工業互聯網時代的智慧飛行
如何讓飛行更安全、更具效率?這恐怕是整個航空業長期以來都在追求的目標。而如今,世界油價高企,運營成本激增,在經歷了一個高速發展期之后,世界航空業正步入低盈利時代。
那么,什么樣的創新和驅動力能夠令世界航空業再次為之振奮?當工業革命帶來的機器世界與互聯網革命帶來的數字世界更深層次地融合時,或許就是下一個機會,而這種融合就被稱為“工業互聯網”。“縮短故障時間,優化資產和系統,可以帶來生產力的巨大提高,這是工業互聯網最大的優勢。”GE公司全球董事長兼首席執行官杰夫·伊梅爾特告訴記者。
15年內,如果工業互聯網技術助力航空業提高1%的燃油效率,就意味著全球可以節約300億美元的成本。在中國,則能帶來30億美元的成本節約。這的確是一個驚人的數字。
工業互聯網正在試圖通過讓飛機變得更聰明,從而使安全和高效成為航空業可預見的未來。當然,不僅僅是航空業,整個世界都處在通向下一個創新與變革時代的路口。
這不是“故事”的結尾
無論是美國還是中國,無論是非洲的大城市還是中亞的鄉村,工業互聯網將對全球產業以及我們日常生活的方方面面產生影響,其中包括我們許多人的工作方式。這些創新有望為航空、鐵路運輸、電力、石油和天然氣開發,以及醫療等各個行業帶來更快的速度和更高的效率。與此同時,它有望推動更強勁的經濟增長,提供更好更多的就業機會,并提高人們的生活水平。
這并不是夸大其詞。在人類生產力經歷了工業革命和互聯網崛起的兩次里程碑式的飛躍之后,很多人認為,這就是“故事”結尾。然而,我們目前遠未達到可能性的極限:互聯網數字技術的全部潛力還沒有在全球工業系統上完全發揮出來。工業互聯網作為第三次工業革命,正是這兩種革命的結合,它將網絡、數據和機器聯系起來并將重塑全球工業、提高生產率,帶來全新的繁榮增長時代。
它是如何運作的呢?首先要將世界上各種機器、設備組、設施、系統網絡與先進的傳感器、控制和軟件應用程序相連接,使其成為智能機器,然后利用物理分析、預測算法、自動化以及材料科學、電氣工程及其他專業知識對海量數據進行高級分析,最后再將這些數據與工作中的人相連,以獲得更加智能的決策、設計、運營、維護,以及更高質量的服務和安全性。而正是這些元素,為企業和經濟體提供了新的機遇——提高生產率,降低成本,減少排放。
飛機也可以更“聰明”
“工業互聯網在航空業方面的應用應該說前景很廣闊。現在航空[FS:PAGE]公司在購買飛機和運營方面的成本非常高昂,所以航空公司必須利用各種數據并用智能化的設備去做精細化的管理。”海航航空控股有限公司董事長王英明告訴記者。當前,由于特殊的行業特點,全球航空業面臨著盈利能力差和資本回報率低的窘境,占行業成本接近30%的燃油成本更是成為了整個產業鏈的一塊“心病”。將工業互聯網技術嵌入航空業或許就是一劑“強心針”,讓飛機變得更“聰明”,從而有力地改變航空業的未來面貌。
GE認為,工業互聯網擁有改善航空公司運營和資產管理能力的潛力。改善運營的方式包括降低油耗、提高機組成員的效率、減少航班延遲和取消、更高效的維護計劃和零部件庫存,以及最優的航班安排。航空公司的資產可以通過改進預防性維護而進一步優化,這將有助于延長發動機壽命和減少意外中斷。
GE航空就曾采用專有的算法來評估航空公司的運營數據,并尋找能夠把燃油消耗降低至少2%的方案。這項節能減排解決方案(F&CS)將高級數據分析與行業經驗相結合,幫助航空公司降低油耗。F&CS可以集成并分析大量數據——每個客戶每年約1.5TB,這些數據來自于航班運營、航線系統與飛行數據記錄儀。然后,該系統利用得出的運營報告來識別、實現并監測所飛行航班與原計劃之間的變化,以節約燃油并提高效率。如果實施節油減排解決方案,一家中等規模的航空公司可以把燃料消耗降低2%,即每年燃料支出減少2000萬美元,二氧化碳排放量減少60噸——相當于超過1萬輛乘用車的排放量。節能是一方面,工業互聯網還可以幫助航空業優化航班運營。
在全球范圍內,因航班延誤給航空公司帶來的成本損失高達400億美元,其中10%的延誤與計劃外的飛機維護有關。GE航空的智能運營服務采用專有算法監控從飛機設備上收集到的數據,在飛機維護問題出現之前即作出診斷和預測,提供預測性建議以優化飛機維護和航班運營,優化時間和路線計劃,最終目標是“將計劃外的停飛時間降為零”。如果一家典型的國內航空公司實施智能運營服務,每年將避免1000次起飛延誤和航班取消,幫助9萬多名旅客準時抵達目的地。此外,工業互聯網影響航空業的另一個方式則是飛機維護的庫存管理。一架智能飛機可以告訴維護人員,哪個零部件何時需要更換。這將讓商用航空公司從目前基于循環周期的維護計劃轉到基于實際需求的維護計劃。在合適的時間更換零部件所帶來的效率提升將非常可觀。
請不要忽略任何一個1%
結合飛機和發動機數據,當今的航空公司積累了更多的數據[FS:PAGE],需要主動利用軟件分析診斷工具,鎖定影響飛機正常運行的問題,從而節省成本。以海南航空為例,王英明告訴記者,每架飛機上至少有88個傳感器被傳感、記錄,每1秒鐘會收集4組數據。因此,實際飛行中每一秒的狀態都是由軟件系統自動分析的,出現任何一個偏差,系統會自動發出各種等級的警告,同時它還可以作長期的趨勢分析。“這樣才能持續地改進飛行員的飛機技術,既包括生命的安全,又能夠為公司節省成本”。
此外,如果一個航空公司年運輸4000萬名旅客,從收益和服務的角度來看,每個旅客相當于是一個智能的機器,其各種訴求的數據量是極其龐大的。“我們現在也正在建設基于旅客的全程的大數據量智能分析,從而能夠利用現代移動設備技術滿足客戶的各種需求,同時也為航空公司提供智能化的、及時的、動態的服務”。
目前,GE航空集團在全球四大航空運營中心提供的“7天24小時”不間斷服務,可以為航空公司提供實時信息,對于任何出現的故障信息提供預警,幫助航空公司更高效地運營和維護。
春秋航空部署了GE智能發動機監控診斷技術,僅2012年一年,就有效防止了數次計劃外發動機拆卸(UER)和停飛待用(AOG),相當于節省了超過21萬美元的可能性費用,有效地幫助該公司將發動機可靠度提升到99.98%,為機隊保持95%的高使用率起到了有力支持,并節省了維護成本。
在春秋航空看來,工業互聯網概念下的遠程監控與診斷不但可以精確診斷設備故障,同時還能預防可能產生的故障,進一步提高了飛機航行的安全性。除資產優化外,工業互聯網還能實現對運營環節的優化,實現節油優化,實現分散維護,這些都可以帶來未發掘的經濟效益。
當我們試圖把工業互聯網為航空業帶來的收益轉化成數字的時候,請不要輕易忽略任何一個1%。全球商用航空公司每年的燃油支出大約為1700億美元。行業預計,更好的航班規劃和運營變革或許能夠把成本降低5%,相當于每年超過80億美元。如果工業互聯網技術在成本節約方面實現僅僅1%的成本節約,整個行業每年將節約20億美元或者在15年內節約300億美元的燃油成本。在中國同樣如此,未來15年如能節約1%的燃油,就意味著將節約30億美元的燃料成本。
另外一個潛在的收益是避免資本成本。從2002到2009年,商用航空業總計支出接近1萬億美元,或每年支出1350億美元。從運營的角度來說,一架雙發動機寬體商用噴氣式飛機每個飛行小時的維護成本大約平均為1200美元。2011年,商用噴氣式飛機的飛行時間為5000萬小時,[FS:PAGE]也就相當于每年的維護成本為600億美元。僅發動機維護就占總維護成本的43%。如果工業互聯網把發動機維護的效率提高1%,商用噴氣發動機的維護成本就將減少2.5億美元。
我國現在擁有近5000臺商用飛機發動機,居世界第2位。據世界民機巨頭波音預測,在未來20年內,全球將需要3.4萬架新民用飛機,中國則需要5000架以上的民用飛機。
我們有理由期待一個智慧飛行時代的到來——工業互聯網將為民航業帶來生產力、效率、能耗水平的新突破,并將航空公司的安全運營和管理水平提升到全新的高度!“特別是在中國,它將會是工業互聯網最大的應用領域。”杰夫·伊梅爾特說。
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