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自上世紀90年代國際領先的民用飛機制造商引入飛機健康管理的概念和技術以來，經過了20多年的發展，目前已建立起基于空地雙向數據通信系統的實時監控與健康管理系統，可實時收集飛機的狀態信息，及時獲取飛機的健康狀態，并對飛機全壽命周期內的健康狀態進行有效管理。目前，預測與健康管理技術（PHM）在美國、歐洲的主要航空發達國家的工業界和研究機構得到了充分的認可和推廣應用，并且朝著更加綜合化、標準化和智能化的方向發展。健康管理演化至今，從2010年以后，特別是工業4.0等概念提出以來，正在從以組件/機器為中心，轉向以客戶為中心的健康管理，其核心是預測分析，其中大數據分析與應用、基于人工智能與云計算的健康管理將發揮重要作用。大數據時代下，提高健康管理技術研究和服務水平，可以更好地為我國大型客機提供全球化服務和全壽命周期服務解決方案，從而達到高度數字化、網絡化、集成化、實時化和智能化的運營支持服務的目標。
隨著新一代數據采集與傳輸設備在民機上應用，機載系統及發動機的監控能力不斷提升，空客A350飛機監控參數達到40萬個，波音787飛機的監控參數達到15萬個，航空公司運營維護歷史數據日益增長，國內三大航的年運行數據累計達數十TB，這些海量數據將進一步改變飛機的維護方式，提升飛機的運營表現。大數據時代下，在航空維修領域中會有越來越多的數據收集和分析工具加入到航空公司運營管理中，為維修保障人員及時確定故障原因和維修措施、合理安排維護時間提供技術支持，從而實現預測性維修，提高飛機簽派率，降低維護成本。
大數據背景下民機健康管理技術的演化
波音公司：從AHM到BGS
在20世紀80年代，波音757飛機出現之前，系統的故障多是在飛機著陸之后發現并進行診斷的。波音757/767中引入了發動機指示和機組告警系統，在飛行過程中可以記錄3000個參數，向飛行員報告一些系統的故障信息，但是無法自動通知地面的維修人員。波音747-400引入了中央維修計算機，可將飛行過程中的各種維修信息傳遞給地面的維修和工程人員，以快速地查找故障原因，一旦飛機落地，便可進行修理。到2004年，波音777-300ER引入健康管理系統（HMS），每架飛機可以處理10萬個機載系統性能參數。到2011年波音787投入運營時，健康管理系統監測的參數大約又增加了50%。
波音的飛機健康管理體系架構基于“機載中央維護系統OMS+空地數據鏈+地面軟件平臺AHM”，如圖1所示。中央維護計算機及飛機狀態監控系統負責收集各系統狀態數據，進行機載必要的信息判斷和處理，下傳工作由飛機的ACARS數據鏈完成，并通過MyBoeingFleet網站實時向客戶指定的地點發送報警或者通知地面維護人員，在飛機降落前準備好零備件和資料，同時還可幫助航空公司識別一些重復出現的故障和性能趨勢，支持機隊長期可靠性計劃的實現。這套體系覆蓋范圍很廣，可以實現空地一體化的管理，提高飛行安全和航班運營效率。AHM支持機型眾多，目前主要有波音737NG、波音747、波音757、波音767、波音777、波音787等。
波音每年會根據用戶需求持續升級完善，及時發布新版本，確保AHM系統的生命力和競爭力，也為航空公司帶來持續的使用價值。波音的AHM系統，為全球42%以上的波音777飛機和28%以上的波音747-400飛機提供實時監控和決策支持服務，并以AHM服務為重要組成部分推出了Gold Care服務包，提高飛行安全和航班運營效率。據波音的初步估計，通過使用AHM可使航空公司節省約25%的因航班延誤和取消而導致的費用。
2016年波音宣布成立波音全球服務集團（BGS），業務主要集中在供應鏈、工程/改裝和維修、數字航空與分析、培訓和專業服務等4個領域。在2017年巴黎航展上，波音啟動了名為AnalytX的數據分析服務，將分散在公司各個業務領域的800余名數據分析專家集中在一起，利用科學的程序和方法，將數據轉化為可執行的見解和客戶解決方案，并與多個客戶簽訂了涉及機隊健康管理、機隊油耗分析、疲勞風險管理等領域的數據分析協議。
波音作為整機制造業巨頭，立足制造優勢，抓住數據先機，上世紀90年代開始布局數字化應用，與大學合作組建航空數據分析實驗室開展大數據應用研究，從行業應用軟件AHM到AnalytX更是積累了眾多客戶資源和基礎，諸多條件皆具備的情況下，相信波音會一直走在數據互聯應用隊伍的前列。
空客公司：從AIRMAN到Skywise
空客飛機健康管理體系與波音類似，主要架構基于“機載中央維護系統OMS+空地數據鏈+地面軟件平臺AIRMAN”，如圖2所示。各機載系統的數據引入機載維護系統中，經過機載維護系統各模塊處理和計算得出故障維護信息，經ACARS空地數據鏈實時下傳，由地面操作和服務中心獲得信息。AIRMAN開發的初衷是為了彌補機載中央維護系統的不足，消除各機載子系統BITE大量的虛警。AIRMAN通過監測飛機系統在飛行途中的狀況，把實時信息傳送給地面維護部門，依靠這些早期信息，維護人員在飛機著陸前就能清楚判斷出故障所在，最大程度地縮短由于飛機維護而造成的運營時間延誤，從而保證準點簽派，這種技術先進的系統也有助于降低飛機的計劃外維修次數。目前，AIRMAN支持的機型包括空客A320、空客A330、空客A340、空客A380及空客A350。
AIRMAN作為空客設計研發的專業數字化排故及維護管理軟件，其主要作用是：幫助地面航站基地對整個機隊的維修信息進行跟蹤管理；簡化和優化排故維修工作，提高排故效率；提供更為積極的預防性維修措施，減少非定期的排故維修任務，從而提高調度可靠性，降低維修成本。
空客新的實時健康監控軟件（AiRTHM）更進一步，為新型飛機的系統提供更多參數。例如，AiRTHM系統地空數據鏈系統（ACARS）能處理空客A380飛機產生的25萬個參數的信息量，以及空客A350飛機產生的40多萬個參數的信息量。通過地面支持系統收集和分析海量數據，AiRTHM與空客維護控制中心的飛機停場技術中心系統集成，能夠提供實時排故支援，指導備件供應，監控預期故障下的系統健康狀態。 www.aero.cn 航空翻譯 www.aviation.cn 本文鏈接地址：大數據時代的民機健康管理技術革新
