili frustrirajući. 8. Rizik zbog komplikacija koje mogu nastati zbog nedovoljne obučenosti za rad na sistemu ili zbog neprikladne instalacije sistema. 9. Neželjena potreba stvaranja dodatnih pogona, ili velika zavisnost od kooperanata za omogućavanje održavanja i tehničke podrške za sisteme u radu. 10. Ograničen prozor na ekranu prilikom dizajniranja, što ponekad uslovljava greške pri dizajniranju velikih dijelova. Tako e, pri globalnom pogledu mogu se desiti tehničke greške zbog ispuštanja detalja tokom rada u tom modu. BIBLIOGRAFIJA : www.geocities.com • CAD/CAM Report: "Investigate the different CAD/CAM Systems currently on the market" www.radan.com 23
  • 28. Aleksić Marinko Komandni most Logotip programa 24
  • 29. Aleksić Marinko Komandni most Krstarica Yorktown CG-48 25
  • 30. Aleksić Marinko Komandni most Smanjenje broja poslužilaca na komandnom mostu krstarice Yorktown Komandni most je nekad opsluživalo 10 do 13 mornara, a sada samo trojica koji prate stanje na kompjuterskim konzolama Komandni most prije modernizacije Komandni most poslije modernizacije 26
  • 31. Aleksić Marinko ICAS Integrisane funkcije komandnog mosta Integracija automatskih funkcija na komandnom mostu pomoću mreže personalnih kompjutera omogućava kontrolu i upravljanje brodom sa minimalnim potrebama za ljudstvom. To omogućava oficirima i posadi da se skoncentriše na druge važne zadatke kao što su pripremanje za izvršenje zadataka, vježbe i održavanje. Dodatno se poboljšavaju funkcije žilavosti broda i efektivnost njegovih operativnih funkcija. Može se ići do toga da jedan operater vrši kontrolu za vrijeme plovidbe (One Man Bridge). Na prvoj slici je prikazana mreža personalnih kompjutera na komandnom mostu broda. U crvenom okviru su prikazane četiri kompjuterske konzole. Prva sa lijeve strane predstavlja navigacioni displej, na kome imamo po izboru mogućnost pregleda parametara autopilota ili radarsku sliku. Na srednjoj konzoli je kormilarski displej. Na lijevom i desnom boku komandnog mosta je displej za dokovanje i manevar u luci. Prikazana je i stanica za planiranje. Podsistem senzora se sastoji od : žirokompasa za kurs i stabilizaciju, Dopler-radara za odre ivanje brzine, GPS i Loran-prijemnik za satelitsku i radio navigaciju, ure aj za izbjegavanje sudara, dubinomjer i prijemnik meteoroloških parametara. Mreža kompjutera na komandnom mostu spojena je sa lokalnom brodskom mrežom. 27
  • 32. Aleksić Marinko ICAS Prikazaćemo nekoliko funkcija koje se obavljaju i prikazuju na monitorima personalnih kompjutera, koji su zamijenili nekadašnje klasične kontrolne ure aje i ponudili obilje novih mogućnosti i poboljšanja. Menadžer karata Univerzalni softver i hardver za navigaciju i rad sa hidrografskim kartama. Korištenje svih mogućnosti koje pruža GIS. Karte su digitalne ili skenirane na CD. Kormilarski displej Omogućen je centralni pristup i ekranski prikaz sa velikim alfanumeričkim i grafičkim podacima svih navigacionih, manevarskih, mašinskih i brodskih parametara, kao i status alarma. Stanica za planiranje Nezavisna radna stanica omogućava pregled karata, njihove korekcije, planiranje rute, preuzimanje izvještaja o vremenskoj prognozi i optimizacija rute i puta. Autopilot Opcija koja prikazuje trenutnu brodsku poziciju, prikazuje napredovanje u odnosu na planiranu rutu i odre uje korekcije kursa i brzine da bi se zadržao planirani kurs. 28
  • 33. Aleksić Marinko ICAS Displej manevra i dokovanja Dodatni displej postavljen na lijevom i desnom boku komandnog mosta, sa velikim alfanumeričkim i grafičkim prikazom parametara i informacija potrebnih za dokovanje i manevar u lukama. Prikazani su : brodska uzdužnica, brzina pramcem/krmom i lijevo/desno, relativni i pravi smijer i brzina vjetra, broj obrtaja turbine, zakret propelera, kormilo i potisak. Crna kutija Zapis svih mašinskih, navigacionih i vremenskih podataka važnih za post- incidentnu analizu ( "Crna kutija" ) i trening posade. Tako e bilježe se : konverzacija i komunikacija, radarski prikaz, kretanje broda itd. Bibliografija : 1. www.litton-marine.com 2. www.naval-technology.co 29
  • 34. Aleksić Marinko ICAS Fiber-optički kablovi Optički kablovi su donijeli kvalitetni skok kako u telekomunikacijama, tako i u računarskim komunikacijama. Jedno vlakno optičkog kabla u početku je prenosilo informacije ekvivalentne prenosu po bakarnom kablu sa 256 parica. Kasnije su se pojavili optički kablovi sa više vlakana. Me utim, vrijeme je postavljalo veće zahtjeve na propusni opseg. Zato je tehnologija kojom se informacija po optičkom vlaknu prenosi samo po jednoj talasnoj dužini (frekvenciji) postala nedovoljna. Zbog toga se uvodi tehnika multipleksa po talasnim dužinama : WDM tehnika (wavelenght division multiplex) i savršenija varijanta DWDM (dense wavelenght division multiplex). Multipleksiranje je višestruko korištenje jedne linije za komunikaciju više ure aja. Kablovi sa optičkim vlaknima su jedini medij dovoljno snažan da omogućava u isto vrijeme prenos širokog spektra i velika rastojenja u centralizovanoj mreži, i za razliku od bakarnih kablova ne zahtijevaju periodičko obnavljanje. Osnovne prednosti optičkih komunikacija su višestruke : široko frekventno područje prenosa, a u vezi s tim i veliki kapacitet prenosa, male dimenzije i masa, neosjetljivost na elektromagnetne smetnje, velika tajnost prenošenih informacija, široko temperaturno područje rada, nema problema sa izolacijom, uzemljenjem i iskrenjem, te mala cijena po kanalu. Optičko vlakno ima tri prozora koja se koriste za prenos. U opsezima talasnih dužina od 850 nm, 1300 nm i 1550 nm su najmanji gubici optičkog signala i logično je da se za noseću talasnu dužinu koriste baš vrijednosti iz tog opsega. U računarskim komunikacijama za sporije mreže (10 Mbps) koristi signal na 850 nm, a za brze (100 Mbps i brže) signal na 1300 nm, dok telekomunikaciona optička oprema koristi 1300 nm i 1350 nm. Osnovni parametri DWDM sistema su : slabljenje, hromatska disperzija i optički odnos signal/šum. Slabljenje se izražava u decibelima (dB) i bitno je za proračun rastojanja koja se mogu premostiti.Disperzija utiče na širinu signala koji se prenosi po vlaknu. Tipični dijelovi optičkog sistema su : • Elektrooptički interfejs • Svjetlosni predajnik ( Laser ili LED sa pripadajućom elektronikom) • Optički prenosni medij ( Kabel i konektori) • Svjetlosni prijemnik ( PIN dioda sa pripadajućom elektronikom) • Optoelektrični interfejs Bibliografija : 1. www.racore.com • Racore Reduces Prices on Fiber Optic VF-45 NICs, March 23, 1999 2. Marinović.A., "Overlocking optičkog vlakna", PC 42 , PC-PRESS, Beograd, 1999. 3. Hrvoj Lehpamer, "Optičke komunikacije", TREND 28, Zagreb,1988. 30
  • 35. Aleksić Marinko ICAS Sistem za kontrolu mašinskih postrojenja Sistem za kontrolu mašina uključuje daljinsku i lokalnu kontrolu rada osnovnog pogona (propulzije) i pomoćnih mašina. Na brodu taj kontrolni sistem uključuje : brodsku kontrolnu konzolu na komandnom mostu, dvije konzole u mašinskoj centrali, šest radnih lokalnih panela u mašinskom prostoru, automatski alarm i procesni kontrolni sistem. Sistem senzora, koji služe kao davači u automatskom upravljanju mašina, može biti iskorišten i za davanje podataka sistemu za održavanje prema stanju - ICAS. Pri tome je važno da se iz ICAS-a ne može upravljati procesom.16 LOKALNA MREŽA DCQ ICAS BRODSKE TURBINE POMOĆNE MAŠINE PROCESNI KONTROLNI SISTEM Navodimo za primjer sistem firme Tano. Sistem je namijenjen samo za kontrolu mašinskih postrojenja i može se pojedinačno ugra ivati na bilo koji brod. Za razliku od sistema u programu Smart Ship, sistem je posebno razvijan i dizajniran po najvišim vojnim standardima, što je veoma uticalo na cijenu sistema. Kontrolni sistem je programiran u programu Ada, programskom jeziku visokog nivoa Ministarstva odbrane SAD. Jedinice za prikupljanje podataka su raspore ene po brodu, obezbje ujući informacije za kontrolni mašinski centar. Sistem nadgleda od 600 do 1000 analognih i digitalnih parametara. Sav sistem i komponente su po Mil - standardu, sa potrebnom redundancijom i provedenim testovima na vibracije, ekstremne temperature i vlažnost. 16 O tome detaljnije u Lokalna brodska mreža, odjeljak geitvej. 31
  • 36. Aleksić Marinko ICAS Na slici je prikazan klasični pult upravljanja, sa analognim komponentama, i pored njega kompjuterska konzola firme Tano sa digitalnim sistemom upravljanja. Bibliografija 1. www.tano.com • LSD 41 Class Amphibious Assault Ship Machinery Plant Control System Ballast Control System • WAGB-10/11 - USCG Polar Class Icebreakers Machinery Control Alarm and Monitoring System (MCAMS) 2. www.wmeng.co.uk/Publicity/Consultancy/CBM.htm • Wolfson Maintenance : Royal Navy CBM 32
  • 37. Aleksić Marinko ICAS Prednost i potreba umrežavanja na brodovima Mreže podataka Većina današnjih brodskih ure aja za kontrolu propulzije i navigacije je bazirana na setu informacija ili instrukcija koje se sa pulta upravljanja šalju kablovima, bilo u analognom ili digitalnom obliku, i interpretiraju tako da mašine odgovaraju na željeni način. Slično tome, informacije sa brojnih senzora se prenose i prikazuju na različitim pokazivačkim ure ajima, svjetlećim lampicama ili skalama. Koliko je kablova danas instalirano na brodovima da bi se prenijele sve te informacije i upravljački signali do bilo kojeg dijela postrojenja i opreme? Stotine, hiljade? Kolika je ukupna dužina svih tih kablova? Kako locirati i propratiti svakog od njih, u slučaju neispravnosti i otkaza? Većina današnjih izvedbi modernih integrisanih funkcija komandnog mosta su bazirane na vezama izvedenim serijskim kablovima. Serijski kablovi imaju ograničenu dužinu na kojoj rade efikasno.Naravno, pojačivači povećavaju rastojenja na kojima želimo raditi. Sa druge strane, serijski kablovi sa velikim brojem žila su teški i podložni radio-interferenciji. Nisu samo kablovi problem, već i njihova mogućnost spajanja. Ako ure aji zahtijevaju ulaz sa velikog broja izvora informacija, tada svaki od njih zahtijeva poseban serijski port. Sve su to skoro nesavladivi problemi, u slučaju da želimo integraciju svih funkcija komandnog mosta. Danas postoje brodovi koji su te silne kablove zamijenili samo sa dva kabla. Na tim brodovima je instalirana kontrolna mreža podataka koja prenosi sve kontrolne i monitoring informacije preko samo jednog kabla. Drugi kabal je postavljen kao rezervni. Koriste se protokoli kao npr. TCP/IP protokol koji omogućava enkapsulaciju podataka, što podrazumijeva inkorporiranje identifikacije o kakvim se podacima radi i samih podataka koji se prenose. Kada se jednom uspostave principi mreže podataka, više nije bitno da li podaci dolaze sa radara ili sa dizel generatora, i tako e nije bitno da li su to kontrolni ili monitiring podaci. Komponente sistema U integrisanoj kontrolnoj brodskoj mreži svi relevantni brodski sistemi su integrisani u jednu široku brodsku mrežu podataka. Pomoću te mreže postoji direktna komunikacija izme u bilo koje dvije komponente spojene na kontrolni sistem. Broj komponenti spojenih na mrežu je irelevantan i teoretski mora biti omogućena jednostavna promjena tipova komponenti. Integrisana kontrolna mreža mora biti usaglašena sa standardima Me unarodne pomoračke organizacije IMO. Zbog zahtjeva tih standarda neki aspekti zahtijevaju poseban 33
  • 38. Aleksić Marinko ICAS tretman, kao npr. upravljanje alarmom i esencijalne kontrolne funkcije, koji zahtijevaju redundanciju i kontinuirano upravljanje sa mreže. Navodimo popis tipične brodske opreme spojene na mrežu : • Sistem za kontrolu balasta i kaljuža • Mjerenje visine tečnosti u tankovima • Kontrola mašinskih postrojenja • Sistemi za automatsko registrovanje podataka, alarm i monitoring • Detekcija požara i alarm • Sistemi za dijagnostiku • Nadgledanje stanja opreme • Katodna zaštita • Sistem za nadgledanje tereta • Mjerenje vibracija • Radar • Crna kutija • Displeji opštih informacija • Kod povezivanja opreme sa komandnog mosta na kontrolnu mrežu moraju se koristiti podaci sa GPS-a,dubinomjera, žiroskopa itd. Senzori su spojeni na procesnu kontrolnu jedinicu. Spoj je izveden preko RS485 serijske veze na mrežni spojni ure aj - network accessor. Network accessor sadrži "potpis" svakog senzora i omogućava prenos podataka u mreži zajedno sa odgovarajućom identifikacijom. Na svakoj tački u mreži, nadgledna oprema, preko network accessora, može očitati identifikaciju sa odgovarajućim podacima i prikazati ih ili djelovati na njih na odgovarajući način. Slično tome, kontrolni ure aji su spojeni na mrežu preko mrežnih spojnih ure aja koji prenose kontrolne instrukcije za transmisiju po mreži. Ako neki ure aj prepozna svoj "potpis" on čita podatke i prihvata ih kao instrukciju za sopstvenu akciju. Oprema opisana ovdje je komercijalno dostupna, kao npr. 386 ili bolji procesori, standardni PC RAM čipovi, EPROM-i i razni diskovi. Time se postižu najniži proizvodni troškovi. Redundancija i logika/automatika za nuždu je projektovana zbog sigurnosti kritičnih brodskih kontrolnih i alarmnih funkcija. Prednosti kontrolne mreže 1. Koristeći kontrolnu mrežu smanjujemo troškove investicija, a mreža dopušta proizvo aču opreme da koristi standardne blokove za zadatke sistemske komunikacije. Korištenje standardnih mikrokontrolera i PC tehnologije rezultuje smanjenjem troškova razvoja i implementacije. Povećavanjem upotrebe brzo raspoloživih dijelova ili povećavanjem broja tih proizvoda tako e redukujemo troškove i može često rezultirati u bržoj dijagnostici i raspoloživosti rezervnih dijelova. 34
  • 39. Aleksić Marinko ICAS 2. Implementacija kontrolne mreže smanjuje broj kablova i samim tim troškove kablaže. Umrežavanje pojednostavljuje instalaciju. 3. Primjena standarda znači da je jednostavnije izabrati opremu različitih proizvo ača, a koja je kompatibilna 4. Smanjenje instalacionih troškova. Sva oprema u kontrolnoj mreži je spojena pomoću jednog zajedničkog komunikacionog kabla. Smanjena upotreba posebnih kablova i serijskih veza čini sistem lakšim i za dizajn i za implementaciju. Dijagnostika otkaza se pojednostavljuje. Dodatnom vezom preko satelita omogućen je daljinski pristup inžinjera servisera iz sjedišta proizvo ača opreme, kako bi se izvršila dijagnoza opreme bez kašnjenja i troškova koji bi nastali zbog potrebe dolaska ekipe na brod. 5. Korištenjem standardnih protokola moguća je integracija više informacija u jedan sistem i tako e daje se mogućnost korištenja jednog monitora za prikazivanje podataka sa različitih aplikacija. Tako se smanjuje broj monitora na komandnom mostu. 6. Korištenjem kontrolne mreže omogućuje se decentralizacija opreme za kontrolu i nadgledanje postrojenja i omogućuje se njena instalacija na netradicionalnim lokacijama 7. Kontrolna mreža otvara mogućnosti novih aplikacija iz različitih područja, a naročito na polju dijagnostike i planiranja. Uspostavljanje kontrolne mreže podataka za nadgledanje i upravljanje je samo početak razvoja aplikacija baziranih na ovoj tehnologiji.Tek nekoliko aplikacija baziranih na serijskim vezama je moguće lako implementirati spajanjem kontrolnom mrežom. Geitvej izmedju kontrolne mreže i administrativne mreže Ako definišemo kontrolnu mrežu kao mrežu koja prenosi informacije izme u mašina, senzora ili kontrolnih ure aja, potrebno je definisati mrežu za menadžment kao posebnu kompjutersku mrežu sa aplikacijama koje se koriste od strane čovjeka, sa programima kao što su tekst procesori, tabelarne kalkulacije ili baze podataka. Važno je držati te mreže odvojenim zbog mogućnosti čuvanja integriteta i sigurnosti kontrolne mreže. Naravno, pomoću gateway17 kompjutera moguće je vršiti ekstrakciju korisnih podataka u mrežu za menadžment za potrebe aplikacija za administraciju. 17 Gateway : mrežni prelaz, računar kojim su dvije mreže spojene 35
  • 40. Aleksić Marinko ICAS Administrativna mreža komunikacioni link Inmarsat Alarm Informacije Kontrolna mreža Gateway Oprema i Mašine Balast Vatra Navigacija instrumenti Brodska mreža podataka Kada se razvija softver, cilj treba da bude razvoj solucija koje zahtijevaju minimum ulaza od strane korisnika, ako mu je npr. potrebno da vidi kako mašina radi. Navodimo aplikacije u administrativnoj mreži kojima su potrebni podaci iz kontrolne mreže : Brodski dnevnik, nadgledanje karakteristika broda, programi za nadgledanje stanja itd. U projektu Smart Ship vjerovatno mreža nije bila koncipirana na ovaj način, pa je unošenjem nekorektnog podatka u bazu podataka došlo do pada operativnog sistema i gubitka kontrole nad propulzijom broda. Bibliografija : • www.spectec.u-net.com Paul Ashton, FUTURE DEVELOPMENTS IN INTEGRATED BRIDGE CONTROL SYSTEMS, Institute of Electrical Engineers, February 1997 36
  • 41. Aleksić Marinko ICAS SMANJENJE BROJA POSLUŽILACA U MAŠINSKOJ CENTRALI Na slikama se ilustruje situacija prije i poslije sprovo enja programa smanjenja posade u mašinskoj centrali krstarice Yorktown , a šemom je prikazan raspored stare i nove opreme, kao i broja operatera : Mašinska centrala prije modernizacije Mašinska centrala poslije modernizacije 37
  • 42. Aleksić Marinko ICAS RASPORED STARE I NOVE OPREME U MAŠINSKOJ CENTRALI Tehnologija Tehnologija 60-tih godina 80-tih/90-tih godina Kontrolni ormari BOB GOR propulzije i napajawa PROPULZIJA Kontrola goriva i NAPAJ. BOBGOR napajawa PROPULZIJA NAPAj ICAS Oficir Oficir 1500 kartica Poslu`ilac 7 kompjuterskih konzola 2000 svijetle}ih lampica Jedinstvena pogod. za odr`avawe 200 preventivnih akcija odr`avawa Neznatno preventivno od`avawe Razli~ita pogodnost za odr`avawe 3 poslu`ioca i oficira 11 poslu`ilaca i oficira stra`e 38
  • 43. Aleksić Marinko ICAS Ekspertni sistem Ekspertni sistem je računarska aplikacija koja teži da oponaša ponašanje (rad) čoveka eksperta - stručnjaka koji poseduje izuzetno specijalističko znanje (u odre enoj oblasti). Primenjujući tehnike veštačke inteligencije, ekspertni sistemi usvajaju osnovno znanje koje čoveku omogućava da se ponaša kao ekspert prilikom rešavanja složenih problema. Ekspertni sistem simulira proces ljudskog mišljenja primenom odre enog znanja i zaključivanja. Veštačka inteligencija je računarsko rešavanje složenih problema kroz primenu metoda koje su analogne ljudskom procesu zaključivanja. Arhitektura ekspertnog sistema Korisnik Korisni~ki interfejs Sistem za a`uriranje Sistem obja{njavanja znanja Baza znanja Mehanizam zaklju~ivanja Slika 1. Arhitektura ekspertnog sistema Ljuska ekspertnog sistema je jezgro gotovog ekspertnog sistema bez baze znanja. Elementi ekspertnog sistema 1. Korisnik - osoba koja koristi ili održava ekspertni sistem. 2. Korisnički interfejs - održava se dvosmerna transformacija informacija na relaciji korisnik - sistem, uz stalnu težnju ka korišćenju govornog jezika. 3. Sistem za skladištenje i generisanje znanja 3.1. Baza znanja - skladište primitiva znanja koja su dostupna sistemu. Znanje se najčešće skladišti u obliku činjenica i pravila, ali postoje i drugi načini. 3.2. Mehanizam (mašina) za zaključivanje - softverski sistem koji pronalazi znanje i izvodi novo iz postojećeg znanja. Ovaj element odre uje stepen fleksibilnosti 39
  • 44. Aleksić Marinko ICAS ekspertnog sistema, odnosno mogućnost da se izvede novo znanje iz postojećeg. Na primer, iz dve primitive “životinje udišu kiseonik” i “Psi su životinje” proizilazi zaključak “Psi udišu kiseonik”. Znanje koje je potrebno za donošenje odluke može biti postojeće ili izvedeno. Idealan ekspertni sistem (njegov mehanizam zaključivanja) je onaj koji nikada neće biti potrebno modifikovati. Sama eksploatacija ekspertnog sistema ne dovodi do promene mehanizma zaključivanja, već samo do njegovog korišćenja. 4. Sistem za ažuriranje znanja - zajedno sa napretkom nauke i tehnike, neprestano napreduje i znanje iz tih oblasti. Ove promene povlače za sobom i promene znanja u bazi ekspertnog sistema. Znanje u bazi znanja ekspertnog sistema ručno može da ažurira (menja, dopunjava i briše) inženjer baze znanja ili ekspert lično, a što se vrši preko ove komponente. Treći način ažuriranja znanja je mašinsko učenje - situacija kada ekspertni sistem uči na prethodnog iskustva, pa se sistem samo-ažurira. 5. Sistem za objašnjavanje - preko ove komponente ekspertni sistem treba da, kao i svaki stručnjak, pruži informacije o postupku koji ga je doveo do odre enog zaključka. Ovo je bitna osobina koja nedostaje tradicionalnim kompjuterskim sistemima. Sam način objašnjavanja treba da bude različit za svakog korisnika pojedinačno, zavisno od nivoa njegovog znanja. Interne karakteristike ekspertnog sistema su: široko specifično znanje iz oblasti od interesa, primena tehnika pretraživanja, podrška za heurističku analizu, sposobnos izvo enja novog na osnovu postojećeg znanja, simbolička obrada i mogućnost objašnjavanja postupka vlastitog zaključivanja. Prednosti ekspertnog sistema u odnosu na rešenje problema klasičnim programiranjem su: mogućnost objašnjavanja postupka rešavanja, ugradjena fleksibilnost u program, mogućnost rada sa nepotpunim, netačnim, nepouzdanim podacima, mogućnost popravljanja i dopune baze znanja, mogućnost nalaženja rešenja za složene i formalno nejasne probleme. Osnovna slabost ekspertnog sistema je kombinatorna eksplozija. U potrazi za rešenjem, broj svih mogućnosti formiranih od nekoliko osnovnih znanja (primitiva) je izuzetno veliki, tako da nadmašuje memoriju računara i dozvoljeno vreme za rešavanje datog problema. Prevazilazi se korišćenjem “kompajliranog” (sažetog) znanja eksperta koje se stvaralo duži niz godina (radno iskustvo eksperta) (ne radi se sa primitivama - osnovnim znanjem). Programski jezici za implementaciju ekspertnih sistema Programski jezici u kojima se vrši realizacija (implementacija) konkretnih ekspertnih sistema su LISP i PROLOG, a koristi se i programski jezik C. Konceptualno gledano, LISP je funkcionalni jezik pošto je svaka naredba u ovom jeziku opis funkcije, a PROLOG je logički jezik čija svaka naredba predstavlja izraz formalne logičke sintakse. Bibliografija : 1. www.fon.ac.yu Eksperetni sistemi, Skripta sa PDS FON, Beograd 40
  • 45. Aleksić Marinko ICAS Integralni sistem za ocjenu stanja ICAS ( Integrated Condition Assessment System) je alat, odn. sistem za prikupljanje, analizu i pohranjivanje podataka u svrhu nadgledanja bilo kog tipa mašina i sistema, baziran na 32-bitnom Windows NT-u. Dizajniran je za skupljanje podataka iz različitih izvora, obradu podataka i njihovo oblikovanje u obliku koji je upotrebljiv za poslužioce, osoblje u održavanju i supervizore. Koristi komercijalne baze podataka, uključujući dBase i MSSQL. Koristi se u raznim granama industrije i u američkoj ratnoj mornarici u aplikacijama kako na brodovima tako i u remontnim bazama. Implementacijom Integralnog sistema za ocjenu stanja - ICAS u mogućnosti smo : 1. da vršimo održavanje prema stanju, 2. podešavamo opremu 3. da koristimo dnevnik dogadjaja. 1.Održavanje prema stanju Održavanje prema stanju, poznato i kao predvidivo održavanje, može biti definisano kao planska nenametljiva inspekcija mašina ili testiranje da bi se utvrdilo "zdravlje" mašine, čime omogućavamo planirano efektivno održavanje sa značajnim smanjenjem troškova. 2.Podešavanje ure aja ICAS daje mogućnost da se odredi stanje opreme i postrojenja, tako da se može prema tom stanju planirati održavanje.Tako e, ICAS može identifikovati mašinu koja ne radi sa optimalnom efikasnošću, tako da se blagovremeno može izvršiti podešavanje. Time smanjujemo ukupno vrijeme održavanja i povećavamo efektivnost postrojenja. 3.Dnevnik dogadjaja Kritične mašine mogu da otkažu u odre enom trenutku. Preko dnevnika doga aja imamo zapis o tome šta se doga alo, osam sati prije i poslije otkaza, za 64 parametra koji karakterišu jedan doga aj (otkaz). Dnevnik dogadjaja je programiran da skuplja sve ključne parametre sa senzora, koji se mogu grafički ekranski prikazati i biti zapamćeni u bazi podataka nakon svakog starta, zaustavljanja mašine ili otkaza. Tako imamo reference za normalan rad, te za analizu otkaza i analizu stepena degradacije parametara mašina. 41
  • 46. Aleksić Marinko ICAS 1.Karakteristike sistema i akvizicija podataka Ovaj odjeljak objašnjava osnovnu arhitekture sistema i različite metode pomoću kojih se podaci donose u ICAS. 1.1 Arhitektura hardvera U većini aplikacija postoji nekoliko kompjutera koji se postavljaju na odre eno mjesto. Mjesto predstavlja specifičnu lokaciju, kao npr. odre eno postrojenje ili brod. Svaki od tih kompjutera skupljaju podatke sa mašina lociranih unutar odre ene zone, regiona ili mjesta. Ti kompjuteri se imenuju kao ICAS radne stanice. Set za konfiguraciju podataka (Configuration Data Set -CDS) je razvijen u ICAS-u specijalno za nadgledanje opreme unutar odre enog mjesta. CDS odre uje kako radna stanica skuplja, analizira i distribuira podatke. Sem kao radna stanica, ICAS može raditi kao klijent. Klijent se koristi za pregled podataka koji su procesirani i memorisani od strane odre ene radne stanice i sam ne može izvoditi akviziciju ili procesiranje podataka. Znači, dopušta se potpuni pristup podacima. ICAS radne stanice i klijenti su umreženi. Time je omogućeno da se podacima skupljenim od strane bilo koje radne stanice može pristupiti sa druge radne stanice ili klijenta u mreži. Tako e, ICAS može raditi i u klijent-server modu. Naglašava se da ICAS može raditi i samo na jednom kompjuteru, ako se to želi. 1.2 Arhitektura softvera ICAS objedinjuje tri procesne aplikacije : Ljuska (Shell), Ruter (Router) i Analizator (Analysis Engine). Te aplikacije omogućavaju : akviziciju i memorisanje podataka, grafički korisnički interfejs i komunikaciju izme u ICAS kompjutera. Dodatne funkcije se izvode apletima18, koji se startuju unutar Ljuske. Rad na Windows NT platformi dopušta tim funkcijama da rade nezavisno jedna od druge. 18 Applet je Java program koji je integrisan u HTML dokument. Izvodi se na računaru korisnika browswrom koji to bez problema podržava (Netscape Communicator ili Internet Explorer). Java je objektno orjentisani programski jezik, koncipiran da bude malen, jednostavan, pouzdan i portabilan u odnosu na najrazličitije platforme i operativne sisteme. 42
  • 47. Aleksić Marinko ICAS 1.2.1. Ljuska Ljuska je grafički korisnički interfejs koji se koristi za pristup individualnim karakteristikama i funkcijama koje nudi ICAS, uključujući zahzjev za ekranski prikaz, operacije sa bazama podataka, i sposobnost uvida u svu dijagnostiku i preporuke. Ona tako e omogućava editovanje CDS-a. Na slici ispod je prikazan primjer ICAS Ljuske. 1.2.2. Ruter Osnovna funkcija Rutera je rutiranje zahtjeva i odgovora za tražene podatke, kako interno na lokalnom kompjuteru tako i globalno duž mreže ostalih ICAS kompjutera. Svaki put podacima sa senzora se pristupa traženjem apleta, aplet šalje svoj zahtjev Ruteru, koji zatim nalazi zahtijevane podatke. Slijedeća odgovornost Rutera je unošenje podataka u bazu podataka. 1.2.3. Analizator Analizator rukuje akvizicijom svih podataka, procesiranjem alarma i sistema za podršku odlučivanju, skupljanju podataka za trend i dnevnik doga aja, kao i razlišitim sporednim funkcijama. Analizator mora raditi za ICAS kako bi funkcionisao kao radna stanica, dok klijent ne može skupljati niti procesirati podatke. Analizator ne može da radi na klijent kompjuteru. 1.3. Akvizicija podataka (Data Acquisition) Postoji više metoda pomoću kojih ICAS može vršiti akviziciju podataka. Njegova otvorena arhitektura dopušta povezivanje senzorskog ulaza na postojeću magistralu podataka postrojenja. ICAS podržava integraciju različitih komercijalno dostupnih ure aja za akviziciju podataka ( Helios, Opto22s Optomux), magistrala podataka na postrojenjima, podatke o analizi ulja, portabl-ručnih ure aja za skupljanje podataka o vibracijama (Microlog i Dynamic Instruments) i ostalih portabl ure aja za skupljanje podataka. 43
  • 48. Aleksić Marinko ICAS 1.3.1. Portabl podaci - (Portabl Data) ICAS može primati podatke sa više različitih tipova portabl ure aja za ručno skupljanje podataka, uključujući Microlog i Dynamic Instruments ure aje za skupljanje podataka o vibracijama, i Telxon i Janus data-terminale. 1.3.2. Online podaci - (Online Data) ICAS ima sposobnost skupljanja informacija sa online senzora brzinom od jednog podataka u sekundi. Podržava integraciju različitih komercijalno dostupnih ure aja za akviziciju podataka kao što su Flukes NETDAQ i Helios i Opto22s Optomux. Podržava tako e RsLinx za konekciju na Allen-Bradley Programabilni logički kontroler (PLC). Tako e može biti spojen na DAS-64 ili DAS-32 jedinicu za brzu akviziciju podataka. DAS može omogućiti snimanje širokopojasnog spektra vibracija i spektralnu analizu vibracija, podatke o pritisku paljenja u cilindru, može biti korišten za snimanje doga aja ( kao što su npr. otkazi) 1.4. Set za konfiguraciju podataka (Configuration Data Set CDS) Set za konfiguraciju podataka je razvijen u ICAS-u specijalno za nadgledanje opreme unutar odre enog mjesta. CDS odre uje kako radna stanica skuplja, analizira i distribuira podatke.CDS je ono što dopušta ICAS-u da može da radi kao specifična aplikacija. Njime diktiramo da li ICAS želi nadgledati proces koji se odnosi na postrojenja brodske propulzije, tvornice papira ili neki drugi proizvodni proces. Ta fleksibilnost je ono što dopušta da se ICAS adaptira na bilo kakvu aplikaciju. Izrada CDS-a počinje odre ivanjem dostupnih ulaza podataka. Za svaki izvor podataka (bilo online ili portabl) definicija senzora se kreira kako bi se omogućilo da ICAS pristupa podacima iz različitih izvora. Nakon što su definisani senzori, razvijaju se alarmi, SPO, trendovi, skan grupe i definicije mašina da bi se odredilo kako ICAS interpretira i pohranjuje podatke. Statusne strane se izra uju da obezbijede za korisnika grafički displej u realnom vremenu. 2.Prikaz i analiza podataka Ovaj odjeljak objašnjava alate (opcije) dostupne za interpretaciju i ekranski prikaz podataka u ICAS-u : 1. Grupe za skaniranje 2. Status mašine 3. Statusne strane 4. Linijski dijagram 5. Alarmi 6. Ekspertni sistem 7. Doga aji 8. Trendovi 9. Mašinski dnevnik 10. Analiza vibracija 44
  • 49. Aleksić Marinko ICAS 2.1. Grupe za skaniranje ( Scan Groups ) Opcija "Grupe za skaniranje" su liste senzora, obično vezanih za samu mašinu ili sistem. U ekranskom prikazu pokazuju podatke sa svih senzora u grupi u tabelarnom formatu. Alarm se može konfigurisati da ICAS uhvati nivoe svih senzora vezanih za alarm u grupi za skaniranje. Primjer grupe za skaniranje 2. 2. Status mašina (Machine Status) Opcija "Status mašina" stavlja na displej imena svih mašina u CDS-u (setu podataka za kofiguraciju) i tekući status svake mašine. Mašina može biti u jednom od tri stanja: Isključeno, Uključeno prelazno stanje , ili Uključeno stabilno stanje Isključeno (Offline) : Mašina se smatra isključenom. Uključeno prelazno stanje (Online Dynamic) : Mašina je uključena , ali je u prelaznom stanju.To može biti proces uključenja ili isključenja, ili je to prelazno stanje iz jednog stabilnog u drugo stabilno stanje (Kao što je npr.promjena opterećenja). Uključeno stabilno stanje (Online Steady State ) : Mašina je uključena u konstantnom setu stanja za predodredjenom iznosu vremena. Vremensko kašnjenje dopušta svim parametrima da postignu svoje normalne vrijednosti za postojeće uslove. Podaci o kretanju se obično skupljaju kada je mašina u Uključenom stabilnom stanju - to rezultira statistički upotrebljivim podacima. Stanje mašine je opisano preko pojedinih senzora. Svaka definicija mašine može imati dvije grupe senzora : jedna grupa opisuje zahtjeve za mašinu koja se smatra isključenom, a druga opisuje zahtjeve za mašinu koja je stabilnom stanju. Na primjer, HP-IP turbina od 3600 o/min može imati slijedeću definiciju: pokazivaće OFFLINE za brzinu turbine <150 o/min. Pokazivaće ONLINE STEADY STATE samo ako je broj obrtaja u minuti izmedju 3500 i 3700, broj obrtaja ostaje konstantan (Unutar 50 o/min) za 30 sekundi, i generatorski izlaz ostaje konstantan (Unutar 25 MW ) za 30 sekundi. Svako drugo stanje ispod 150 o/min pokazuje ONLINE DYNAMIC. 2.3. Statusne strane (Status Pages) Opcija "Statusne strane" omogućavaju uvid u rad mašine ili sistema preko grafičkog displeja, koji može inkorporirati statičku bitmapu i animaciju sa ICAS senzor displejima. To omogućava osoblju koje opslužuje mašine vizuelnu identifikaciju podataka o opremi. Podaci sa senzora se mogu mogu pratiti u digitalnom zapisu, linijskom grafiku ili X-Y dijagramu - sve u realnom vremenu. ICAS podržava animaciju kojom ilustrujemo mehaničke 45
  • 50. Aleksić Marinko ICAS pokrete mašine ili tok nekog procesa itd. Senzori prate protok, mehaničke prekide, ventile, kvačila itd, tako da se promjene stanja jednovremeno prate na animaciji. Postoje tri tipa "Statusnih strana" : Mašinski status, Sistemski status i Brzi status. Stranice Mašinskog i sistemskog statusa su definisane i odre ene od strane sitem- administratora i ne mogu se mijenjati bez njegove privilegije. Stranicu brzog statusa može kreirati, editovati ili brisati svaki korisnik. Na slici dolje je prikazan Brzi status. 2.4. Linijski dijagram (Strip Charts) Opcija "Linijski dijagram" omogućava korisniku da kreira istoriju podataka koje prate pojedini senzori. Na ekranskom prikazu imamo grafik sa vremenskom bazom koji može prikazati nivoe koje prate i do 14 senzora jednovremeno. Dijagram se može postaviti da pokaže stanje u zadnjih nekoliko minuta ili sati. Ovdje možete vidjeti primjer linijskog dijagrama. 2.5. Alarmi (Alarms) Opcija "Alarmi" se postavljaju tako da se aktiviraju u odnosu na nivo pojedinih senzora. Alarmi se aktiviraju kada nivo senzora predje preko, ispod ili preko/ispod postavljene granice. Granične vrijednosti se mogu tačno postaviti ( kao npr. 25 ili 10 +/- 1), ili može biti varijabilan nivo baziran na 2D ili 3D krivoj. 46
  • 51. Aleksić Marinko ICAS 2.6. Ekspertni sistem (Experts, Hybrid Decision Support (HDS) System) Opcija "Ekspert" dobija podatke na osnovu pokazivanja senzora, alarma, rezultata drugih eksperetiza, broja startovnja mašina, vremena rada mašina, alarma uzrokovanih opasnim trendovima ili otkrivanja otkaza. Ekspertni sistem izvodi zaključak na osnovu analize stanja mašina i daje dijagnostički izvještaj (savjet), koji vodi operatera kroz proces opravke ili zamjene. HDS je baziran na Bulovoj logici (Logička vrata i tablice istinitosti) i Fuzzy logici. HDS Dizajner omogućava korisniku da, korištenjem tih principa, kreira dijagnostičke zakone kojim se identifikuje mod otkaza opreme. Pri tome obavezno se vrši i logička kombinacija statusa alarma, vrijednosti koje pokazuju senzori, spektra vibracija i ostalih resursa ICAS sistema. . Postoji mogućnost kreiranja tekstualnih savjeta i intervjua za vo enje operatera i osoblja u održavanju. Tako e postoji link za on-line pregled tehničke ili tvorničke dokumentacije. Opcija "Savjeti" (Advisoris) je definisana korištenjem HDS dizajnera i predstavljaju set sugestija, uputa ili ostalih informacija koje mogu pomoći pri rješavanju problema. Opcija"Intervju" (Interviews) je ura ena korištenjem HDS dizajnera i predstavlja skup pitanja vezanih za neki problem. Korisnik odgovora i ti ga odgovori vode kroz seriju ostalih pitanja koja će mu pomoći da definiše i riješi problem. 47
  • 52. Aleksić Marinko ICAS 2.7. Doga aji (Events) Opcija "Doga aji" predstavlja zapis o vrijednostima parametara koji se prate a karakterišu neki doga aj : otkaz, uključenje, isključenje itd. ICAS "Doga aji" u baferu za čuvanje podataka, imaju evidenciju pojedinačnih doga aja do 8 sati prije i do 8 sati posle nekog doga aja. "Doga aji" su naročito korisni za odre ivanje uzroka iznenadnih otkaza (havarija). Na primer, ako generator gasne turbine otkaže, ICAS "Doga aj" snima razne parametre pre i posle otkaza generatora. Otkrivanje uzroka otkaza može biti znatno pojednostavljeno ako ICAS "Doga aj" pokaže neku abnormalnost koja može uzrokovati otkaz, kao što je povećanje diferencijalnog pritiska u filteru goriva, ili nestanak izlaznog napona generatora. 2.8. Trend (Trends) Opcija "Trend" zapisuje podatke kada je mašina u stabilnom stanju rada. Zavisno od konfiguracije "Trend" može predstavljati podatke preko 2D ili 3D grafika. Suština "Trenda" je da pokazuje ponašanje mašine tokom vremena čime dobijamo mogućnost utvr ivanja degradacije sistema. Tako npr. možemo dobiti elemente koji će pomoći da se tačno utvrdi termin remonta, izbjegavajući fiksne i ranije utvr ene termine za remont. 2.9. Mašinski dnevnik (Logsheets) U "Mašinski dnevnik" (Logsheets) možemo ručno ili automatski unositi podatke u predvi enom ritmu ili intervalima. Može se štampati za papirni zapis, a pamti se u bazi podataka. Time izbjegavamo nepotrebni papirni zapis. 2.10. Analiza vibracija (Vibration Analysis and Query) Ova opcija omogućava pregled pokazivanja senzora vibracija. Opcija "Spektar" predstavlja spektralni dijagram vibracija npr. u nekom ležaju. Spektar može biti uskopojasni ili širokopojasni. Opcija "Orbital" prikazuje pomak osovine, odnosno totalni pomak orbite osovine unutar ležaja. Opcija "Polar" mjeri i prikazuje centar rotacije osovine i sinhronizovana je sa brzinom osovine. Pošto se mijenja rotaciona brzina osovine, napr. pri startu ili isključenju, mijenja se i vrijednost vibracija, odn. faza. BIBLIOGRAFIJA : 1. www.idax.com • ICAS • Smartship 48
  • 53. Aleksić Marinko ICAS LINUX, UNIX, WINDOWS NT Linux je tip operativnog sistema, odn. to je program koji upravlja računarskim hardverom i softverom za korisnika. Preko korisničkog interfejsa korisnik utiče na operativni sistem. Sistem prima i interpretira instrukcije, kontroliše unošenje i izvršavanje svih programa, uključujući bilo koje softverske aplikacije. Upravljanje fajlovima, programima i korisničkim interakcijama su standardne osobine svih operativnih sistema. Linux je započet kao lični projekat studenta informatike Linusa Torvalda sa Univerziteta u Helsinkiju. Namjera mu je bila da kreira efikasnu Unix-ovu verziju specijalno za PC bazirane na Intelu. Unix je postao zahtjevan i glomazan operativni sistem. Razvoj personalnih računara u stopu su pratile i odgovarajuće verzije Unix-a. Inače, Unix je prvobitno bio projektovan kao operativni sistem za istraživače. Glavni cilj je bio stvaranje sistema koji bi podržao zahtjeve za promjenama. Sistem je radio veliki broj različitih vrsta zadataka. Fleksibilnost je izbila u prvi plan i postala važnija od do tada dominantne hardverske efikasnosti. Linux je distribuiran preko Interneta i tokom proteklih godina mnogi programeri unose veliki broj novih rafiniranih aplikacija i karakteristika. Linux je multiuser - multitasking, fleksibilan, lako pristupačan korisniku koji nije ograničen na mali broj krutih interakcija sa operativnim sistemom. Obezbije en je set veoma korisnih alata. Sa Linux-om operativni sistem postaje i operativno okruženje. Windows NT je operativni sistem firme Microsoft, koji ima veoma veliku rasprostranjenost i smatra se za veoma perspektivan operativni sistem za lokalne mreže PC-a. To je multitasking sistem koji zadovoljava zahtjeve za sigurnost i pouzdanost, pa se koristi u sistemima vezanim za biznis, komunikacije, proizvodnju, procesnu kontrolu ili prodaju. Windows NT obezbje uje zaštitu kritičnih informacija, zaštitu od slučajnog ili namjernog pristupa podacima. Sa Windows NT-jem hardverske greške su minimizirane i oporavak u slučaju otkaza je brz. Sadrži integrisano umrežavanje za dijeljenje osnovnih fajlova i jednostavan pristup printerima i štampačima. Za rad u grupama omogućava elektronsku poštu i grupni raspored. Korisnički interfejs je kao kod Windowsa 95, tako da se novi korisnici vrlo jednostavno priviknu na njega. Korisnik zadržava visoko personalizovan desktop, za vrijeme dok administrator može potpuno, fleksibilno i daljinski kontrolisati pristup sistemu preko različitih nivoa dodjeljivanja korisničkih prava i pristupa. Bibliografija : 1. Richard Peterson, Linux : The Complete reference - Prikaz knjige u "Personalni računari br.134, januar 1998." 2. www.dolphinuk.co.uk • What is Windows NT ? 49
  • 54. Aleksić Marinko Definicija mašine 50
  • 55. Aleksić Marinko Mašinski i sistemski status Ekranski prikaz Mašinskog statusa 51
  • 56. Aleksić Marinko Mašinski i sistemski status Ekranski prikaz sistemskog statusa 52
  • 57. Aleksić Marinko Mašinski i sistemski status 53
  • 58. Aleksić Marinko Mašinski i sistemski status Ekranski prikaz alarma 54
  • 59. Aleksić Marinko Mašinski dnevnik Ekranski prikaz jednog lista Mašinskog dnevnika za odre eni dan 56
  • 60. Aleksić Marinko Polar Opcija Spektar Opcija Orbital 57
  • 61. Aleksić Marinko Polar Opcija Polar 58