Wyznaczanie niezawodności złożonego systemu technicznego na przykładzie mobilnego modułu medycznego

• Autorzy: Szelmanowski Andrzej , Pazur Andrzej , Rządkowski Romuald , Szelmanowska Julia

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.4463

Warianty tytułu

EN

Determination of reliability for a complex technical system on the example of a mobile medical module

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono propozycję sposobu wyznaczania niezawodności całkowitej i częściowej dla mobilnego modułu medycznego jako złożonego systemu technicznego. Dedykowanymi funkcjami takiego modułu są podjęcie rannego z pola walki (w wersji podstawowej) oraz zabezpieczenie utrzymania jego funkcji życiowych i wykonywania niezbędnych zabiegów medycznych (w wersji rozszerzonej). Prace nad opracowaniem koncepcji lub zaawansowaną budową takich modułów wykorzystujących bezzałogowe statki powietrzne jako drony transportowe są od kilku lat prowadzone przez wiele państw i firm lotniczych, m.in. agencję DARPA (USA) oraz ITWL (Polska). Pomimo że w Polsce nie ma jeszcze floty takich maszyn, to z doświadczeń w zarządzaniu statkami powietrznymi w Siłach Zbrojnych RP wynika potrzeba jednoczesnego zabezpieczenia eksploatacji takich modułów w informatyczny system wsparcia, wykorzystujący algorytmy i zależności matematyczne w zakresie wyznaczania niezawodności całkowitej i częściowej. Z uwagi na złożoność strukturalną mobilnego modułu medycznego (platforma nosiciela, napęd, wyposażenie awioniczne podstawowe i dodatkowe oraz wyposażenie medyczne podstawowe i rozszerzone) niezawodność całkowita i częściowa może być wyznaczana dla obiektu prostego (w wersji uproszczonej jako pełna niezawodność) lub systemu złożonego (jako całkowita i częściowa).

EN

The article presents a proposal for a method to determine a total and partial reliability for a mobile medical module as a complex technical system. The dedicated functions of such a module are to evacuate the wounded from the battlefield (in the basic version) and to ensure the maintenance of his vital functions and the performance of necessary medical procedures (in the extended version). Work on developing the concept or advanced construction of such modules using unmanned aerial vehicles as transport drones has been carried out for several years by many countries and aviation companies, including: DARPA agency (USA) and AFIT (Poland). Even though there is no fleet of such machines in Poland yet, this comes from experience in managing aircraft in the Armed Forces RP results from the need to simultaneously secure the operation of such modules in an IT support system using algorithms and mathematical relationships in determining a total and partial reliability . Due to the structural complexity of the mobile medical module (carrier platform, drive, basic and additional avionics equipment and basic and extended medical equipment), a total and partial reliability can be determined for a simple object (in a simplified reliability version as full) or a complex system (as a total and partial reliability).

Słowa kluczowe

PL

eksploatacja; niezawodność; złożony system techniczny

EN

exploitation; reliability; complex technical system

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONBiN
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 54, iss. 1
• Strony: 65--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys.

Twórcy

autor

Szelmanowski Andrzej

• Air Force Institute of Technology (Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych), Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6183-0241

autor

Pazur Andrzej

• Air Force Institute of Technology (Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych), Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3126-1110

autor

Rządkowski Romuald

• Air Force Institute of Technology (Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych), Poland

autor

Szelmanowska Julia

• Medical University of Warsaw (Warszawski Uniwersytet Medyczny), Poland

Bibliografia

• 1. J. Braun, “The promising future of drones in prehospital medical care and its application to battlefield medicine,” The Journal of Trauma and Acute Care Surgery, 87(1S), 2019, DOI: 10.1097/TA.0000000000002221.
• 2. K. Laksham, “Unmanned aerial vehicle (drones) in public health: A SWOT analysis,” Journal of Family Medicine and Primary Care, 8(2), 2019, DOI: 10.4103/jfmpc.jfmpc_413_18.
• 3. M. Zieja, A. Szelmanowski, A. Pazur and W. Paterek, Possibilities and conditions of forming reliability and operational readiness of the ZSL integrated communication system for polish military helicopters, Poland, Warsaw, AFIT, 2019.
• 4. D.T. Lammers, J.M. Williams, J.R. Conner, E. Baird, O. Rokayak, J. McClellan, and M.J. Eckert, “Airborne UAV delivery of blood products and medical logistics for combat zones,” Transfusion (Philadelphia), 63 (S3), 2023, DOI: 10.1111/trf.17329.
• 5. J. A. Aker, „How drones will transform battlefield medicine, save lives,” Available: https://www.af.mil/News/Article-Display/Article/3095337/how-drones-will-transform-battlefield-medicine-save-lives/ (accessed 02.02.2024).
• 6. N.B. Roberts, E. Ager, T. Leith, I. Lott, M. Mason-Maready, T. Nix, A. Gottula, N. Hunt, and Ch. Brent, “Current Summary of the Evidence in Drone-Based Emergency Medical Services Care,” Resuscitation Plus, 13, 100347, 2023.
• 7. Y. Yanagawa, “Using a Doctor Helicopter to Transport Medical Staff Only Without Air Evacuation for an Intoxicated Patient to Ensure Aviation Safety,” Air Medical Journal, 37(4), 2018, DOI: 10.1016/j.amj.2018.04.005.
• 8. N. K. Das, R. Patil, S. Prasanna, P. Das, and S. Mukhida, ”Drones for Medical Supply During Disaster: A Game Changer in “Health for All” Policy,” Health Services Insights, 16, 2023, DOI: 10.1177/11786329231160013.
• 9. Spencer, “Lung Ventilator Spencer 190 NXT,” Available: https://www. spencer.it/en/emergency-rescue-equipment/resuscitation/ventilators/spencer-190-nxt (accessed 02.02.2024).
• 10. J. Lewitowicz, Podstawy eksploatacji statków powietrznych (The basics of aircraft operation), Vol. 3: Systemy eksploatacji statków powietrznych, Warsaw: ITWL, 2006.
• 11. J. Lewitowicz, K. Kustroń, Podstawy eksploatacji statków powietrznych (The basics of aircraft operation), Vol. 2: Własności i właściwości eksploatacyjne statku powietrznego, Warsaw: ITWL, 2003.
• 12. Rotron Power, „Rotron Engine Applications,” https://youtu.be/Kvmr_fyvvKY?feature=shared, (accessed 02.02.2024).
• 13. J. Manerowski, R. Rządkowski, M. Kowalski, and R. Szczepanik, “Multimode Tip-Timing Analysis of Steam Turbine Rotor Blades,” IEEE Sensors Journal, Volume 23, Issue 11, 2023, DOI: 10.1109/JSEN.2023.3239221.
• 14. R. Rządkowski, L. Kubitz, M. Maziarz, P. Troka, K. Dominiczak, and R. Szczepanik, “Tip-Timing Measurements and Numerical Analysis of Last-Stage Steam Turbine Mistuned Bladed Disc During Run-Down,” Journal of Vibration Engineering & Technologies, 8(3), pp. 409÷415, 2020.
• 15. P. Kowaleczko, R. Rządkowski, L. Kubitz, P. Kowaleczko, R. Szczepanik, and P. Troka, “New blade tip-timing system for measuring rotor blade vibration of steam and gas turbines,” Research & Development in Power Engineering, E3S Web of Conferences 137, 2019, doi.org/10.1051/e3sconf/201913701040.
• 16. R. Rządkowski, E. Rokicki, L. Piechowski, and R. Szczepanik, “Analysis of middle bearing failure in rotor jet engine using tip-timing and tip-clearance techniques,” Mechanical Systems and Signal Processing, 76-77, pp. 213÷227, 2016.
• 17. A. Gębura, H. Kowalczyk, T. Tokarski, S. Klimaszewski, K. Handzel, and F. Zgrzywa, “Monitoring of helicopters swash-plate wear using the FAM-C diagnosis method,” Diagnostyka, 23(1), pp. 1÷12, 2022.
• 18. M. Zieja, A. Gębura, A. Szelmanowski, and B. Główczyk, “Non-invasive monitoring of the technical condition of power units using the FAM-C and FDM-A electrical methods,” Sustainability, MDPI, 13(23), 2021, DOI 10.3390/su132313329.
• 19. S. Augustyn and A. Gębura, “Capabilities of the FAM-C method to diagnose the accessory gearboxes and transmission-train assemblies of the Mi-24 helicopters,” Research Works of Air Force Institute of Technology, 30(1), pp. 177÷186, 2012.
• 20. A. Gębura, “Diagnosing turbine engine bearing structures with the aid of FAM-C and FDM-A methods,” Polish Maritime Research, 16(1), pp. 53÷60, 2009.
• 21. A. Pazur, “Testing the reliability of communication systems based on a specialized communication server,” PhD Thesis, Air Force Institute of Technology, Warsaw, 2010.
• 22. A. Pazur and A. Szelmanowski, “AFIT’s laboratory test equipment to optimize the integrated communication systems for polish military helicopters,” Presented at: Benevento, Italy, IEEE International Workshop on “Metrology for Aerospace”, 2014.
• 23. R.E. Barlow and F. Proschan, Statistical theory of reliability and testing probability models, New York, Holt, Rienhart and Wilson, 1975.
• 24. L. Knopik, K. Migawa, and A. Wdzięczny, “Profit optimization in maintenance system,” Polish Martime Research, 1(89), pp. 193÷198, 2016.
• 25. K. Flemons, “The use of drones for the delivery of diagnostic test kits and medical supplies to remote nations communities during Covid-19,” American Journal of Infection Control, 50, 2022, DOI: 10.1016/j.ajic.2022.03.004.
• 26. A. A. Zailani, R. Z. Sabudin, R. A. Rahman, I. M. Saiboon, A. Ismail, and Z. Mahdy, “Drone for medical products transportation in maternal healthcare,” Medicine (Baltimore), 99(36), e21967, 2020, DOI: 10.1097/MD.0000000000021967.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).