美國(guó)《航空周刊》網(wǎng)站4月5日刊文，簡(jiǎn)述了航空發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)測(cè)性維修的發(fā)展和數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾浴Ｎ恼抡J(rèn)為，多年來(lái)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠商一直致力于預(yù)測(cè)、分析和快速傳輸數(shù)據(jù)。它們?cè)诓粩嚅_發(fā)新的技術(shù)和數(shù)據(jù)應(yīng)用方法，以便科學(xué)預(yù)測(cè)各種零部件狀態(tài)?？梢哉f(shuō)，數(shù)據(jù)科學(xué)家取得運(yùn)行數(shù)據(jù)和性能數(shù)據(jù)越快越早，就能夠生成越好的預(yù)測(cè)性維修的算法模型。

普惠公司航空發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)測(cè)性維修的情況

普惠公司從自己的發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、專用的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行趨勢(shì)分析服務(wù)軟件和飛機(jī)制造企業(yè)接收發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

首先，普惠公司可以通過(guò)飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)（ACARS）接收發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)快照。而且，如果航空公司與Teledyne Controls公司或類似的普惠合作伙伴合作，使用他們的數(shù)據(jù)交付解決方案，那么普惠就可以在整個(gè)飛行過(guò)程中獲取數(shù)據(jù)。利用數(shù)據(jù)和分析工具形成飛行小時(shí)維護(hù)計(jì)劃，運(yùn)營(yíng)商可以獲得各種維修、升級(jí)的預(yù)測(cè)建議。

普惠公司建設(shè)了FAST系統(tǒng)（全程飛行數(shù)據(jù)獲取、存儲(chǔ)和傳輸系統(tǒng)，F(xiàn)ull flight data Acquisition, Storage and Transmission），以獲得高質(zhì)量的飛行發(fā)動(dòng)機(jī)完整數(shù)據(jù)。根據(jù)官方說(shuō)明，這個(gè)系統(tǒng)可以在飛行員關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后幾分鐘內(nèi)獲取、分析發(fā)動(dòng)機(jī)的全程飛行數(shù)據(jù)，并將通過(guò)無(wú)線的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送給處理人員。

普惠的很多發(fā)動(dòng)機(jī)都配備FAST系統(tǒng)，對(duì)新的齒輪傳動(dòng)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)（GTF）來(lái)說(shuō)，這個(gè)系統(tǒng)顯得更重要，因?yàn)檫@種發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)比V2500系列發(fā)動(dòng)機(jī)多40%，平均飛行兩小時(shí)會(huì)產(chǎn)生約400萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。

普惠公司也為舊型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)提供了解決方案。如針對(duì)皮拉圖斯飛機(jī)公司的PC-12飛機(jī)使用的PT6E發(fā)動(dòng)機(jī)，普惠專門開發(fā)了數(shù)據(jù)收集和傳輸系統(tǒng)（DCTS，Data Collection and Transmission System），以便獲得高質(zhì)量、可靠的發(fā)動(dòng)機(jī)性能和健康數(shù)據(jù)。

普惠公司一直在升級(jí)其數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和分析工具，并且積累了大量基于物理邏輯的預(yù)測(cè)算法，目前還在不斷迭代人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的解決方法，這兩種方案都可以更好地利用全程飛行數(shù)據(jù)。

通用電氣航空公司航空發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)測(cè)性維修的情況

另一個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)巨頭——通用電氣航空公司組建了基于數(shù)字技術(shù)的機(jī)隊(duì)支持小組，每年處理超過(guò)1.2億個(gè)數(shù)據(jù)包，支持3萬(wàn)多臺(tái)商用發(fā)動(dòng)機(jī)。

通過(guò)飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)和其他相關(guān)系統(tǒng)（如飛機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)），所有裝載通用電氣發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)都能提供數(shù)據(jù)快照。數(shù)據(jù)快照包括發(fā)動(dòng)機(jī)在飛行中異常狀態(tài)位置捕獲的瞬時(shí)健康數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)。對(duì)于較老的發(fā)動(dòng)機(jī)，則由飛行員手動(dòng)記錄形成數(shù)據(jù)快照。數(shù)據(jù)快照可以通過(guò)無(wú)線通信或衛(wèi)星信號(hào)傳輸，以接近實(shí)時(shí)速度發(fā)送到通用電氣航空公司。飛機(jī)運(yùn)營(yíng)商也可以通過(guò)電子郵件或FTP的方式，轉(zhuǎn)發(fā)通過(guò)Wi-Fi或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)手動(dòng)從飛機(jī)上下載的快照數(shù)據(jù)。

通用電氣針對(duì)部分種類的發(fā)動(dòng)機(jī)，開展了全飛行過(guò)程連續(xù)數(shù)據(jù)的獲取和利用。這種連續(xù)的數(shù)據(jù)通常記錄在快速存取記錄器、數(shù)字飛行數(shù)據(jù)記錄器或電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制器上。這些可以通過(guò)手動(dòng)、Wi-Fi或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)獲取這些數(shù)據(jù)，并通過(guò)FTP或者通用電氣專用軟件發(fā)送到公司分析部門。

這類數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê鸵?guī)范已經(jīng)應(yīng)用了一段時(shí)間，但是數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)提高了傳輸成本。通用電氣和運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)在正努力降低成本，如用無(wú)線傳輸和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)取代人工下載。

在預(yù)測(cè)分析的研究上，通用電氣將預(yù)測(cè)性維修分為早期預(yù)警和預(yù)測(cè)分析。早期預(yù)警的目的是盡早檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況，其解決方案是基于相關(guān)正常數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)狀態(tài)，采用無(wú)監(jiān)督、半監(jiān)督和有監(jiān)督的數(shù)據(jù)分析

技術(shù)構(gòu)建的。預(yù)測(cè)分析進(jìn)一步針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和生命周期提供長(zhǎng)期預(yù)測(cè)。一旦發(fā)生早期預(yù)警，預(yù)測(cè)分析將啟動(dòng)算法，預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的剩余使用壽命、能力降低周期和緊急機(jī)隊(duì)分類，以方便后期的檢查規(guī)劃、維護(hù)、維修和備件庫(kù)存管理。預(yù)測(cè)分析技術(shù)建立在一套混合建模技術(shù)之上，這些技術(shù)使用具體領(lǐng)域物理科學(xué)原理以及現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)和模擬的狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

幾點(diǎn)看法

1.數(shù)據(jù)獲取是預(yù)測(cè)性維修中的重中之重

無(wú)論采用何種技術(shù)開展裝備的預(yù)測(cè)性維修，都需要建立模型，處理數(shù)據(jù)。在哪里加裝傳感器，獲取何種數(shù)據(jù)，采用何種取樣技術(shù)獲取數(shù)據(jù)，如何進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理、存儲(chǔ)、傳輸，是開展預(yù)測(cè)的關(guān)鍵。預(yù)測(cè)性維修的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)獲取，尤其是關(guān)鍵狀態(tài)下關(guān)鍵部件的關(guān)鍵數(shù)據(jù)獲取。

2.數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)應(yīng)用是發(fā)展趨勢(shì)

利用獲得的數(shù)據(jù)構(gòu)建航空發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)字孿生體，可以近乎實(shí)時(shí)的跟蹤發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)。利用發(fā)動(dòng)機(jī)歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合人工智能技術(shù)，形成發(fā)動(dòng)機(jī)健康分析模型，開展當(dāng)下數(shù)據(jù)分析，已經(jīng)在多個(gè)應(yīng)用案例中證明了可行性。隨著Transformer算法等人工智能技術(shù)的發(fā)展，以及采樣預(yù)測(cè)算法的開發(fā)，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)及其他航空領(lǐng)域，這種模式將獲得更多的應(yīng)用。

3. 5G等通信技術(shù)是關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施我國(guó)5G通信技術(shù)發(fā)展迅速，相比國(guó)外具有一定的優(yōu)勢(shì)。在預(yù)測(cè)性維修及其他基于數(shù)據(jù)的工程應(yīng)用領(lǐng)域，利用相關(guān)通信技術(shù)，構(gòu)建高速的通信環(huán)境，是提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵。（李亮）

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