美國《航空周刊》網站4月5日刊文，簡述了航空發動機預測性維修的發展和數據傳輸的重要性。文章認為，多年來，航空發動機廠商一直致力于預測、分析和快速傳輸數據。它們在不斷開發新的技術和數據應用方法，以便科學預測各種零部件狀態。可以說，數據科學家取得運行數據和性能數據越快越早，就能夠生成越好的預測性維修的算法模型。

普惠公司航空發動機預測性維修的情況

普惠公司從自己的發動機監控系統、專用的發動機運行趨勢分析服務軟件和飛機制造企業接收發動機監控數據。

首先，普惠公司可以通過飛機通信尋址與報告系統（ACARS）接收發動機的數據快照。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，使用他們的數據交付解決方案，那么普惠就可以在整個飛行過程中獲取數據。利用數據和分析工具形成飛行小時維護計劃，運營商可以獲得各種維修、升級的預測建議。

普惠公司建設了FAST系統（全程飛行數據獲取、存儲和傳輸系統，Full flight data Acquisition, Storage and Transmission），以獲得高質量的飛行發動機完整數據。根據官方說明，這個系統可以在飛行員關閉發動機后幾分鐘內獲取、分析發動機的全程飛行數據，并將通過無線的方式將數據發送給處理人員。

普惠的很多發動機都配備FAST系統，對新的齒輪傳動渦扇發動機（GTF）來說，這個系統顯得更重要，因為這種發動機產生的數據比V2500系列發動機多40%，平均飛行兩小時會產生約400萬個數據項。

普惠公司也為舊型號航空發動機提供了解決方案。如針對皮拉圖斯飛機公司的PC-12飛機使用的PT6E發動機，普惠專門開發了數據收集和傳輸系統（DCTS，Data Collection and Transmission System），以便獲得高質量、可靠的發動機性能和健康數據。

普惠公司一直在升級其數據生態系統、數據傳輸技術和分析工具，并且積累了大量基于物理邏輯的預測算法，目前還在不斷迭代人工智能和機器學習的解決方法，這兩種方案都可以更好地利用全程飛行數據。

通用電氣航空公司航空發動機預測性維修的情況

另一個航空發動機巨頭——通用電氣航空公司組建了基于數字技術的機隊支持小組，每年處理超過1.2億個數據包，支持3萬多臺商用發動機。

通過飛機通信尋址與報告系統和其他相關系統（如飛機狀態監測系統），所有裝載通用電氣發動機的飛機都能提供數據快照。數據快照包括發動機在飛行中異常狀態位置捕獲的瞬時健康數據和故障數據。對于較老的發動機，則由飛行員手動記錄形成數據快照。數據快照可以通過無線通信或衛星信號傳輸，以接近實時速度發送到通用電氣航空公司。飛機運營商也可以通過電子郵件或FTP的方式，轉發通過Wi-Fi或移動網絡手動從飛機上下載的快照數據。

通用電氣針對部分種類的發動機，開展了全飛行過程連續數據的獲取和利用。這種連續的數據通常記錄在快速存取記錄器、數字飛行數據記錄器或電子發動機控制器上。這些可以通過手動、Wi-Fi或移動網絡獲取這些數據，并通過FTP或者通用電氣專用軟件發送到公司分析部門。

這類數據傳輸的方法和規范已經應用了一段時間，但是數據量的增長提高了傳輸成本。通用電氣和運營商現在正努力降低成本，如用無線傳輸和移動網絡取代人工下載。

在預測分析的研究上，通用電氣將預測性維修分為早期預警和預測分析。早期預警的目的是盡早檢測系統運行中的異常情況，其解決方案是基于相關正常數據和異常數據狀態，采用無監督、半監督和有監督的數據分析

技術構建的。預測分析進一步針對發動機的運行狀態和生命周期提供長期預測。一旦發生早期預警，預測分析將啟動算法，預測發動機的剩余使用壽命、能力降低周期和緊急機隊分類，以方便后期的檢查規劃、維護、維修和備件庫存管理。預測分析技術建立在一套混合建模技術之上，這些技術使用具體領域物理科學原理以及現場系統和模擬的狀態監測數據。

幾點看法

1.數據獲取是預測性維修中的重中之重

無論采用何種技術開展裝備的預測性維修，都需要建立模型，處理數據。在哪里加裝傳感器，獲取何種數據，采用何種取樣技術獲取數據，如何進行數據預處理、存儲、傳輸，是開展預測的關鍵。預測性維修的基礎是數據獲取，尤其是關鍵狀態下關鍵部件的關鍵數據獲取。

2.數據和人工智能技術應用是發展趨勢

利用獲得的數據構建航空發動機的數字孿生體，可以近乎實時的跟蹤發動機的狀態。利用發動機歷史數據，結合人工智能技術，形成發動機健康分析模型，開展當下數據分析，已經在多個應用案例中證明了可行性。隨著Transformer算法等人工智能技術的發展，以及采樣預測算法的開發，在航空發動機及其他航空領域，這種模式將獲得更多的應用。

3. 5G等通信技術是關鍵基礎設施我國5G通信技術發展迅速，相比國外具有一定的優勢。在預測性維修及其他基于數據的工程應用領域，利用相關通信技術，構建高速的通信環境，是提高數據傳輸的關鍵。（李亮）

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