2014年4月，通用電氣(GE)研發(fā)中心的一名工程師韓國(guó)和朝鮮獲得了一個(gè)新頭銜：航空大數(shù)據(jù)分析和數(shù)字解決方案經(jīng)理，這是通用電氣中國(guó)航空工程和技術(shù)部新成立的部門。在接下來(lái)的一年里，他將帶領(lǐng)一個(gè)由十幾人組成的技術(shù)團(tuán)隊(duì)來(lái)解決一個(gè)問(wèn)題：使用大數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)飛機(jī)的引擎何時(shí)需要檢修。
2014年3月，通用電氣全球副主席約翰·賴斯(John Rice)訪華，并與600115 SH董事長(zhǎng)劉少勇簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議。其中之一是雙方將分享各自持有的大數(shù)據(jù)，通用電氣將利用這些信息分析作為航空公司最重要引擎供應(yīng)商的中國(guó)東方航空公司使用的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。
這將是通用電氣首次將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于中國(guó)，美國(guó)制造業(yè)巨頭于2012年首次提出了這一概念。它希望將數(shù)字世界和機(jī)器結(jié)合起來(lái)，使后者更加智能化，而航空業(yè)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中最重要的應(yīng)用之一。
通用電氣選擇東方航空作為其合作伙伴。 這家總部設(shè)在上海的航空公司 1994 年訂購(gòu)了 5 架空客 A340 飛機(jī)，此后 GE 公司成為東方航空公司的發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商，合作關(guān)系一直持續(xù)至今。 在 10 月，兩家公司還舉行了一個(gè)盛大的儀式，慶祝通用電氣向東方航空公司交付其第1000 臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。
除了發(fā)動(dòng)機(jī)制造之外，GE還為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)提供支持維護(hù)服務(wù)。自2000年以來(lái)，該公司一直在向民航客戶提供一種稱為遠(yuǎn)程診斷的解決方案。當(dāng)這些客機(jī)在10,000米以上時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度等實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)將由傳感器記錄，并通過(guò)衛(wèi)星傳回地面。GE工程師判斷是否正常運(yùn)行，及時(shí)提醒航空公司診斷和修復(fù)可能出現(xiàn)的故障。
遠(yuǎn)程診斷也稱為應(yīng)急反應(yīng)。換句話說(shuō)，只有當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題，比如參數(shù)突破警告值時(shí)，通用電氣和航空公司才能找到它。雖然這些小問(wèn)題不會(huì)直接導(dǎo)致安全事故，但顯然這一略為過(guò)時(shí)的解決辦法已不能完全滿足航空公司業(yè)務(wù)的需要。從業(yè)者一直在研究如何預(yù)測(cè)和有效地干預(yù)飛機(jī)上可能出現(xiàn)的問(wèn)題。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)使得能夠解決這個(gè)問(wèn)題。近年來(lái)，GE總部的航空工程師和數(shù)據(jù)科學(xué)家曾與美國(guó)航空合作，這樣做。在中國(guó)，類似項(xiàng)目于2014年初開(kāi)始。因此，成立了由韓國(guó)領(lǐng)導(dǎo)的10個(gè)人研究和開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，包括飛機(jī)引擎專家、數(shù)據(jù)分析和建模專家以及負(fù)責(zé)建造數(shù)字平臺(tái)的軟件工程師。
根據(jù)合作協(xié)議，東航已投資500多臺(tái)CFM 56發(fā)動(dòng)機(jī)配合該項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。該公司購(gòu)買的空客A 320和波音737飛機(jī)配備通用電氣發(fā)動(dòng)機(jī)。東航還派出發(fā)動(dòng)機(jī)工程隊(duì)、運(yùn)輸控制組、飛行安全研究所、IT等部門與通用電氣進(jìn)行技術(shù)對(duì)接。
一架飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)有上萬(wàn)個(gè)部件，各種各樣的問(wèn)題都會(huì)發(fā)生，兩家公司都需要尋求突破。他們選擇了高壓渦輪葉片，這是發(fā)動(dòng)機(jī)維修過(guò)程中最昂貴的部件之一.
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，高壓渦輪葉片將承受近1000攝氏度的高溫高壓氣流試驗(yàn)。在這種環(huán)境下，葉片一旦暴露在空氣中，就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并隨著時(shí)間的推移逐漸腐蝕，造成葉片損壞。大氣污染物是葉片損傷的重要原因之一，在我國(guó)尤為突出，包括東航在內(nèi)的航空公司也深受困擾。
為了保證高壓渦輪葉片的損壞不影響飛機(jī)的正常飛行，航空公司經(jīng)常采取常規(guī)檢查的形式：將帶有微型攝像機(jī)的專業(yè)探傷儀器擴(kuò)展到發(fā)動(dòng)機(jī)中，根據(jù)葉片的裂紋程度，確定損壞程度。損壞級(jí)別將確定下次檢查刀片時(shí)的時(shí)間，損壞的刀片越嚴(yán)重，航空公司檢查之間的間隔越短，直到最終達(dá)到交貨標(biāo)準(zhǔn)為止。
這不是一個(gè)有效的辦法。漢代的團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)數(shù)據(jù)分析預(yù)先判斷每一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的損壞情況，而不需要人工探傷。他們需要做的第一件事是掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史操作“大數(shù)據(jù)”，這是所有分析和預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，但要完成并不容易。
每次維修后 500 多臺(tái) CFM56 發(fā)動(dòng)機(jī)的維修報(bào)告是大數(shù)據(jù)最重要的來(lái)源之一，包括零部件更換清單等信息。 每份維護(hù)報(bào)告長(zhǎng)達(dá)數(shù)百頁(yè)。 幸運(yùn)的是，大多數(shù)中國(guó)東方的發(fā)動(dòng)機(jī)都在短時(shí)間內(nèi)投入使用，只進(jìn)行了 1 ，2 次大修，因此報(bào)告總數(shù)不超過(guò) 500 臺(tái)。
然而，韓國(guó)團(tuán)隊(duì)遇到了一個(gè)小問(wèn)題：修復(fù)工廠準(zhǔn)備的這些修復(fù)報(bào)告是紙，而中國(guó)東部則為這些報(bào)告提供了掃描的PDF文檔。對(duì)于航空公司來(lái)說(shuō)，這些報(bào)告除了歸檔和一些簡(jiǎn)單的分析外，幾乎沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的用處，所以沒(méi)有人會(huì)想到將它們數(shù)字化。
韓國(guó)團(tuán)隊(duì)不得不承擔(dān)將重要數(shù)據(jù)從維護(hù)報(bào)告輸入計(jì)算機(jī)的任務(wù)，工程師們還開(kāi)發(fā)了一個(gè)識(shí)別PDF圖像并將其轉(zhuǎn)換為文本的小型工具。然而，這些塵土飛揚(yáng)的報(bào)表仍然存在數(shù)據(jù)質(zhì)量差、相互沖突等問(wèn)題，需要人工檢查才能使用。
另一個(gè)大數(shù)據(jù)來(lái)源是通用電氣的發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程診斷數(shù)據(jù)，可以追溯到2000年，當(dāng)時(shí)通用電氣開(kāi)始為發(fā)動(dòng)機(jī)提供應(yīng)急服務(wù)。因此，GE記錄并保留了飛機(jī)起飛著陸時(shí)的大部分發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程診斷數(shù)據(jù)。此外，韓國(guó)小組還從外部獲得了一些數(shù)據(jù)，例如客機(jī)在某一路線飛行的地區(qū)的空氣污染情況。
數(shù)據(jù)整理工作在通用電氣(GE)和東航(China East)正式啟動(dòng)6個(gè)月后的10月結(jié)束，韓國(guó)團(tuán)隊(duì)收集了每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片損壞的數(shù)百個(gè)相關(guān)參數(shù)。經(jīng)過(guò)篩選，最終確定了幾個(gè)關(guān)聯(lián)度最大的參數(shù)，包括飛機(jī)飛行路線上的空氣污染程度。
他們使用這些參數(shù)建立了葉片損傷分析模型，并且期望預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片如何以速度被損壞。不同的外部環(huán)境、航空公司的日常維護(hù)以及發(fā)動(dòng)機(jī)本身的特點(diǎn)將對(duì)這一問(wèn)題產(chǎn)生影響。
去年底，模型試驗(yàn)牛刀預(yù)測(cè)了幾臺(tái)東航主動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的損壞情況，東航也對(duì)其進(jìn)行了缺陷檢測(cè)。對(duì)比結(jié)果表明，基于該模型的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率在80%以上。
這使得通用電氣能夠?yàn)楹娇展緸椴煌l(fā)動(dòng)機(jī)定制維修建議提供可靠的數(shù)據(jù)。“我們將告訴航空公司，根據(jù)我們的預(yù)測(cè)模型，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該在同一時(shí)間間隔檢查葉片損壞情況。”“一刀切”。
此外，根據(jù)預(yù)測(cè)模型的分析結(jié)果，航空公司還可以調(diào)整航線安排，以減少葉片損壞和報(bào)廢率，從而降低機(jī)隊(duì)的維修成本。例如，由于航線在污染較嚴(yán)重的地區(qū)頻繁飛行，以及對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的損壞程度較高，通用電氣將提出建議，改用低污染地區(qū)的航線。
現(xiàn)在，韓國(guó)小組正在進(jìn)一步驗(yàn)證現(xiàn)有分析模型的準(zhǔn)確性，并在GE總部開(kāi)發(fā)新一代遠(yuǎn)程診斷平臺(tái)。將新開(kāi)發(fā)的分析預(yù)測(cè)模型集成到該平臺(tái)中，通過(guò)軟件直接對(duì)高壓渦輪葉片的損傷進(jìn)行分析，為航空公司提供實(shí)時(shí)的參考。除了葉片損壞項(xiàng)目外，還有一些潛在的發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)題可以通過(guò)類似的分析來(lái)預(yù)測(cè)。
由于與東航的合作仍處于起步階段，通用電氣表示，直到今年年底才能計(jì)算出這一新嘗試的經(jīng)濟(jì)效益。
對(duì)于通用電氣來(lái)說(shuō)，似乎并不急于占領(lǐng)潛在市場(chǎng)，因?yàn)樵谕黄鹋芫€上的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手并不多。作為一個(gè)制造商，它擁有一些重要的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并知道如何使用這些信息。當(dāng)東航等航空公司選擇合作伙伴時(shí)，它們別無(wú)選擇。
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