2017年空客發(fā)布了全新航空數(shù)據(jù)開放平臺“智慧天空(Skywise)”,其設(shè)計目標(biāo)是整合運(yùn)營商、維修企業(yè)和制造商擁有的數(shù)據(jù),再利用全面的數(shù)據(jù)為他們進(jìn)行運(yùn)營分析并提供決策參考,同時支持他們進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。該平臺整合的航空數(shù)據(jù)非常廣泛,包括運(yùn)營終端歷史、機(jī)載傳感器數(shù)據(jù)、機(jī)組報告、服務(wù)通告,甚至空客飛機(jī)的研發(fā)數(shù)據(jù)。空客還將其現(xiàn)有的數(shù)字產(chǎn)品(如飛機(jī)實時健康監(jiān)控系統(tǒng)AiRTHM)移至新數(shù)據(jù)平臺上,并且正在增加服務(wù)項目,擴(kuò)展新的合作伙伴。
空客作為整機(jī)制造業(yè)另一巨頭,始終保持跟蹤博弈狀態(tài),大數(shù)據(jù)應(yīng)用研究同樣起步較早。空客與Oracle、Google等公司合作構(gòu)建了強(qiáng)大的數(shù)字化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化的平臺,從AHM進(jìn)化到Skywise,積累了豐富的數(shù)據(jù)資源和應(yīng)用案例,加劇了民機(jī)健康管理服務(wù)市場的競爭。發(fā)動機(jī)健康監(jiān)控:三足鼎立
普惠、羅羅、GE作為全球動力系統(tǒng)和服務(wù)的供應(yīng)商三巨頭,在全面占領(lǐng)民用噴氣式發(fā)動機(jī)市場的同時,也致力于提供發(fā)動機(jī)管理、狀態(tài)監(jiān)測與維護(hù)維修的一整套服務(wù),其遠(yuǎn)程監(jiān)測的傳感器大數(shù)據(jù)則是服務(wù)的基礎(chǔ)核心。
普惠發(fā)動機(jī)健康管理軟件(EHM系統(tǒng))適用于普惠設(shè)計研發(fā)的各型號民用發(fā)動機(jī),包括JT8D、JT9D、PW2000系列、PW4000系列以及PW6000系列。在航線運(yùn)營中,EHM對各機(jī)隊中的發(fā)動機(jī)的主要性能參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控統(tǒng)計,航空公司工程師分析發(fā)動機(jī)參數(shù)統(tǒng)計報表,判斷發(fā)動機(jī)健康狀態(tài),對有故障的發(fā)動機(jī)提出合理的排故方案,從而有效保證飛機(jī)飛行安全,降低發(fā)動機(jī)維護(hù)成本,避免非計劃性換發(fā)(非計劃性換發(fā)將給航空公司帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失)。
羅羅公司全球發(fā)動機(jī)健康監(jiān)測中心建立了發(fā)動機(jī)健康管理系統(tǒng),實時監(jiān)測上千臺遄達(dá)發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài),并預(yù)測出發(fā)動機(jī)未來的飛行時間,幫助工程師了解每臺發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)以便合理安排其使用和維修時間,并且這些數(shù)據(jù)可以被用來設(shè)計更加高效低耗的發(fā)動機(jī),因此,羅羅的發(fā)動機(jī)被稱為“大數(shù)據(jù)引擎”,羅羅公司60%的銷售收入來自于其提供的售后數(shù)據(jù)服務(wù)市場。
GE公司基于Windows平臺開發(fā)了交互式發(fā)動機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng),廣泛應(yīng)用于監(jiān)控CF6、CFM56、GE90、CF34等型號。此發(fā)動機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可對巡航階段性能參數(shù)趨勢偏差進(jìn)行監(jiān)控,還可針對起飛狀態(tài)的性能參數(shù)分析評估發(fā)動機(jī)狀態(tài)和剩余在翼時間。工程人員可通過軟件監(jiān)控評估發(fā)動機(jī)的性能,分析各部件的健康狀況。以GE為東航機(jī)隊500臺發(fā)動機(jī)提供監(jiān)控為例,可將診斷周期縮短90%,狀態(tài)分析準(zhǔn)確率達(dá)到80%,大大減少了發(fā)動機(jī)離翼檢修的時間。
GE從2011年投入巨資啟動大數(shù)據(jù)分析項目,如今面向航空乃至整個工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)與分析解決方案。Predix可應(yīng)用于航空公司和飛機(jī)運(yùn)營商的現(xiàn)有信息分析,實現(xiàn)對30000架噴氣發(fā)動機(jī)的實時監(jiān)測和危機(jī)響應(yīng),幫助發(fā)動機(jī)更好地運(yùn)行、消耗更少的燃料,并且最大限度地減少意外停機(jī)時間,這些數(shù)據(jù)涉及的資產(chǎn)價值達(dá)到萬億美元。更為重要的是,GE目前已開始在全球工業(yè)領(lǐng)域推廣使用其Predix應(yīng)用工廠,可為大規(guī)模快速開發(fā)自定義行業(yè)應(yīng)用、提升資產(chǎn)管理績效提供支持,為進(jìn)行快速的原型設(shè)計、驗證和開發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供先進(jìn)的方式,并將開發(fā)周期從幾個月縮短到幾周。2018年3月,GE與東航簽署全面數(shù)字化合作協(xié)議,基于Predix平臺為東航700多家飛機(jī)提供發(fā)動機(jī)和飛機(jī)維修、飛行安全、運(yùn)營效率以及營銷分析等50多個數(shù)字化服務(wù)項目,共同研發(fā)飛行數(shù)據(jù)應(yīng)用軟件并對發(fā)動機(jī)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析。
以上三家OEM基本壟斷了航空業(yè)發(fā)動機(jī)制造和服務(wù)的市場,以傳感器數(shù)據(jù)為核心,可提供涵蓋制造、狀態(tài)監(jiān)控、維護(hù)維修一系列服務(wù)。對國內(nèi)航空公司來說,過多的依賴OEM廠家提供的技術(shù)保障服務(wù),一方面運(yùn)營成本較高,另一方面若國內(nèi)不研發(fā)具有獨(dú)立自主產(chǎn)權(quán)的監(jiān)控技術(shù),一旦將來由于某種原因?qū)е翺EM的服務(wù)中斷,帶來的影響無法預(yù)估。
國內(nèi)民航業(yè):積極嘗試,多點(diǎn)開花
國內(nèi)航空公司積極探索機(jī)務(wù)大數(shù)據(jù)應(yīng)用,國航建立了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的飛機(jī)狀態(tài)預(yù)測和維修作業(yè)管理(APCM)平臺,實現(xiàn)維修活動閉環(huán)管理的無紙化工具;南方航空公司于2006年開發(fā)了飛機(jī)遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)并獲得專利,其開發(fā)的系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于南方航空公司機(jī)務(wù)工程部維修控制中心、運(yùn)行控制中心以及各分公司維修基地,改變了民航機(jī)務(wù)維修排故的傳統(tǒng)模式;東方航空公司于2007年實現(xiàn)了無線QAR技術(shù),與GE合作開發(fā)FlightPulse軟件進(jìn)行飛行品質(zhì)分析,這些監(jiān)控系統(tǒng)和技術(shù)的開發(fā)都大大促進(jìn)了航空公司對飛機(jī)實時監(jiān)控和健康管理的能力;海航打造了飛機(jī)健康管理大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺,通過對飛機(jī)狀態(tài)的實時監(jiān)控和健康管理,及時發(fā)現(xiàn)隱性故障、運(yùn)行不正常事件,優(yōu)化機(jī)隊維修和工程管理水平。
中國商飛作為國產(chǎn)民機(jī)產(chǎn)業(yè)化的主要載體,致力于研制更經(jīng)濟(jì)、更安全、更環(huán)保、更舒適的國產(chǎn)民機(jī),針對ARJ21、C919等型號也相繼開展了健康管理系統(tǒng)的研制工作,通過健康管理系統(tǒng)的應(yīng)用可為主制造商提供獲取飛機(jī)大量運(yùn)營信息和飛行數(shù)據(jù)的手段,通過獲取這些寶貴的數(shù)據(jù)和信息,飛機(jī)主制造商能及時掌握機(jī)隊飛機(jī)的健康狀況,為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù),同時不斷提升自身的飛機(jī)設(shè)計水平。
大數(shù)據(jù)時代民機(jī)健康管理技術(shù)展望
機(jī)載健康管理數(shù)據(jù)類型

與飛機(jī)健康狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)種類多、量級大,飛機(jī)各個機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備在飛行各階段都會源源不斷的產(chǎn)生數(shù)據(jù),但較老的機(jī)型限于數(shù)據(jù)采集及通信能力,航空公司能夠獲得的數(shù)據(jù)量則更少,渠道也局限于ACARS、QAR、EFB等。隨著機(jī)載采集手段、通信能力以及記錄設(shè)備的不斷更新?lián)Q代,空客A350、波音787機(jī)型在參數(shù)量級上已突破數(shù)十萬,未來待空地寬帶等實時通信技術(shù)成熟后,在地面實時獲取想要的數(shù)據(jù)已經(jīng)不是問題。因此,健康管理所面臨的瓶頸問題在于機(jī)載系統(tǒng)是否記錄了需要的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)獲得后如何進(jìn)行處理和分析,如何通過數(shù)據(jù)挖掘到有價值的決策信息。圖3簡要描述了機(jī)載健康數(shù)據(jù)來源及去向。
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