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欧美航空发动机健康管理系统发展现状

2017-2-7 08:24| 发布者: admin| 查看: 75| 评论: 0

摘要: 为什么美国国防部在1991年、2000年和2009年等多次在《军用关键技术》报告中强调同一种系统?为什么全球航空发动机三大巨头公司多年持续投入巨大的人力和物力开发该系统?为什么业内标杆企业通用电气仅仅在以该系统为 ...

为什么美国国防部在1991年、2000年和2009年等多次在《军用关键技术》报告中强调同一种系统?


为什么全球航空发动机三大巨头公司多年持续投入巨大的人力和物力开发该系统?


为什么业内标杆企业通用电气仅仅在以该系统为核心之一的平台投入了超过60亿人民币的研发费用?


此系统就是航空发动机健康管理系统(英文原称为 Engine Health Management 或者Prognostics  and  Health Management, 简称EHM或PHM),它相当于发动机的私人医生,EHM系统通过大数据手段实时或定时分析发动机传感器产生的海量数据,高效发现或预防问题,最大优化发动机运营。此系统能大幅提高航空发动机的可靠性、安全性以及降低运营成本,因此一直被欧美国家高度重视。经过多年持续不断的发展,EHM系统经历了由离线诊断向实时监视、由单一功能向智能化的发展过程。


航空大数据正在兴起


由于对市场前景的看好,世界第一的航空发动机制造商通用电气(GE)在硅谷附近成立新的业务集团GE Digital, 重点开发以EHM系统为核心的数据分析平台Predix,并投入超过60亿人民币的开发费用。这款云平台使GE能够从飞机引擎、汽轮机及核磁共振等设备上采集数据并加以分析和应用。GE航空集团已经将发动机的监控和诊断数据全部转移到Predix平台,同时在巴黎、上海和德克萨斯州成立了数字协作中心。根据GE公开的信息,该平台诊断航空发动机故障的准确率已达到了80%。


GE希望Predix平台引领新一轮工业革命


世界动力系统巨头罗尔斯罗伊斯 (罗罗)在英国德比搭建了全球航空发动机运营中心,得益于该公司智能化的EHM系统,运营中心仅用10人不到的团队就全天候监控了近5000台几十个国家多个型号的航空发动机。罗罗宣称:以EHM系统为核心的信息化系统可以为航空公司削减65%的直接运营成本。马航MH370失事中,罗罗公司依靠EHM系统在第一时间分析判断了该飞机发动机在事故前的健康状况。 目前罗罗公司过半的收入都来自于运营中心提供的运营服务,已经慢慢从动力系统硬件制造商转型成为运营服务提供商。同时罗罗与微软合作,将利用微软的Azure物联网套件,扩展其数字功能,支持当前和下一代航空发动机的智能化。


罗罗公司位于英国德比的航空发动机运营中心


普惠公司正与IBM合作为客户提供强大的发动机机队管理和健康问题解决方案。IBM的支持将显著增强普惠发动机的性能监控能力。IBM将协助普惠公司发挥诊断、预测和健康管理的能力,支持普惠公司为其快速扩张的发动机机队提供智能化的后勤支持。普惠公司售后服务总裁马修•布伦伯格表示:“普惠管理的发动机机队为客户带来了可预计的维护成本,使发动机在翼时间延长20%,提高了可靠性,并增加发动机剩余价值20~50%”。


普惠Customer First航空发动机运营中心


美军经过半个多世纪的探索,将EHM系统应用在多个机型上,并将其作为确保军用飞机飞行安全的关键支撑技术。EHM系统已成为先进战机发动机的重要标志和显著特征之一。80年代开始,美军在“多用途先进涡轮航空发动机计划VAATE” 中重点提出发展EHM系统。在1991年、2000年及2009年等年份,EHM系统多次被美国国防部列入《军用关键技术》报告,最新的防务采办文件将此技术视为实现战备完好性的基础,进一步确立了此技术的重要地位。


美军EHM系统发展历程


我国EHM系统的研发还处于起步阶段,根据解放军总装备部 “军用标准化信息网”的资料, 国内的研究始于“八五”期间。现役航空发动机仅具有状态监视功能,还不具备完善的故障诊断功能,更不具备健康预测和寿命管理功能。随着相关科研单位陆续开展了探索研究工作,研发取得了一定的突破,但至今尚未形成可以投入使用的EHM系统。


军用标准化信息网


不管是在军用还是商用领域,国外对EHM系统的投入及重视程度都远超我国,在此领域我国任重而道远。但随着国家层面对航空发动机的重视层度越来越高,相信我国能够在短期内奋起直追,缩小与欧美之间的差距。



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