Análisis estadístico de fractura mecánica y optimización de inspecciones en aeronaves pequeñas

Abstract

RESUMEN : En la programación de las operaciones de mantenimiento de una aeronave, se consolida como un proceso clave que tiene como objetivo garantizar la máxima seguridad durante la vida útil de la aeronave y mantener los costos operativos lo más bajos posible. Para establecer un programa de inspección y las reparaciones posteriores, es importante evaluar las variaciones en la carga, el material y la geometría; por lo tanto, es esencial un análisis probabilístico de tolerancia al daño (PDTA, por sus siglas en inglés) eficiente en combinación con métodos de optimización avanzados. Fue necesario contar con la sugerencia de expertos para llegar a consideraciones reales de la industria aeronáutica sobre el mantenimiento: programar diferentes técnicas de inspección según el tiempo que estas se necesiten y los posibles tiempos en los que se podían aplicar estas técnicas. Además, para encontrar la mejor combinación de inspecciones, fue muy importante trabajar con base a un código que proporcionaba una combinación de inspecciones optimizada, sin embargo, persistía un problema, era computacionalmente ineficiente, debido al largo tiempo de ejecución [16]. Teniendo en cuenta las consideraciones encontradas, el nivel de riesgo y los costos, se desarrolló un algoritmo que fue capaz de reducir el tiempo de ejecución del código y a su vez proporcional la mejor combinación de inspecciones posible. Esta investigación proporcionó la mejor combinación de inspecciones con un tiempo de ejecución reducido, que mantienen bajo el riesgo de falla del avión mientras el costo de la combinación es el menor posible, esto gracias a todas las consideraciones mencionadas anteriormente. También este código se implementó en un lenguaje de programación de libre (Octave).

ABSTRACT : Scheduling aircraft maintenance operations is a key process that aims to ensure the highest safety during the lifetime of aircraft while keeping the operational costs as low as possible. To establish an inspections schedule and the subsequent repairs, it is important to assess variations in loading, material, and geometry; therefore, an efficient probabilistic damage tolerance analysis (PDTA) in combination with advanced optimization methods is essential. Having the suggestions of experts allowed to get real considerations of the aeronautical industry on maintenance, such as: programming different inspection techniques according to the time they are needed and the possible times in which these techniques could be applied. In addition, to find the best combination of inspections, was very important to work based on a code that already gave an optimized combination of inspections, however, that code had a problem, it that was computationally inefficient, due to the long run time [16]. Taking into account the considerations found, the level of risk and the costs, an algorithm was developed to be able to reduce the execution time of the basis code and at the same time keep providing the best possible combination of inspections. This research provided the best combination of inspections with the run time reduced, keeping the risk of aircraft failure low while the cost is the lowest possible, thanks to all the considerations mentioned above and. This code was implemented in a free programming language (Octave).