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自上世纪90年代国际领先的民用飞机制造商引入飞机健康管理的概念和技术以来，经过了20多年的发展，目前已建立起基于空地双向数据通信系统的实时监控与健康管理系统，可实时收集飞机的状态信息，及时获取飞机的健康状态，并对飞机全寿命周期内的健康状态进行有效管理。目前，预测与健康管理技术（PHM）在美国、欧洲的主要航空发达国家的工业界和研究机构得到了充分的认可和推广应用，并且朝着更加综合化、标准化和智能化的方向发展。健康管理演化至今，从2010年以后，特别是工业4.0等概念提出以来，正在从以组件/机器为中心，转向以客户为中心的健康管理，其核心是预测分析，其中大数据分析与应用、基于人工智能与云计算的健康管理将发挥重要作用。大数据时代下，提高健康管理技术研究和服务水平，可以更好地为我国大型客机提供全球化服务和全寿命周期服务解决方案，从而达到高度数字化、网络化、集成化、实时化和智能化的运营支持服务的目标。
随着新一代数据采集与传输设备在民机上应用，机载系统及发动机的监控能力不断提升，空客A350飞机监控参数达到40万个，波音787飞机的监控参数达到15万个，航空公司运营维护历史数据日益增长，国内三大航的年运行数据累计达数十TB，这些海量数据将进一步改变飞机的维护方式，提升飞机的运营表现。大数据时代下，在航空维修领域中会有越来越多的数据收集和分析工具加入到航空公司运营管理中，为维修保障人员及时确定故障原因和维修措施、合理安排维护时间提供技术支持，从而实现预测性维修，提高飞机签派率，降低维护成本。
大数据背景下民机健康管理技术的演化
波音公司：从AHM到BGS
在20世纪80年代，波音757飞机出现之前，系统的故障多是在飞机着陆之后发现并进行诊断的。波音757/767中引入了发动机指示和机组告警系统，在飞行过程中可以记录3000个参数，向飞行员报告一些系统的故障信息，但是无法自动通知地面的维修人员。波音747-400引入了中央维修计算机，可将飞行过程中的各种维修信息传递给地面的维修和工程人员，以快速地查找故障原因，一旦飞机落地，便可进行修理。到2004年，波音777-300ER引入健康管理系统（HMS），每架飞机可以处理10万个机载系统性能参数。到2011年波音787投入运营时，健康管理系统监测的参数大约又增加了50%。
波音的飞机健康管理体系架构基于“机载中央维护系统OMS+空地数据链+地面软件平台AHM”，如图1所示。中央维护计算机及飞机状态监控系统负责收集各系统状态数据，进行机载必要的信息判断和处理，下传工作由飞机的ACARS数据链完成，并通过MyBoeingFleet网站实时向客户指定的地点发送报警或者通知地面维护人员，在飞机降落前准备好零备件和资料，同时还可帮助航空公司识别一些重复出现的故障和性能趋势，支持机队长期可靠性计划的实现。这套体系覆盖范围很广，可以实现空地一体化的管理，提高飞行安全和航班运营效率。AHM支持机型众多，目前主要有波音737NG、波音747、波音757、波音767、波音777、波音787等。
波音每年会根据用户需求持续升级完善，及时发布新版本，确保AHM系统的生命力和竞争力，也为航空公司带来持续的使用价值。波音的AHM系统，为全球42%以上的波音777飞机和28%以上的波音747-400飞机提供实时监控和决策支持服务，并以AHM服务为重要组成部分推出了Gold Care服务包，提高飞行安全和航班运营效率。据波音的初步估计，通过使用AHM可使航空公司节省约25%的因航班延误和取消而导致的费用。
2016年波音宣布成立波音全球服务集团（BGS），业务主要集中在供应链、工程/改装和维修、数字航空与分析、培训和专业服务等4个领域。在2017年巴黎航展上，波音启动了名为AnalytX的数据分析服务，将分散在公司各个业务领域的800余名数据分析专家集中在一起，利用科学的程序和方法，将数据转化为可执行的见解和客户解决方案，并与多个客户签订了涉及机队健康管理、机队油耗分析、疲劳风险管理等领域的数据分析协议。
波音作为整机制造业巨头，立足制造优势，抓住数据先机，上世纪90年代开始布局数字化应用，与大学合作组建航空数据分析实验室开展大数据应用研究，从行业应用软件AHM到AnalytX更是积累了众多客户资源和基础，诸多条件皆具备的情况下，相信波音会一直走在数据互联应用队伍的前列。
空客公司：从AIRMAN到Skywise
空客飞机健康管理体系与波音类似，主要架构基于“机载中央维护系统OMS+空地数据链+地面软件平台AIRMAN”，如图2所示。各机载系统的数据引入机载维护系统中，经过机载维护系统各模块处理和计算得出故障维护信息，经ACARS空地数据链实时下传，由地面操作和服务中心获得信息。AIRMAN开发的初衷是为了弥补机载中央维护系统的不足，消除各机载子系统BITE大量的虚警。AIRMAN通过监测飞机系统在飞行途中的状况，把实时信息传送给地面维护部门，依靠这些早期信息，维护人员在飞机着陆前就能清楚判断出故障所在，最大程度地缩短由于飞机维护而造成的运营时间延误，从而保证准点签派，这种技术先进的系统也有助于降低飞机的计划外维修次数。目前，AIRMAN支持的机型包括空客A320、空客A330、空客A340、空客A380及空客A350。
AIRMAN作为空客设计研发的专业数字化排故及维护管理软件，其主要作用是：帮助地面航站基地对整个机队的维修信息进行跟踪管理；简化和优化排故维修工作，提高排故效率；提供更为积极的预防性维修措施，减少非定期的排故维修任务，从而提高调度可靠性，降低维修成本。
空客新的实时健康监控软件（AiRTHM）更进一步，为新型飞机的系统提供更多参数。例如，AiRTHM系统地空数据链系统（ACARS）能处理空客A380飞机产生的25万个参数的信息量，以及空客A350飞机产生的40多万个参数的信息量。通过地面支持系统收集和分析海量数据，AiRTHM与空客维护控制中心的飞机停场技术中心系统集成，能够提供实时排故支援，指导备件供应，监控预期故障下的系统健康状态。 www.aero.cn 航空翻译 www.aviation.cn 本文链接地址：大数据时代的民机健康管理技术革新
