2014年4月，通用電氣(GE)研發(fā)中心的一名工程師韓國和朝鮮獲得了一個新頭銜：航空大數(shù)據(jù)分析和數(shù)字解決方案經(jīng)理,，這是通用電氣中國航空工程和技術(shù)部新成立的部門,。在接下來的一年里，他將帶領(lǐng)一個由十幾人組成的技術(shù)團(tuán)隊來解決一個問題：使用大數(shù)據(jù)來預(yù)測飛機的引擎何時需要檢修,。
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)商的中國東方航空公司使用的飛機發(fā)動機。
這將是通用電氣首次將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于中國,，美國制造業(yè)巨頭于2012年首次提出了這一概念,。它希望將數(shù)字世界和機器結(jié)合起來，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 年訂購了 5 架空客 A340 飛機，此后 GE 公司成為東方航空公司的發(fā)動機供應(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盛大的儀式,，慶祝通用電氣向東方航空公司交付其第1000 臺發(fā)動機,。
除了發(fā)動機制造之外，GE還為飛機發(fā)動機提供支持維護(hù)服務(wù),。自2000年以來,，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)這些客機在10,000米以上時,，發(fā)動機排氣溫度等實時運行數(shù)據(jù)將由傳感器記錄,，并通過衛(wèi)星傳回地面。GE工程師判斷是否正常運行,，及時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,，只有當(dāng)發(fā)動機出現(xiàn)問題，比如參數(shù)突破警告值時,，通用電氣和航空公司才能找到它,。雖然這些小問題不會直接導(dǎo)致安全事故，但顯然這一略為過時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)測和有效地干預(yù)飛機上可能出現(xiàn)的問題,。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)使得能夠解決這個問題。近年來,，GE總部的航空工程師和數(shù)據(jù)科學(xué)家曾與美國航空合作,，這樣做。在中國,，類似項目于2014年初開始,。因此，成立了由韓國領(lǐng)導(dǎo)的10個人研究和開發(fā)團(tuán)隊,，包括飛機引擎專家,、數(shù)據(jù)分析和建模專家以及負(fù)責(zé)建造數(shù)字平臺的軟件工程師。
根據(jù)合作協(xié)議,，東航已投資500多臺CFM 56發(fā)動機配合該項目的開發(fā),。該公司購買的空客A 320和波音737飛機配備通用電氣發(fā)動機。東航還派出發(fā)動機工程隊、運輸控制組,、飛行安全研究所,、IT等部門與通用電氣進(jìn)行技術(shù)對接。
一架飛機發(fā)動機有上萬個部件,，各種各樣的問題都會發(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)動機維修過程中最昂貴的部件之一.
當(dāng)發(fā)動機運轉(zhuǎn)時,，高壓渦輪葉片將承受近1000攝氏度的高溫高壓氣流試驗。在這種環(huán)境下,，葉片一旦暴露在空氣中,，就會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并隨著時間的推移逐漸腐蝕,，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：將帶有微型攝像機的專業(yè)探傷儀器擴(kuò)展到發(fā)動機中,，根據(jù)葉片的裂紋程度,，確定損壞程度。損壞級別將確定下次檢查刀片時的時間,，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,。
這不是一個有效的辦法,。漢代的團(tuán)隊希望通過數(shù)據(jù)分析預(yù)先判斷每一臺發(fā)動機葉片的損壞情況，而不需要人工探傷,。他們需要做的第一件事是掌握發(fā)動機的歷史操作“大數(shù)據(jù)”,，這是所有分析和預(yù)測的基礎(chǔ)，但要完成并不容易,。
每次維修后 500 多臺 CFM56 發(fā)動機的維修報告是大數(shù)據(jù)最重要的來源之一,，包括零部件更換清單等信息。 每份維護(hù)報告長達(dá)數(shù)百頁,。 幸運的是,，大多數(shù)中國東方的發(fā)動機都在短時間內(nèi)投入使用，只進(jìn)行了 1 ,，2 次大修,，因此報告總數(shù)不超過 500 臺。
然而，韓國團(tuán)隊遇到了一個小問題：修復(fù)工廠準(zhǔn)備的這些修復(fù)報告是紙,，而中國東部則為這些報告提供了掃描的PDF文檔,。對于航空公司來說，這些報告除了歸檔和一些簡單的分析外,，幾乎沒有實質(zhì)性的用處,，所以沒有人會想到將它們數(shù)字化。
韓國團(tuán)隊不得不承擔(dān)將重要數(shù)據(jù)從維護(hù)報告輸入計算機的任務(wù),，工程師們還開發(fā)了一個識別PDF圖像并將其轉(zhuǎn)換為文本的小型工具,。然而，這些塵土飛揚的報表仍然存在數(shù)據(jù)質(zhì)量差,、相互沖突等問題,，需要人工檢查才能使用。
另一個大數(shù)據(jù)來源是通用電氣的發(fā)動機遠(yuǎn)程診斷數(shù)據(jù),，可以追溯到2000年,，當(dāng)時通用電氣開始為發(fā)動機提供應(yīng)急服務(wù)。因此,，GE記錄并保留了飛機起飛著陸時的大部分發(fā)動機遠(yuǎn)程診斷數(shù)據(jù),。此外，韓國小組還從外部獲得了一些數(shù)據(jù),，例如客機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6個月后的10月結(jié)束，韓國團(tuán)隊收集了每臺發(fā)動機葉片損壞的數(shù)百個相關(guān)參數(shù),。經(jīng)過篩選,，最終確定了幾個關(guān)聯(lián)度最大的參數(shù)，包括飛機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)測發(fā)動機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)動機本身的特點將對這一問題產(chǎn)生影響。
去年底,，模型試驗牛刀預(yù)測了幾臺東航主動發(fā)動機葉片的損壞情況,，東航也對其進(jìn)行了缺陷檢測。對比結(jié)果表明,，基于該模型的預(yù)測準(zhǔn)確率在80%以上,。
這使得通用電氣能夠為航空公司為不同發(fā)動機定制維修建議提供可靠的數(shù)據(jù)?！拔覀儗⒏嬖V航空公司,，根據(jù)我們的預(yù)測模型，這臺發(fā)動機應(yīng)該在同一時間間隔檢查葉片損壞情況?！薄耙坏肚小?。
此外，根據(jù)預(yù)測模型的分析結(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廢率，從而降低機隊的維修成本,。例如,，由于航線在污染較嚴(yán)重的地區(qū)頻繁飛行，以及對飛機發(fā)動機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,，韓國小組正在進(jìn)一步驗證現(xiàn)有分析模型的準(zhǔn)確性,，并在GE總部開發(fā)新一代遠(yuǎn)程診斷平臺。將新開發(fā)的分析預(yù)測模型集成到該平臺中,，通過軟件直接對高壓渦輪葉片的損傷進(jìn)行分析,，為航空公司提供實時的參考。除了葉片損壞項目外,，還有一些潛在的發(fā)動機問題可以通過類似的分析來預(yù)測,。
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算出這一新嘗試的經(jīng)濟(jì)效益,。
對于通用電氣來說，似乎并不急于占領(lǐng)潛在市場,，因為在同一起跑線上的競爭對手并不多,。作為一個制造商，它擁有一些重要的飛機發(fā)動機運行數(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，它們別無選擇,。
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