民機主制造商是天然的數據生產(chǎn)者和集成者,相關(guān)的數據類(lèi)型和領(lǐng)域眾多。在新一輪技術(shù)大變革背景下,這些數據無(wú)疑也為民機制造業(yè)帶來(lái)了新的機遇與挑戰。理解、認識、用好大數據,讓飛機制造更加智能,我們有哪些經(jīng)驗可以借鑒?還有哪些差距?
走在前端的發(fā)動(dòng)機生產(chǎn)商
一些業(yè)內人士將羅羅的發(fā)動(dòng)機稱(chēng)為“大數據引擎”。這一名稱(chēng)的由來(lái)與羅羅較早地利用大數據來(lái)安排生產(chǎn)和維修密不可分。羅羅公司全球發(fā)動(dòng)機健康監測中心建立了發(fā)動(dòng)機健康管理系統來(lái)實(shí)時(shí)監測上千臺遄達發(fā)動(dòng)機的工作狀態(tài),這可以幫助工程師了解每臺發(fā)動(dòng)機的情況以便合理安排使用和維修時(shí)間。不僅如此,這些運行數據還可以被用來(lái)設計更加高效低耗的發(fā)動(dòng)機。
事實(shí)上,當前大多數企業(yè)都有機會(huì )或者已經(jīng)獲得了大量的數據,但只有極少數公司能夠充分利用這些數據來(lái)改進(jìn)業(yè)務(wù)。在制造業(yè)中,較早應用大數據的企業(yè)有哈雷摩托、紅領(lǐng)集團、通用公司(GE)、羅羅公司等。而這些應用主要集中在個(gè)性化定制和運營(yíng)服務(wù)類(lèi),代表性的有GE工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案,西門(mén)子Smart Factory計劃,三一重工、羅羅大數據運營(yíng)服務(wù),福特、哈雷摩托、紅領(lǐng)集團的個(gè)性化定制方案等。GE打造的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”,本質(zhì)就是傳感器加大數據,通過(guò)產(chǎn)品中大量的傳感器來(lái)獲取海量數據,幫助提高其飛機發(fā)動(dòng)機、電力等設備的能源使用效率。
大數據與制造業(yè)的融合是趨勢是必然,但目前大數據的應用狀態(tài)為理念的傳播快于數據的應用,實(shí)際應用仍然存在困難。從應用效果看,以改善現有業(yè)務(wù)和產(chǎn)品為主,突破性創(chuàng )新應用也較少。如何充分挖掘企業(yè)中數據的價(jià)值,通過(guò)對預研、研制、取證、批產(chǎn)、運營(yíng)、回收等過(guò)程產(chǎn)生的數據進(jìn)行分析,來(lái)提升企業(yè)管理水平、產(chǎn)品研制水平、客戶(hù)服務(wù)水平以及數字化工廠(chǎng)運行效率,將會(huì )成為提高產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵要素。
特別值得一提的是,大數據可實(shí)現暗數據或數據廢氣的價(jià)值應用,許多原本被認為只具有單一用途的數據,甚至一些被認為沒(méi)有任何意義的無(wú)用數據,在進(jìn)行分析之后,有時(shí)會(huì )得出非常有價(jià)值的結論??梢哉f(shuō),大數據雖然不是萬(wàn)能的,但它的精彩之處就是可以產(chǎn)生無(wú)限可能。
飛機制造商與IT企業(yè)擦出怎樣的火花
發(fā)動(dòng)機生產(chǎn)商的數據監控已經(jīng)進(jìn)行了多年,但對整機制造商來(lái)說(shuō),大數據還是一個(gè)嶄新的領(lǐng)域。2015年6月巴黎航展上,不僅是發(fā)動(dòng)機制造商,空客、波音等民機制造業(yè)巨頭也紛紛與微軟、IBM等IT企業(yè)開(kāi)展合作,希望通過(guò)利用大數據來(lái)探索提高競爭力的新方式。GE公司統計,2015年航空產(chǎn)業(yè)鏈上61%的企業(yè)都將數據采集分析作為技術(shù)革新及企業(yè)策略制定的基礎。上世紀80年代,空客的工程人員在A(yíng)320試飛試驗階段的一年間分析了12000個(gè)參數,采集了將近9萬(wàn)億字節(8Tb)的數據,然而這個(gè)數據量只占A350數據量的2%。目前,A350被收集的參數將近60萬(wàn)個(gè),每天可收集到的數據已超過(guò)2萬(wàn)億字節(1.8Tb)。1988年,波音737系列的發(fā)動(dòng)機運轉時(shí)可采集到的數據量為20萬(wàn)億字節(18Tb),而2015年,僅保守估計,可采集到的數據量就可達到100萬(wàn)億字節(91Tb)。波音787飛機僅執行一個(gè)航班,所采集到的客艙壓力、高度、燃油消耗等數據就能夠達到0.5TB。
早在上世紀90年代,波音公司就提出了DCAC/MRM計劃,目的是實(shí)現產(chǎn)品全部數字化,采用產(chǎn)品數據管理,開(kāi)展飛機構型定義和控制/制造資源管理。2015年,波音公司與卡耐基梅隆大學(xué)合作組建了航空數據分析實(shí)驗室,利用人工智能和大數據來(lái)對波音飛機進(jìn)行全面升級,收集航空飛行中產(chǎn)生的巨量數據,用機器學(xué)習的方法來(lái)優(yōu)化飛機的飛行方式,并可用數據分析的結果來(lái)指導未來(lái)的設計、制造和運營(yíng)。例如,基于前一個(gè)航段的運行數據,飛機可以自我判斷下一個(gè)航段中會(huì )出現的問(wèn)題,通知機務(wù)進(jìn)行檢查和維修。2014年,空客與Oracle共同建立了基于Hadoop技術(shù)的大數據處理系統及飛行模擬數據分析軟件,公司內部也成立了“數據處理與試飛集成中心”,可收集并分析飛行樣機上傳感器在試飛過(guò)程中產(chǎn)生的數據,并決定使用Google公司的MapReduce技術(shù)來(lái)提高數據訪(fǎng)問(wèn)和處理的效率??梢哉f(shuō),波音和空客構建了強大的數字化、信息化和網(wǎng)絡(luò )化的平臺,為大數據的應用奠定了基礎。
對于中國的民機制造企業(yè)來(lái)說(shuō),大數據要得到應用,不僅需要信息化、網(wǎng)絡(luò )化帶來(lái)的豐富、真實(shí)、準確的數據源作為基礎,還需要標準化的業(yè)務(wù)流程和數據標準為保證。目前,我國民機制造企業(yè)在設計階段已實(shí)施數字化工程,打通了數字化設計研發(fā)、數字化工藝編制到飛機制造現場(chǎng)、試飛現場(chǎng)的全過(guò)程管理。在企業(yè)管理方面,建立了企業(yè)主數據,統一了數據標準,信息系統基本覆蓋全業(yè)務(wù)領(lǐng)域,信息系統收集并存儲了企業(yè)幾乎所有結構、非結構化數據。但與同行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)相比,仍需要進(jìn)一步加強信息化、標準化基礎的構筑,彌補缺失,同時(shí)也缺乏數據交換、交易、共享和開(kāi)放的相關(guān)標準和規范,企業(yè)絕大部分業(yè)務(wù)部門(mén)也沒(méi)有清晰的大數據需求,型號任務(wù)重,這些都給大數據理念的推廣和實(shí)際的應用造成了困難。
【觀(guān)點(diǎn)】要回答好大數據能否用、哪里用、怎么用
作為民機主制造商,需要充分挖掘公司運營(yíng)管理和產(chǎn)品全壽命周期中所產(chǎn)生數據的價(jià)值,借助大數據處理與分析技術(shù),依托云計算平臺,將客戶(hù)端的價(jià)值需求作為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的出發(fā)點(diǎn),幫助分析企業(yè)運營(yíng)管理和產(chǎn)品全壽命周期過(guò)程的各種行為活動(dòng),提供決策支持。民機主制造商可以借助大數據應用實(shí)現全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同及全產(chǎn)品生命周期閉環(huán),回答好大數據能否用、哪里用、怎么用這三個(gè)問(wèn)題。
飛機制造商的盈利點(diǎn)來(lái)源于航空公司和旅客的需求反饋,因此,來(lái)自于航空公司和旅客的數據十分重要。這些數據有助于制造商在飛機設計中考慮油耗因素,采用更加輕便且性能更加可靠的飛機制造材料,在盡量保證旅客舒適度的基礎上優(yōu)化艙內布局等。還有助于制造商在飛機研發(fā)取證的飛行試驗階段,精確模擬各類(lèi)自然環(huán)境與人為因素,在保證飛機安全性和可靠性的基礎上,可以大大降低研發(fā)成本,節省試飛時(shí)間。
還有個(gè)應用之處是,人類(lèi)飛行歷史上,有很多飛行員單純操作失誤、身體不適造成的失誤或涉嫌故意墜毀飛機的案例。如果在飛行員座椅上安裝數個(gè)傳感器,收集飛行員對座椅的壓力、體溫、血壓、心跳等狀況,把人體特征轉化成數據,并且對其進(jìn)行量化,這樣就會(huì )產(chǎn)生獨屬于每個(gè)飛行員的精確數據資料。長(cháng)期統計,以監測飛行員身體和精神狀態(tài)提升飛行安全, 降低由于人為操作失誤及機組情緒失控導致的事故發(fā)生概率。同時(shí)還可監測是否有飛行員以外的人員操縱飛機,緊急情況可由地面飛行員接管飛機,一定程度上預防劫機。
“旅客的需求不僅是一次飛行,而是一種個(gè)性化的體驗。我們應該借助大數據,讓浪漫回歸旅行的本質(zhì)?!边@也是大數據的真正魅力所在。