航空业中的创新常常与高科技发动机、复杂飞机设计,甚至是可持续航空燃料的开发相关联。虽然这些航空领域的子领域在技术不断发展中肯定还有改进空间,但在未来几十年内,不太可能出现与这些领域相关的突破性新技术。目前,航空业最大的飞跃与航空公司维护保养相关。随着大数据成为过去几年中最热门的领域之一,航空公司已经开始利用复杂的数据软件加速其维护保养流程。

什么是预测性维护?

本质上,预测性维护是利用技术提前确定飞机的哪些部件需要进行调整。通过获取实时传感器数据和维护日志,软件可以准确地确定何时需要进行维护检查,以在发动机或其他关键飞机部件开始显示出性能不佳的迹象之前进行预防。

大数据与预测性维护

在过去几年中,预测性维护的实现主要归功于大数据及其相关技术的发展。尤其是人工智能在预测性维护方面取得了一些重大进展,复杂的机器学习算法已经研究了大量与维护日志相关的数据,以识别飞机生命周期中的模式。这些模式结合实时传感器数据,可以准确地预测可能需要提前进行的任何形式的维修。

为什么预测性维护如此重要?

预测性维护的价值不仅仅体现在节省了降落和起飞之间的时间。虽然节省时间通常意味着为航空公司节省金钱,但飞机维护还涉及到另一个可能造成巨大浪费的方面:购买备件。修复飞行发动机并不像紧固几颗螺帽和螺栓那样简单。有问题的部件需要被更换为更新、更好的部件。

如果没有预测性维护的帮助,人们将无法知道哪些部件在磨损之前需要被更换。因此,航空公司需要购买足够多的备用零件以适应各种可能的情况,尽管其中许多不会被使用。预测性维护提前通知航空公司何时需要更换零件,使他们有足够的时间在需要时购买零件,而且只有在需要时购买。这样可以避免不必要的库存和资源浪费。

航空业的数据共享

机器学习在处理大量数据时效果最好。大多数航空公司往往无法生成足够的数据,以便其预测性维护软件能够准确识别与其飞机相关的模式。这就是为什么通过安全平台进行协作和数据共享,比如Aviadex.io,对整个航空业繁荣的重要一步。

Aviadex.io的优势

QOCO的Aviadex.io数据共享平台与罗尔斯-罗伊斯及其TRENT发动机合作,使航空公司能够利用其实时传感器数据和其他实时信息,在维护过程中节省时间和成本。此外,预测性维护不仅提高了发动机维修的效率,还延长了发动机的使用寿命。Aviadex.io还向其用户提供了最高级别的安全保障,确保航空公司的敏感信息始终掌握在正确的手中。从本质上,Aviadex.io可以用于各种用途,如APU数据等。

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也许在未来几十年内,人类将面临的最艰巨的挑战之一就是气候变化问题。世界上几乎每个国家都依赖化石燃料和非可持续能源来维持社会运转。对大多数行业来说,朝着可持续发展的转变都是一个复杂的过程,尤其是航空业。在2021年10月4日,国际航空运输协会(IATA)制定了一个宏伟的目标,即到2050年实现净零碳排放。阅读下文,了解航空业的一些主要参与者将如何实现这一愿景。

霍尼韦尔的环保辅助动力装置(APUs)

采用辅助动力装置(APU)为飞机除了推进功能以外的所有功能提供能源。尽管在飞行过程中只占飞机碳排放的一小部分,但开发可持续的APUs是朝着正确方向迈出的一步。霍尼韦尔航空部门最近将重点放在设计能够使用可持续航空燃料(SAF)作为能源来源的APUs上。

普惠公司的GTF Advantage发动机

回到飞机发动机这一话题,普惠公司的GTF Advantage发动机是一种新型的碳效率发动机,可以使用可持续航空燃料进行动力推动。除了以较低的能源消耗率提供推力外,它还能在较低的温度下运行,从而减少了保持发动机状态所需的冷却量。

空中客车液氢储存技术

空中客车正计划在2035年之前开发出全球首款零排放商用飞机,而氢气是这一倡议的核心。当氢气通过可再生能源产生时,它不会排放二氧化碳。然而,航空器内部储存氢气会带来一些挑战,需要创新的燃料储存方法。为了应对这一挑战,空中客车正在设计先进的液氢储存罐。

罗尔斯-罗伊斯智能引擎蓝色数据线程

开发更加精简的技术是减少航空业碳足迹最有效的解决方案。然而,确保当前技术的高效使用同样是一项同等重要的任务。发动机维护不仅仅是在机械设备低于安全标准时进行修理。罗尔斯-罗伊斯称之为“智能发动机(IntelligentEngine)”的技术不仅包括飞机发动机本身,还包括监控其状态的软件。通过轻触按钮即可实时了解发动机的当前状态,航空公司能够保持飞机的工作状态,同时保证资源的有效使用。更具体地说,这使得预测性维护成为可能,意味着只在必要时进行发动机检查和维修。由QOCO的Aviadex.io作为平台,可以用于传达罗尔斯-罗伊斯的智能发动机和其他设备的状态,它促进了航空公司和制造商之间的数据交换,这是优化发动机维护的一个重要方面。

展望未来

尽管国际航空运输协会(IATA)在2050年实现净零碳排放的目标很宏伟,但这并不意味着航空业无法迎接这一挑战。剧变不会在一夜之间发生,但朝着未来绿色发展的路上已经悄然有了进展。而QOCO作为罗尔斯-罗伊斯的合作伙伴之一,也致力于帮助于减少碳排放,全面提高航空维护的效率。

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在过去几十年,航空业是技术迅猛发展的主要受益者之一。飞行发动机变得更加高效,新型飞机模型经过优化,近乎完美。根据IFS在2017年的一项调查,航空业在技术进步方面比建筑业、制造业和服务行业更加明显。

然而,尽管航空业在其他领域取得了飞跃的技术进步,但在创新方面,相比于其他行业稍显落后。如飞机的维护保养。与航空业其他领域相比,飞机维护在流程上还有很大的创新空间。

数据数字化的风险

采用飞机的数字化维护保养虽然会提高效率,但其反面是数据泄露的风险增加。然而,随着区块链技术的出现,现在可以安全地跟踪飞机整个生命周期的数据,而不会有被篡改的风险。区块链在飞机的数字化维护保养中发挥着关键作用。

另一个障碍是行业内缺乏数据共享。如果航空公司之间缺乏必要的合作,想要有效地推进创新维护程序是很困难的。为了使飞机的维护保养得到适当的创新,需要整个行业共同努力。目前一些新技术,比如Aviadex.io,帮助航空公司和原始设备制造商在多个IT系统之间交换和同步数据。

员工需要额外的培训

航空公司若想在维护领域的开拓技术创新,也需要考虑到创新所带来的对维护人员工作技能的更严格的要求。目前,许多维护人员缺乏操作新设备和软件所需的适当培训,而这些技术创新将引入这些新设备和软件。由于维护人员可能对变革不如其他行业那么开放,航空公司在发展该领域时会更加慎重。此外,培训和提升员工技能也将需要更多资金、时间和努力。

缺乏资金

从财务角度来看,革新航空业维护领域在短期内的益处可能是微不足道的。因此,申请所需的必要资金显得不是那么容易。为了让新兴技术真正在航空维护流程中产生重大影响,这些革命性产品的采购成本必须合理,并且要有取得成功的充足信心和保证。上述提到的一些障碍,比如对航空公司维护人员进行培训和保护数据免受泄露,只会使航空公司更难以获得足够的资本来资助他们的项目。

展望未来

尽管在推动新技术应用于航空维修维护运营的过程中面临着阻碍,但这并不意味着解决方案并不存在。QOCO Systems提供多种解决方案来支持飞机维修维护的创新。

QOCO的软件MROTools.io在飞机维修维护过程中,利用新技术的进步,加快飞机维护过程,实现智能化工具管理,从而在长期节约成本。Aviadex.io实现了多个航空IT系统之间的数据轻松交换。我们经验丰富的咨询团队还可以就您企业的情况,在系统整合方面提供服务,在创新改进方面为您提供建议。

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航空业是一项高度关注安全的行业。由于航空运输的风险性质,一旦发生事故,可能造成巨大的人员伤亡和财产损失。因此,航空业必须非常严格地执行安全规定,确保安全飞行。任何微小的错误都将带来巨大的安全隐患。

一枚小螺丝刀头对飞机的致命危害

如果发动机中遗忘了一个小螺丝刀头,会对飞机造成哪些损坏和风险?

在2020年10月份,一家航空公司很不幸地经历了这种情况。这是一次惨痛的教训—发动机开始加速下跑道后,机组人员感觉到振动并听到“嘭嘭”声。当飞行员全力向左踏舵时,飞机向右弯曲。此外,乘客看到右发动机冒出火焰!起飞被中止,飞机停了下来。

事后,飞行员说,事件中的噪音和振动比模拟器上的要严重得多。即使全力向左踏舵,也无法让飞机保持在中心线上。

发动机数据显示右侧发动机出现了压气机叶片和定子叶片的损伤。在处理异物损伤时,整个发动机需要进行拆解。这就是找到螺丝刀头的方法。

令人震惊的是,这不是这架飞机第一次携带螺丝刀头飞行。在右侧发动机中,竟携带危险异物飞行了112次,随着时间的推移,螺丝刀头在第5级叶片和第6级定子叶片上引起了疲劳裂纹。

这种情况是如何发生的呢?显然,这架飞机在疫情期间停放了4个月。每个发动机的低压压气机出口泄漏阀机制需要进行润滑,以使飞机重新投入使用。在进行这项任务时,技工们需要用螺丝刀拆下保护罩。调查人员得出结论,螺丝刀头在该过程中落入了发动机内。

利用创新技术预防飞机发动机的外来物损坏

现在,最重要的问题是——如何避免这种事情在未来发生?创新技术可以预防这样的事件。QOCO的解决方案MROTools.io是一款专为航空公司和MRO设计的现代化工具管理软件。跟踪工具和严格的损伤控制确保工具包中的任何部件都不会遗留在发动机或飞机内。简单易用的工具损伤报告解决方案支持技工和工程师及时处理工具问题,修复或利用损坏的工具。

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航空业作为一个高度技术密集的行业,其创新面临着多种挑战和难点。这些因素可能导致创新失败或推迟。以下是一些可能导致航空业创新失败的因素,让我们一起来盘点一下:

认知偏差

人们容易形成固有思维。即使存在一种更有效的方法,我们也更愿意按照熟悉的方式去做事情,因为这种方式对我们来说更安全。这是一种认知偏差和无意识的过程,是进化过程中固有于人类的。在行业中工作了很长时间的员工已经习惯了某种高效的惯例。毫无疑问,破坏这种惯例的创新很容易遭到抵制。然而,谨慎和高效的变革管理实践可以使变革过程更加容易被接受。

安全法规限制试验的现实落地

在航空领域,安全始终是至关重要的,而安全是通过全面的法规来管理的。任何流程的改变都需要进行多轮研究和验证,然后才能实施。此外,即使一项创新已经在测试环境中证明是有益和安全的,但如果不符合现有法规的范围,则无法或难以进行实际的试验。英国民用航空局通过“监管沙盒”支持开发,企业可以在安全的实际环境中测试创新解决方案。

新公司和老技术

新公司经常会带来新鲜的想法,打破主要参与者现有的现状。尽管一些尖端的解决方案旨在重振行业,但供应商可能缺乏对航空公司和MRO特定需求的成熟理解。

另一方面,更有经验和传奇的后端系统可能会保护他们的技术,这可能会导致集成可能性受限。

创新不等于赶时间

一些时间表上的不灵活如预算截止日期、季度指导组或项目启动之前的规定、组织内部或系统的更改,这些过于“雄心勃勃”的时间表通常注定会失败。在创新和研发中,公司应从长期的角度出发,关注潜在的未来收益。

变动中的团队

职责不清、人员和组织变动。在人员和组织经常变动的环境中,每个人的责任分工,工作交接都容易不明确,而且注意力也很容易分散。这可能会导致挫败感和缺乏团队动力,无法开发和应用新技术。

多任务处理而缺乏专注力

当前时代的人们习惯了多任务处理,在更短的时间内同时进行更多的项目,同时只有最少的人在项目中工作,预算也最小。这导致了注意力的分散,仅实现最低要求。当涉及创新时,流程和方法、清晰的结构和框架至关重要。

航空业竞争激烈,但有一个领域,责任机构之间不是相互竞争而是相互支持,即确保空中机队的安全性和可靠性。维修在这一过程中起着关键作用。通过既定的行动和流程,如线路和重型维修,或车间维修,航空公司确保飞机的适航性,积极保护机组人员和乘客,消除所有潜在的风险。据国际航空运输协会(IATA)统计,飞行是世界上最安全的长途旅行方式。尽管仍有改进的空间,但事实表明,乘坐长途汽车或火车会带来更大的风险。那么飞机是如何做到这一点的呢?

航空公司在开发飞机维护实践和实施流程创新方面付出了很多努力。QOCO团队收集了一些基准案例,展示了航空业领袖如何通过内部解决方案确保其自有空中机队的安全,并向其他航空公司提供其高质量的专业知识。

德国汉莎技术

德国汉莎技术(Lufthansa Technik)是全球公认的提供最高质量维修服务的领导者。他们提供了许多服务,但我们发现其中有几个解决方案特别引人注目:

  1. 发动机维修服务遍及全球,拥有11个发动机维修设施、7个测试室以及来自35个国家的维修站证书。工作范围从临时发动机维修到完整的机队优化计划不等。随着新型发动机的不断推出,德国汉莎技术不断提高自身能力。
  2. 部件至关重要。德国汉莎技术团队在选择飞机零部件时非常挑剔,这保证了其100%的可靠性和质量。目前已有5,000架飞机签署了独家部件支持合同。
  3. 致力于研发和创新。德国汉莎技术是一家真正的技术驱动型公司,认为创新发展为MRO打开了新的维度。作为技术解决方案提供商,QOCO团队完全认同这一观点!

以色列航空

EL AL是以色列的国家航空公司,成立已有60多年历史。他们的安全记录非常出色,工程和技术团队在执行所有类型的维护要求方面的专业性和卓越性赢得了当之无愧的认可。

除了先进的线路和重型维护解决方案外,EL AL Techunit还提供了一些杰出的MRO能力:

  1. 发动机和APU部门是该航空公司赢得良好声誉的原因之一。EL AL用更短的地面停留时间,设法提升了飞机在空中飞行的能力,并向外部客户提供这些解决方案。
  2. 航空电子工程部门帮助规划飞机系统的更改,确保其符合严格的要求。他们的职责还包括为EL AL服务中的新飞机定义系统、确保维修手册整合、为规划新测试设备组织工程支持并处理现有设备。

法国航空工业荷兰皇家航空维修公司

法国航空工业荷兰皇家航空维修公司(AFI KLM Engineering & Maintenance)是航空维护市场的领导者之一。AFI KLM拥有“The MRO Lab”,所有的创新都是在这里开发和为飞机维护挑战量身定制的。该部门的主要重点是:

  1. PROGNOS® – 预测性维护,其目标是在飞机系统组件故障前更换它们。实验室利用其对飞机系统的深入了解、创新能力和大数据技能。
  2. 数字化活动来重新塑造所有操作。实验室表示,这不仅是关于无纸化,而且还要确保所有操作的可追溯性,对区块链中的数据进行排序、分析和访问。
  3. 尖端机器人和自动化。适应性现代机器人能够在困难的条件下工作,到达人类无法到达的地方,例如无人机。3D打印已经用于快速重新制造飞机的某些部件。

为航空安全保驾护航的解决方案

QOCO为确保航空机队的安全性而设计了解决方案。Aviadex.io为航空公司提供最高质量的数据,实现基于数据的决策,消除人为错误的可能性。MROTools.io有助于改善工具管理流程,确保维修团队随时拥有所需设备。QOCO的咨询团队拥有10年以上的经验,可以告诉航空公司如何从任何MRO软件中获得最大收益。

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回顾一个多世纪以来的历史,很难想象曾经对航空业的管束曾经是如此的放松。事实上,航空公司在60年前才开始实施定期预防性维护。幸运的是,从那时起,很多事情都发生了变化。航空业是受监管最严格的行业之一,它确保了航空机队的安全保障和高质量的维护。技术已成为所有流程的关键部分。在航空维修领域,MRO IT平台的快速扩张就是一个例子。这些解决方案提高了生产力,优化了航空公司的工作方式。MRO软件利用实时数据监督和管理飞机维修业务。

QOCO帮助客户从MRO软件中获取收益最大化,以增强和扩展其功能。基于超过十年的经验,我们的专家团队分享了一些经验。在以下的段落中您将了解到在MRO软件的整合和操作中可能会出现的挑战,以及如何加强这方面的经验。

寻找合适的MRO软件供应商

选择适合航空公司业务需求的软件供应商,也许是整个实施过程中最关键的步骤之一。行业领导者包括但不限于:Swiss-AS AMOS、IFS Maintenix、TRAX、Ultramain Systems。

然而,由于业务规模的不同,从日常的生产线维修业务到复杂的重型维修项目和发动机飞机部件维修,单一的解决方案不一定适合所有。MRO系统的价值来自于它的整合方式和大量数据的利用方式。飞行数据整合是必须的,但其他增值的数据流也能极大地提高效率。其中一个例子是导入外部计算的分数提升值,例如最新的罗尔斯-罗伊斯特伦特(TRENT)发动机。

为即将到来的变革做好准备

有时候,无论使用什么MRO软件,一切最终回归现实,这些软件始终需要人为操作。为了充分利用现代航空维修技术,航空公司必须确保他们对传入的数据做好准备,并能有效地实施这些数据以预测维修需求。甚至与其他IT系统的整合也会成为一个重大挑战。

在QOCO,我们知道从开始实施变革到从中受益这一过程是多么困难。我们的团队在处理航空数据方面有长期的经验,团队的专家们已经帮助很多客户成功的完成了报告、数据迁移和提高数据质量。

严格的监管要求对开发周期的影响

众所周知,航空维修业受到高度监管,以确保机队的飞行安全。然而,这限制了MRO软件供应商的发展机会。

我们的团队一直在寻找解决方案,以便在合规性和敏捷开发之间找到一个平衡。我们通过实现更快的数据交换,改善和自动化流程,以及实现无纸化操作来做到这一点。举个例子,我们的解决方案之一MROTools.io可以作为一个独立的应用程序,帮助改善预订和管理维修工具的流程。

系统更新的复杂性

还有一个可能妨碍与MRO软件顺利互动的问题是定期的系统更新,这些更新非常复杂,因此可能需要很长的时间。然而,克服这一挑战是可能的。我们积极参与客户的MRO系统版本升级项目,检查集成模式的可能更新,并建议对这些系统也进行升级。

以上概述了我们在帮助客户实施MRO软件时面临的最常见的挑战,以及如何克服这些障碍的解决方案。无缝的数据流对所有的操作都是至关重要的,我们的目标是减少复杂系统之间的边界。QOCO团队在航空业拥有超过10年的经验,我们已经交付了50多个与Swiss As AMOS和其他MRO软件系统相关的项目。

想象一下,在一次飞行中,你很幸运地得到一个靠窗的座位,旁边还有一排空位。此时,你感到很安全,可能正期待着打开手机或电脑来轻松一下。但是你有没有想过,在你乘坐的那架飞机的背后发生了什么?是谁在为每一次安全和愉快的飞行做准备?很大一部分要归功于航空维修,是他们负责让机队时刻保持准备,确保其适航性。

然而,航空维修也受到技术方面的影响。虽然航空维修高度依赖于人力,需要个体化的操作,但是对更高效率、更高安全性和更低成本的需求则为颠覆性创新的扩展打开了机会之窗。下面让我们仔细看看那些正在推动该行业增长的四项关键技术。

机器人技术和无人机

还记得Wall-E吗?这个机器人使智能飞机维修成为可能。自2008年以来,SR技术公司一直与英威腾机器人公司(Invert Robotics)合作,用创新的机器人解决方案来改善飞机维修过程。机器人有一个高分辨率的检查摄像头,可以记录和传输视频图像,随后由SR技术公司的工程师进行分析。这些图像可以在停机坪和机库中使用,并实现详细的维修评估。超声波和热成像测试等附加功能使检查过程更加高效。

Wall-E

使用机器人技术的另一个很好的例子是罗尔斯-罗伊斯公司(Rolls-Royce)。他们与哈佛大学合作开发的SWARM机器人直径只有10毫米,可以安装在发动机中心,在难以到达的区域进行视觉检查,而不需要从飞机上拆下来。

汉莎技术公司(Lufthansa Technik)不仅进行检查,还使用机器人技术进行维修。飞机的机身和机翼结构由纤维增强复合材料制成。这种结构的损坏很难发现和修复,但CAIRE机器人很容易处理。它扫描并记录任何缺陷,删除它们并生成定制的修复层。

数字孪生

数字孪生是一种先进的分析工具,它允许克隆真实的系统,在数字环境中同时运作。建立数字孪生有助于提高效率,最大限度地提高生产力,并预测故障。波音公司正在设计数字孪生以创建新的飞机,运行模拟和预测性能。

罗尔斯-罗伊斯公司正在建立发动机的数字双胞胎,以提高可持续性并减少不必要的维护。据罗尔斯-罗伊斯公司首席信息官斯图尔特-休斯(Stuart Hughes)介绍,以前他们使用30个传感器,在飞行过程中大约捕捉5次数据。现在的发动机每秒钟可以捕获数百个数据点。

数字孪生

大数据

谈到大数据,这自然要谈到大数据解决方案上。航空公司如何处理千兆字节级的数据以及随之而来的日益复杂的业务?就罗尔斯-罗伊斯公司而言,他们正在应用一个新的基于云的平台,从航空公司获得数据,并将其输入微软Azure数据湖,随后将其变成Databricks Lakehouse,并用机器学习和AI工具进行分析。 

另一个平台是空客(Airbus)的Skywise。它是一个开放的平台,从飞机上收集大量的数据,并进行深入的分析,可以帮助优化和预测维修。例如,芬兰航空公司正在使用Skywise进行预测性维护,并证实了该系统管理大量数据的有效性。QOCO数字化航空的EngineData.io作为这些运营商的集成平台,成功地支持他们在数字孪生、大数据和区块链。

大数据

区块链

区块链是一种分布式数字账本,由区块或记录组成,可以在多台计算机上记录交易。如果不改变相关块,就不可能移动或改变发生。区块链以管理比特币而闻名,但它可以用于任何行业。在航空维修中,发动机内的交易可以由授权方验证并存储为数据块。汉莎航空工业解决方案通过BC4A倡议在航空业推广区块链。其理念是使用该技术在不同供应商(如制造商或MRO(维护、维修、大修))之间安全透明地存储有关飞机的信息和文件。维修技术人员可以使用这些数据来做出更换或修理飞机部件的决定。

区块链

另一个很好的例子是最近成立的MRO区块链联盟。从零件制造到智能合同的行业领导者聚集在一起,研究如何使用区块链来跟踪、跟踪和记录飞机零件。据普华永道(PwC)估计,这将为该行业节省35亿美元。这无疑是一个巨大的突破!毫无疑问,突破性的技术将有助于进一步推进航空维修。对于我们乘客来说,航空维修的提高意味着飞行安全的提高,因为自动化正在消除人为错误的可能性。积极应用尖端技术的航空公司将变得更具竞争力和活力。

就航空维修和大数据的未来,QOCO数字化航空的高级合伙人Ville Santaniemi分享了他的看法: 

“航空维修技术的进步将必然导致数据量的指数级增长。大数据解决方案将有助于解决利用数据的挑战,但寻找共享数据的解决方案同样重要。数据应该与能够从中提取最大价值的专家共享,使其价值最大化利用”

 
本案例学习将探讨罗尔斯-罗伊斯(Rolls-Royce)公司对飞机发动机产品生命周期管理(PLM)的革命性新方法是如何在实践中发挥作用的。罗尔斯-罗伊斯公司的蓝色数据线程数字化计划由QOCO数据处理提供支持,已在2021/22年冬季刊《飞机信息技术》中进行了报道:现在,我们将关注一个真实的案例,该系统正在被一家航空公司使用。像往常一样,我们首先介绍本研究的对象,勒奥斯(Neos)航空公司。

勒奥斯(Neos)航空成立于2001年,是一家小型的航空公司,是一个大型的控股集团的一部分,由意大利领先的旅游运营商阿尔卑斯旅行社(Alpitour)拥有。其核心业务是休闲航班,机队由6架波音787-9、5架737-800和4架737-8飞机组成。

新飞机和发动机需要一种新方法

勒奥斯(Neos)公司的787梦想客机采用了罗尔斯-罗伊斯的特伦特(Trent)发动机,作为OEM实施的发动机管理计划的一部分,以提高MTBSR(平均间隔时间),他们为飞机发动机管理引入了一种称为DAC(直接累积计数)的循环方法。其目的是通过分析确定在每次飞行中消耗了多少寿命来增加循环寿命。其背后的原理是,在每次飞行中,在标准条件下,发动机将消耗一个完整周期的一小部分。通过准确测量这种消耗,可以更好地确定部件的剩余安全寿命,而不是依赖死板的时间驱动的剩余寿命计算。这种对零件和发动机实际磨损的更现实的测量,使它们在机翼上保持更长的时间成为可能。在老式的吊装方法中使用的简单测量,是基于最坏的情况,可能会看到零件在其实际磨损之前就已经被移除。为了达到最佳效果,这样的方法需要向罗尔斯-罗伊斯提供大量信息,其中一些信息将来自勒奥斯航空的MRO软件AMOS,勒奥斯航空自2004年以来一直在使用该软件。

“通过准确测量消耗量,可以更好地确定零件的剩余安全寿命,而不是依赖僵硬的时间驱动的剩余寿命计算。”

当勒奥斯航空接收其罗尔斯-罗伊斯-特伦特动力787飞机时,为了能够测量每台发动机的寿命并计算其有限部件的预期寿命,罗尔斯-罗伊斯首先需要建立勒奥斯的运行概况(第一阶段)。为此,他们使用了来自787飞机的数据,并通过飞机的下行链路发送ACARS信息。第二套遥测数据是由每台发动机在飞行过程中产生的,在飞机降落后由维修人员下载。这个过程持续了几个月,直到罗尔斯-罗伊斯公司建立了勒奥斯公司的发动机使用方式的档案。在第二阶段,航空公司能够宣布DAC系统是这些发动机的执行方法,为了做到这一点,必须经过几个步骤的批准,其中包括通过第三方服务提供商QOCO与勒奥斯的AMOS和罗尔斯-罗伊斯的接口。

QOCO的创始人在以前的客户项目中已经具备了专业知识,可以在运营商的M&E系统和罗尔斯-罗伊斯数字服务之间提供数据交换解决方案。勒奥斯航空从AMOS收集数据,然后将其交付给EngineData.io数据交换平台。然后,这些数据可供罗尔斯-罗伊斯使用,而罗尔斯-罗伊斯则提供关于每个限寿零件的确切寿命消耗和剩余水平的数据(如图1)。

图1

QOCO是如何帮助解决的

QOCO与罗尔斯-罗伊斯合作,提供服务支持,并在罗尔斯-罗伊斯的蓝色数据线程中负责数据采集和管理组件,作为罗尔斯-罗伊斯TotalCare数字化的一部分。供应商通常与航空公司合作的方式是,在现场访问期间,QOCO与运营商一起开展项目,以彻底了解运营商数据背后的流程和人员,然后建立数据交换。但在新冠疫情初期时,现场访问是不可能的,远程协作工具(如Microsoft Teams)就成为了常态,勒奥斯航空的项目实施就是第一个完全远程管理的项目。

第一步是为数据交换制定一个实施项目,在这个项目中,QOCO与航空公司或运营商在不同的阶段合作,如 “探索”、”定义”、”实施“和“推出”。QOCO的目标是通过利用现有的服务将航空公司的工作量降到最低;例如,整合到航空公司现有的M&E系统并使用其功能。除了最大限度地减少航空公司的负担外,QOCO还使用最合适的技术。利用现有的数据服务和适用的技术,例如SFTP(安全文件传输协议)传输或API(应用编程接口),根据航空公司的能力,在航空公司和EngineData.io平台之间配置和部署必要的数据管道。

一旦实施阶段结束,下一步就是上线数据交换,并交接给QOCO的持续服务团队,以进行数据监控。该服务还包括数据质量控制,在这项服务中将监测到,例如,如果有一架飞机失去联络,将触发系统通过罗尔斯-罗伊斯联系航空公司,以解决任何数据问题。由于系统一直在审查数据,它将注意到是否有任何需要采取行动的问题。

通过数据交换功能,罗尔斯-罗伊斯公司可以跟踪他们在不同航空公司使用的资产,并保留一份发动机的数字副本。这对航空公司来说有一个巨大的好处,因为他们可以保持发动机在机翼上安全运行的时间更久,使他们能够优化运营。

勒奥斯航空不需要从众多软件供应商中做出选择,因为QOCO是唯一能够在航空公司和罗尔斯-罗伊斯之间提供这种特殊联系的供应商。

这对有限寿命部件(LLP)有特别的影响;传统的方法是,制造商不知道航空公司将如何操作发动机,只能假设最坏的情况,这意味着寿命限制通常是根据最坏的操作条件来设定的。通过数据交换,罗尔斯-罗伊斯直接从发动机上接收物联网 IoT (Internet of Things)数据;QOCO提供来自维修系统的补充数据,使之更加完善。有了这个完整的数据集,罗尔斯-罗伊斯能够延长LLP的使用寿命,这反过来又进一步保证发动机在机翼上更长的安全运行时间。它还能减少计划外维修事件,正如所有航空公司都知道,计划外维修事件在经济和声誉方面的代价都是昂贵的。这种对航空公司如何操作发动机的更详细、更全面的了解,也能为预测性维护过程提供信息。

在所有这些方面,QOCO作为一个推动者,不存储数据,只是让罗尔斯-罗伊斯公司为航空公司提供增值服务。

培训和合作

QOCO的EngineData.io在后台无缝运行。但是,有时候运营商的IT可能会有变化,即使没有通知,也会被后台接收到。如果QOCO没有收到数据,或者数据有任何异常或损坏,QOCO会注意到,并会联系航空公司解决这个问题。从航空公司的IT角度来看,唯一的要求是,在设置数据整合所需的组件时,QOCO通常需要航空公司的IT系统管理员的帮助。QOCO作为一家软件企业,有相应的专业知识与航空公司方面的相应人员合作。

新冠疫情对项目的影响

勒奥斯航空在几个不同的业务方面都受到了疫情的影响。当疫情于2020年2月开始在意大利蔓延时,勒奥斯航空已经开始进行这个项目的工作,并尽力使它能够继续进行下去。有一段时间,罗尔斯-罗伊斯公司也受到了疫情的影响,有时因为安全问题而无法进行远程工作,但大多数情况下,在进行各阶段的实施过程中没有问题。例如,在某一阶段,勒奥斯航空必须通过向罗尔斯-罗伊斯的专用测试库发送特定的数据来进行测试;然后还有一个步骤,他们必须向QOCO发送相同的数据以获得批准和可靠性。这些阶段不需要面对面的会议,他们可以通过服务器对服务器的连接来进行。因此,该项目并没有因为新冠疫情的直接影响而受到延误。

总的来说,QOCO为勒奥斯航空提供了精确的指导,包括控制文件、修订级别等等。QOCO提供了关于如何使用该系统的详细说明,而且该系统本身已经是一个运作良好的数据交换平台。数据交换的实现方式是,M&E系统主动发起与EngineData.io服务之间的数据传输。因此,有了这个系统,就可以与任何其他系统建立双向通信,同时确保必要的安全水平,没有来自外部的连接。有一种简单的方法可以通过XML文件传输数据,然后必须按照QOCO指示的方式进行结构化。勒奥斯航空不得不参考他们自己的IT部门的一些步骤,这些步骤需要对AMOS运行的服务器的操作系统进行脚本操作或存档。然而,除此之外,勒奥斯航空在AMOS中所要做的就是设置要转出或接收的XML的结构。

QOCO提供的技术文件是清晰、正确和完整的。技术文件的一部分是关于如何从维护和工程系统中提取数据以及如何向该系统导入数据。另一部分是在探索阶段,双方(航空公司和QOCO)就解决方案的技术架构达成一致,以设定数据的实际交换方式–在QOCO和航空公司之间传输。较大的航空公司通常会有一个集成平台,QOCO可以与之连接,而较小的航空公司会使用其他流程,QOCO可以很乐意与之合作。QOCO有自己的工具箱,在这种情况下,可以利用这些工具来帮助运营商获得所需的服务。

监管和内部批准

从QOCO的角度来看,批准有三个方面。罗尔斯-罗伊斯公司提供技术许可,以使用DAC(直接累积计数–用于飞机发动机管理)系统。然后,航空公司需要与当地航空管理部门联系,以获得他们的批准。最后,当然还有航空公司的内部批准。这三者都需要到位。QOCO将支持并提供文件,但更多的时候,更进一步的支持是不必要的。

系统本身,罗尔斯-罗伊斯证明信息的方式已经得到欧洲安全局的批准。罗尔斯-罗伊斯公司持有欧洲航空安全局的发动机型号证书,这意味着欧洲航空安全局已经批准了这种维护和发动机管理流程,因此勒奥斯航空只需修改其持续适航管理流程。通过增加这个特殊的流程来测量LLP(有限寿命部件)的寿命,所获得的好处是避免了由于LLP的寿命到期而导致发动机被拆除,而这是基于飞行周期而不是使用寿命。这在过去和现在都是勒奥斯航空获得的巨大财富,当然,他们要达到同样的目标,唯一的方法就是重复和频繁地手动输入和提取AMOS的必要数据。

有了这种从AMOS自动发送数据的自动程序,并将其发送到正确的地方,以及勒奥斯航空也自动将这些数据放入他们自己的系统,航空公司就能够避免人工输入和指示,这反过来又消除了人为错误的可能性,使员工能够自由地从事其他项目和任务。这个过程已经得到了意大利LAA的批准,没有因为EASA认证而受到限制。幸运的是,批准一个专门的AMP(飞机维修计划)的修订,比起由于变化已经被EASA批准而可能产生的问题要少。

实践中的系统

在AMP(飞机维护计划)中,LLP的寿命是通过部分数据来控制的,即指的是飞行中消耗LLP的那部分数据。将这些数据发送到系统中,用户可以在短短几个月内测量发动机所有部件的性能,以及在任何特定的飞行中,一个部件的寿命被消耗了多少。

对于勒奥斯航空来说,这并不是他们发送数据的唯一系统。以一种非常类似的方式,航空公司也在与波音公司分享同样的数据,用于其他与维护有关的原因,如可靠性和AHM(飞机健康监测)。使用AMOS数据有助于改善运营。一旦数据交换结构建立并运行,它就会发挥作用。AMOS于2004年在勒奥斯航空开启使用,至今从未中断过,非常可靠。以类似的方式,除了QOCO正在做的事情,航空公司不会有其他东西。在勒奥斯航空使用QOCO提供的服务的这段时间里,AMOS从数据库中获取数据的方式发生了一些变化,目的是为了有一个优化的实现方式。QOCO正在不断改进数据传输方式,以便系统不断监测和微调。

QOCO与罗尔斯-罗伊斯公司的蓝色数据线程计划合作,使用来自飞机维护不同方面的商定数据。与航空公司合作,QOCO将共同确定该具体案例的数据范围。

未来计划和下一步措施

测量和记录LLP使用和剩余寿命的过程还没有涵盖勒奥斯飞机发动机中的所有LLP,因此,将逐步把其他LLP纳入系统,摆脱 “一次飞行等于一个周期 “的传统方法。这将反映在越来越多的部件可以根据实际情况,而不仅仅是飞行周期,在机翼上继续安全运行。

罗尔斯-罗伊斯公司民用航空数字化系统副总裁尼克·沃德(Nick Ward)分享了IntelligentEngine如何获得作为其生命线的数据流并如何确保所有参与者的安全。

作为尖端技术的先驱,并在150多个国家拥有客户,罗尔斯-罗伊斯在发展飞机发动机技术方面处于领先地位。该公司有大约13000台民用发动机和16000台军用发动机在世界各地运行。为了能够调动所有这些发动机的经验价值,对企业来说,一个越来越重要的因素是所有各方之间的信息流,包括内部开发工程师、供应商和客户。本文将向读者介绍罗尔斯-罗伊斯如何应对这一挑战以及使这一切成为可能的软件解决方案——EngineData.io。

蓝色数据线程计划

罗尔斯-罗伊斯公司通常被视作飞机原始设备制造商(OEM)的先锋,这不仅是因为其在工程中带来了质量和创新。二十多年前,该公司通过“按小时计费”(power by the hour)和“全面服务”(TotalCare)计划成为了提供飞机发动机业务服务的先驱。要想成功,就必须有能力在引擎整个运行过程中对其进行跟踪和管理,这一过程被称为产品生命周期管理(PLM)。如今,罗尔斯-罗伊斯公司在发动机终身维护领域率先迈出了关键的另一步,即将发动机现场数据与“经验回报(return on experience)”的洞察力联系起来,以优化机队管理、供应链以及维护、维修和运行(MRO)服务的提供。然而,无论服务和支持服务的技术有多好,一切都是充满变化性的。

这就是为什么罗尔斯-罗伊斯公司要将“全面服务”(TotalCare)与以数字化为中心的“智能引擎”(IntelligentEngine)技术紧密结合起来。智能引擎(IntelligentEngine)是一种信息物理服务的形式,其中实体发动机、围绕该数字引擎的服务和罗尔斯-罗伊斯公司的数字能力是不可分割的。智能发动机(IntelligentEngine)是由数据连接的,对自身的工作条件、飞行环境以及机队其他部分的情况都有全面的了解。此外,在了解所有这些信息的基础上可以做出智能决策,这能够最大限度地提升发动机的有效性,同时最大限度地减少维护成本和干扰。为了实现这一革命性的想法,罗尔斯-罗伊斯公司创建了“蓝色数据线程”(The Blue Data Thread),这是一个连接每架罗尔斯-罗伊斯动力飞机、每家使用罗尔斯-罗伊斯发动机的航空公司、每家维修车间和每家工厂的程序,这也是一个全面的解决方案,满足了与数千架使用特伦特(Trent)涡轮发动机的飞机进行维修数据交换的需求。这条线充满了数据和信息的双向流动,使整个运营链更加智能。

“蓝色数据线程”计划支持数据的双向流动,使用一套名为“智能洞察”(Intelligent Insights)的新应用程序,为了解发动机的可靠性、健康状况、剩余寿命和效率提供可能性。航空公司可以从应用程序中检索这些数据,以便在自己的数字生态系统中使用。这样,共享数据的航空公司将从该系统提供的整个发动机数据中获得价值回报,反过来,这将使航空公司自己的预测性维护能力得到提高,从而提高发动机的可靠性和服务质量。

航空公司与罗尔斯-罗伊斯交换性能和工程信息,这些信息将被使用在数字双胞胎(digital twins)中。但航空公司掌控着这些数据,因为他们拥有这些数据,他们可以决定如何分享这些数据以及与谁分享。罗尔斯-罗伊斯则利用这些数据在发动机、机队和网络层面进行建模。发动机状况和部件生命周期的驱动因素得以确定,预测维修需求得以提前确定,以确保他们的维修网络和工厂有适当的能力和容量来满足客户的需求。最重要的是,它要在向航空公司提供全面服务(TotalCare)方面迈出开创性的一步,这意味着要有更多的可用性、更小的干扰和更少的维修干预,而所有这些在全面服务(TotalCare)中都是免费的。

要求航空公司与罗尔斯-罗伊斯公司分享信息,而不通过向他们分享有关其机队的信息来进行回馈是不合理的。“蓝色数据线程”(The Blue Data Thread)计划是一种交换,是数据的双向流动。这是通过罗尔斯-罗伊斯的“智能洞察”(Intelligent Insights)这一新应用程序实现的,该程序提供了一个了解引擎可靠性、健康状况、剩余寿命和效率的窗口。航空公司可以从应用程序中检索这些数据,以便在他们自己的数字生态系统中使用。

智能和可靠的维护方法

正如该系统的内容依赖于航空公司分享他们的信息一样,罗尔斯-罗伊斯公司也与许多合作伙伴共同创建了“蓝色数据线程”(The Blue Data Thread),使智能发动机(IntelligentEngine)成为可能。近三十年来,一直有一些项目试图根据以“预防胜于治疗”的原则来预测发动机部件的磨损状况和发动机的健康情况。大量的可用数据和将这些数据处理成有用信息的软件是最近才发展的,通过智能发动机(IntelligentEngine) 这样的解决方案,预测性维护成为可以实现的目标,智能发动机(IntelligentEngine)能够与任何(MRO)和(M&E)系统协同工作。

在航空业中,任何计划外和/或不可预见的延误都可能导致一系列代价高昂的延误、费用、计划更改和紧急工程工作。任何可以减少计划外延误的方法都将受到航空公司和乘客们的欢迎,也将有助于更好地安排和分配工程资源。在这种情况下,罗尔斯·罗伊斯正在使用智能发动机(IntelligentEngine)来实现罗尔斯·罗伊斯动力飞机接近100%可用性的目标。

充分全面地利用数字能力

数字线程和数字生命周期帮助罗尔斯-罗伊斯充分了解这些部件和系统在服务中的运行情况。罗尔斯-罗伊斯即将把这些制造数据与发动机健康数据结合起来,发挥其综合效力。飞机发动机一直有大量的数据产生。随着我们走向流程的数字化,有越来越多的数据正在产生,并且各方正在研究不同的方法,希望利用这些数据以提高飞机可用性。但什么是正确的数据?这就是数据分析的落脚点。

罗尔斯-罗伊斯公司正在为他们的每台发动机创建一个“数字双胞胎”(digital twin)。“数字双胞胎”(digital twin )在许多层面上运作,它深入到每一个制造的夹具和工具中,是一个完整的、贯穿整个生命周期的数字孪生体。它将提供一个更丰富的数据集,包括建造、测试等,并在之后传送给客户。“数字双胞胎”(digital twin )是罗尔斯-罗伊斯“智能发动机”(Intelligent Engine)愿景的一部分,它将实体发动机与维护服务和数字技术无缝结合。这从发动机的制造开始,一直到其寿命结束。

QOCO在罗尔斯-罗伊斯项目中的作用

所有这些伟大的想法和创新的流程都依赖于近乎无缝的数据交换,反过来又意味着系统中的各个组件能够相互沟通并自动完成。为此,罗尔斯-罗伊斯公司选择了QOCO数字化航空及我们的软件EngineData.io作为数据交换平台,以支持使用罗尔斯-罗伊斯发动机的航空公司的维修信息系统和罗尔斯-罗伊斯数字服务之间的无缝集成。

罗尔斯-罗伊斯公司和QOCO的合作始于2018年,当时罗尔斯-罗伊斯公司选择QOCO来加快其全球数字化计划。QOCO深厚的行业专业知识、为航空公司提供强大的数据交换解决方案的能力以及最先进成熟的软件解决方案EngineData.io,在这些因素的共同作用下,使QOCO成为罗尔斯-罗伊斯战略合作伙伴的最佳人选。罗尔斯-罗伊斯的客户与飞机原始设备制造商(OEM)共享数据,以便尽力提供最好的服务。通过准确及时的数据,罗尔斯-罗伊斯可以将每台发动机作为一个独立的单元,帮助客户实现发动机的高可用性和可靠性,同时最大限度地减少维护。这是“智能发动机”(IntelligentEngine)愿景的一部分,其中QOCO为世界各地使用现代Trent 1000、Trent XWB和Trent 7000引擎的客户实现了各种维护、维修和运行(M&E)系统与罗尔斯-罗伊斯数字服务之间的无缝数据交换。

罗尔斯-罗伊斯公司数字服务准备主管(Head of Digital Service Readiness)理查德·斯沃洛(Richard Swallow)说:“我们很高兴能够为我们的客户提供一个实用的数据协作解决方案。EngineData.io使航空公司能够完全控制他们选择同我们自动分享和从我们这里接收的数据,而且他们相信数据传输是完全安全的。这非常有效,将客户运营某些服务所需的工作量减少50%以上”。

更重要的是,这只是罗尔斯-罗伊斯和QOCO合作的第一个阶段。双方都拥有必要的专业知识和技能,以追求航空业的数字化转型,让航空公司快速获得数据驱动的解决方案的好处,同时解决常见的整合问题。罗尔斯-罗伊斯和QOCO将继续携手合作,帮助航空公司优化业务流程。通过利用罗尔斯-罗伊斯数字服务和EngineData.io实现现实世界数据交换的自动化,航空公司可以降低运营成本,收集对每次飞行的洞察力,最大限度地提高Trent涡轮发动机的利用率,并优化维护计划。

EngineData.io的运作

QOCO对罗尔斯-罗伊斯智能发动机的核心贡献是软件EngineData.io。但这个软件究竟是什么,它是如何工作的?

什么是EngineData.io?

EngineData.io是一个无缝集成和数据交换平台,是一个(SaaS)软件即服务的解决方案,能够在航空业的主要合作方之间实现安全、自动化的数据流。该软件的四个基石有:

  • 通过与现有客户系统的集成,实现双向数据流的自动数据传输。
  • 将数据转换为接收系统所需的任何可获取的格式。
  • 数据验证以确保能够标记出数据质量问题。
  • 信息安全符合ISO 27001标准,以确保完全的数据保密性。

例如,改进有限寿命部件(LLP )数据可以延长飞行时间,同时保持在原始设备制造商(OEM)的规格和性能值之内。

概述EngineData.io如何工作

QOCO制作了一个简洁易懂的图表(图1),以说明EngineData.io如何在参与发动机生命周期管理的各方之间实现必要的数据交换,以便为提高发动机的可靠性进行协作。

图1

罗尔斯-罗伊斯与QOCO合作的感受

2020年底,罗尔斯-罗伊斯公司重新回顾了与QOCO的合作关系,并对与迄今为止合作的软件开发商合作的情况进行总结。罗尔斯-罗伊斯的结论是,EngineData.io在罗尔斯-罗伊斯发动机和航空公司之间实现了安全、自动化的数据流。因此,罗尔斯-罗伊斯和QOCO将继续携手合作,帮助航空公司优化业务流程。通过利用罗尔斯-罗伊斯数字服务和EngineData.io实现实时数据交换的自动化,航空公司可以降低运营成本,收集对每次飞行的洞察力,最大限度地提高特伦特发动机的利用率,并优化维护计划。

对于罗尔斯-罗伊斯这样的企业来说,其声誉和未来的业务完全取决于市场对其质量和产品质量的看法,一个关键问题是,参与业务及其流程的每个人都应该被认为符合各自领域的最高质量标准。在处理航空发动机维护计划中交换的敏感数据时,这一点尤为重要。QOCO显然符合这一标准。

QOCO通过了ISO 9001和ISO 27001的认证审核,这两项都是非常重要的认证,它们确保了企业能够向客户提供质量稳定的产品和服务,而且能够提高客户的满意度。ISO 27001 指出了在企业中建立和维护有效的信息安全管理系统的要求。认证审核前的详细流程有助于QOCO将现有流程正规化,制定必要的文件,改进信息安全准则,并在根本上建立管理体系。

正如QOCO的质量管理体系(QMS)项目经理Laura Auhto所说:”这是QOCO每个人的巨大努力,我为我们的员工感到非常自豪。尽管一路上有一些不可避免的阻碍,但在建立和实施新流程和新政策的过程中,大家的接受程度都很高,我们的内部氛围一直都是开放、积极和互助的。现在我们已经建立了体系,我们需要确保这些流程和政策也能长期为我们的团队和我们的工作方式服务。最终的目标是,QOCO的质量管理体系(QMS)能为我们提供一个不断改进的形式,并不断为我们的客户提供更好的服务”。

“我们很高兴能够为我们的客户提供实用的数据协作解决方案。EngineData.io让航空公司可以完全控制他们选择自动与我们共享和接收的数据。他们相信数据传输是完全安全的。它非常有效,将我们的客户运营某些服务所需的工作量减少了 50% 以上。”

—Richard Swallow,罗尔斯-罗伊斯数字化服务负责人