大数据为飞机制造业带来新的机遇与挑战

　　民机主制造商是天然的数据生产者和集成者，相关的数据类型和领域众多。在新一轮技术大变革背景下，这些数据无疑也为民机制造业带来了新的机遇与挑战。理解、认识、用好大数据，让飞机制造更加智能，我们有哪些经验可以借鉴？还有哪些差距？

　　走在前端的发动机生产商

　　一些业内人士将罗罗的发动机称为“大数据引擎”。这一名称的由来与罗罗较早地利用大数据来安排生产和维修密不可分。罗罗公司全球发动机健康监测中心建立了发动机健康管理系统来实时监测上千台遄达发动机的工作状态，这可以帮助工程师了解每台发动机的情况以便合理安排使用和维修时间。不仅如此，这些运行数据还可以被用来设计更加高效低耗的发动机。

　　事实上，当前大多数企业都有机会或者已经获得了大量的数据，但只有极少数公司能够充分利用这些数据来改进业务。在制造业中，较早应用大数据的企业有哈雷摩托、红领集团、通用公司（GE）、罗罗公司等。而这些应用主要集中在个性化定制和运营服务类，代表性的有GE工业互联网解决方案，西门子Smart Factory计划，三一重工、罗罗大数据运营服务，福特、哈雷摩托、红领集团的个性化定制方案等。GE打造的“工业互联网”，本质就是传感器加大数据，通过产品中大量的传感器来获取海量数据，帮助提高其飞机发动机、电力等设备的能源使用效率。

　　大数据与制造业的融合是趋势是必然，但目前大数据的应用状态为理念的传播快于数据的应用，实际应用仍然存在困难。从应用效果看，以改善现有业务和产品为主，突破性创新应用也较少。如何充分挖掘企业中数据的价值，通过对预研、研制、取证、批产、运营、回收等过程产生的数据进行分析，来提升企业管理水平、产品研制水平、客户服务水平以及数字化工厂运行效率，将会成为提高产品竞争力的关键要素。

　　特别值得一提的是，大数据可实现暗数据或数据废气的价值应用，许多原本被认为只具有单一用途的数据，甚至一些被认为没有任何意义的无用数据，在进行分析之后，有时会得出非常有价值的结论。可以说，大数据虽然不是万能的，但它的精彩之处就是可以产生无限可能。

　　飞机制造商与IT企业擦出怎样的火花

　　发动机生产商的数据监控已经进行了多年，但对整机制造商来说，大数据还是一个崭新的领域。2015年6月巴黎航展上，不仅是发动机制造商，空客、波音等民机制造业巨头也纷纷与微软、IBM等IT企业开展合作，希望通过利用大数据来探索提高竞争力的新方式。GE公司统计，2015年航空产业链上61%的企业都将数据采集分析作为技术革新及企业策略制定的基础。上世纪80年代，空客的工程人员在A320试飞试验阶段的一年间分析了12000个参数，采集了将近9万亿字节（8Tb）的数据，然而这个数据量只占A350数据量的2%。目前，A350被收集的参数将近60万个，每天可收集到的数据已超过2万亿字节（1.8Tb）。1988年，波音737系列的发动机运转时可采集到的数据量为20万亿字节（18Tb），而2015年，仅保守估计，可采集到的数据量就可达到100万亿字节（91Tb）。波音787飞机仅执行一个航班，所采集到的客舱压力、高度、燃油消耗等数据就能够达到0.5TB。

　早在上世纪90年代，波音公司就提出了DCAC/MRM计划，目的是实现产品全部数字化，采用产品数据管理，开展飞机构型定义和控制/制造资源管理。2015年，波音公司与卡耐基梅隆大学合作组建了航空数据分析实验室，利用人工智能和大数据来对波音飞机进行全面升级，收集航空飞行中产生的巨量数据，用机器学习的方法来优化飞机的飞行方式，并可用数据分析的结果来指导未来的设计、制造和运营。例如，基于前一个航段的运行数据，飞机可以自我判断下一个航段中会出现的问题，通知机务进行检查和维修。2014年，空客与Oracle共同建立了基于Hadoop技术的大数据处理系统及飞行模拟数据分析软件，公司内部也成立了“数据处理与试飞集成中心”，可收集并分析飞行样机上传感器在试飞过程中产生的数据，并决定使用Google公司的MapReduce技术来提高数据访问和处理的效率。可以说，波音和空客构建了强大的数字化、信息化和网络化的平台，为大数据的应用奠定了基础。

　　对于中国的民机制造企业来说，大数据要得到应用，不仅需要信息化、网络化带来的丰富、真实、准确的数据源作为基础，还需要标准化的业务流程和数据标准为保证。目前，我国民机制造企业在设计阶段已实施数字化工程，打通了数字化设计研发、数字化工艺编制到飞机制造现场、试飞现场的全过程管理。在企业管理方面，建立了企业主数据，统一了数据标准，信息系统基本覆盖全业务领域，信息系统收集并存储了企业几乎所有结构、非结构化数据。但与同行业领先企业相比，仍需要进一步加强信息化、标准化基础的构筑，弥补缺失，同时也缺乏数据交换、交易、共享和开放的相关标准和规范，企业绝大部分业务部门也没有清晰的大数据需求，型号任务重，这些都给大数据理念的推广和实际的应用造成了困难。

　　【观点】要回答好大数据能否用、哪里用、怎么用

　　作为民机主制造商，需要充分挖掘公司运营管理和产品全寿命周期中所产生数据的价值，借助大数据处理与分析技术，依托云计算平台，将客户端的价值需求作为整个产业链的出发点，帮助分析企业运营管理和产品全寿命周期过程的各种行为活动，提供决策支持。民机主制造商可以借助大数据应用实现全产业链的协同及全产品生命周期闭环，回答好大数据能否用、哪里用、怎么用这三个问题。

　　飞机制造商的盈利点来源于航空公司和旅客的需求反馈，因此，来自于航空公司和旅客的数据十分重要。这些数据有助于制造商在飞机设计中考虑油耗因素，采用更加轻便且性能更加可靠的飞机制造材料，在尽量保证旅客舒适度的基础上优化舱内布局等。还有助于制造商在飞机研发取证的飞行试验阶段，精确模拟各类自然环境与人为因素，在保证飞机安全性和可靠性的基础上，可以大大降低研发成本，节省试飞时间。

　　还有个应用之处是，人类飞行历史上，有很多飞行员单纯操作失误、身体不适造成的失误或涉嫌故意坠毁飞机的案例。如果在飞行员座椅上安装数个传感器，收集飞行员对座椅的压力、体温、血压、心跳等状况，把人体特征转化成数据，并且对其进行量化，这样就会产生独属于每个飞行员的精确数据资料。长期统计，以监测飞行员身体和精神状态提升飞行安全, 降低由于人为操作失误及机组情绪失控导致的事故发生概率。同时还可监测是否有飞行员以外的人员操纵飞机，紧急情况可由地面飞行员接管飞机，一定程度上预防劫机。

　　“旅客的需求不仅是一次飞行，而是一种个性化的体验。我们应该借助大数据，让浪漫回归旅行的本质。”这也是大数据的真正魅力所在。

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