【工业4.0案例分析之九七】劳斯莱斯航空引擎物联网大数据解决方案

在运转过程中，现代飞机可能收集重要组件功能的大量数据，例如，推进装置。随后，信息可以被传送到地面站。飞机操作者通过“擎状态监控获益：推进服务延迟或定期航班取消等干扰操作过程的情况减少。在飞行过程中和之后，推进装置数据的测量、传输和评价是当前推进器状态和趋势预测分析的重要方面——对单个组件也如此。研究结果亦可用于开发新的推进装置。

大数据的方法以信息和决策支持的形式为顾客实现了具体利益。大量的推进装置数据被及时收集、处理、显示，可以最大限度地减少客户操作过程中的干扰。

劳斯莱斯公司专业提供全套引擎控制系统，从首批涡轮风扇发动机到新一代高涵道比发动机。劳斯莱斯公司提供数据服务，确保航空公司快速发现无效运行、预测潜在设备故障、精确定位机群问题。

劳斯莱斯公司整合控制、监控及数据分析服务，为客户减少开支、提高机群可用率、降低排放、提高安全标准。最后，独特的终端对终端方法支持顾客营业安全、高效、可持续。

劳斯莱斯业务在柏林附近的达勒韦兹（Dahlewitz）设立服务台，把数据服务落地。服务台利用联网引擎的数据来更快地识别推进装置中可能存在的运转干扰，以在实践中避免故障并高效地解决。

德国劳斯莱斯公司服务运营执行总监Jörn Lindstädt说道：“运行数据是我们服务台每天的工作中不可或缺的部分。我们从他们那里获得的信息越来越多，这使我们可以对机队、顾客的位置和情况进行最佳评估，发现潜在的技术问题，并在其影响推进装置运转之前被成功避免。”

运行数据的大规模可用性使客户从新的角度更深入地了解劳斯莱斯产品的真实运转状况，同时这些运行数据是新产品开发时的一个有价值的信息源。

收集到的运行数据以结构化的方式传输至全日制运行中心进行处理。相关参数、元数据和初步诊断从大量的数据集中导出并供相关服务团队的员工使用。除了机队概况，所有飞行参数的详细视图以及搜索引擎、统计工具都包含在内。不仅外部开发者，而且劳斯莱斯的专家，特别是控制与数据服务方面的，都参与了这次计划。

劳斯莱斯公司通过十个解决方案来保证飞机运行数据的大规模可用性：

1. VisiumDIAGNOSTIC设备状态监控方案的独到之处在于它能识别并且仅仅收集关键数据，而且还能全天候地对这些数据进行分析；
2. VisiumDYNAMIC解决方案结合硬件和软件技术，能够深入分析振动、音量等飞机引擎设计的关键数据；
3. VisiumEMISSIONS排量监测解决方案使飞机能够达到“欧盟排放贸易方案”（EU ETS）的要求；
4. VisiumFUEL方案利用软件监测燃料消耗情况，帮助客户达到节能目标；
5. 燃料计量单元（FMU）利用劳斯莱斯专有技术SmartCal™，这项技术能够根据引擎的具体情况为电子引擎控制器（EEC）提供准确的校正值，从而提高燃料计量的准确性；
6. VisiumFLEET解决方案能够生成全面综合的机队情况报告，帮助客户保持竞争力；
7. 劳斯莱斯公司还为全球的民航客机安装高可靠度且耐用性强的液压致动器，用于调整燃气涡轮航空发动机压缩机的入口导叶，致动器在确保飞机引擎的性能和安全性方面起到重要作用；
8. 劳斯莱斯公司的电子引擎控制器（EEC）确保引擎达到最高的性能，而电子监测单元（EMU）提供的数据能够在不影响运作的前提下评估引擎的状态；
9. CAFTA故障树分析模型能够自动分析数千个网关和基本事件，从而大幅减少工作量；
10. VisiumAQD解决方案集成了安全、质量和风险管理软件，并且组织内所有员工都能够访问VisiumAQD系统获取的信息。

英国劳斯莱斯公司是世界领先的驱动系统制造商，该公司主要由三个事业部组成：民用及国防航空航天部、动力系统部以及船舶技术部。劳斯莱斯自1990年起在德国建立了自己的厂区，并活跃在航空业。目前德国已成为继英国之后劳斯莱斯公司的第二大劳动力市场。2014年8月起，劳斯莱斯动力系统完全归属于劳斯莱斯集团。从此，劳斯莱斯将德国总部设在了腓特烈港，并开始为大型发动机、驱动系统和分散式能源系统提供服务。劳斯莱斯公司的德国总部是德国唯一一家获批准可开发、制造和维护现代民用和军用涡轮机的飞机发动机制造商。

劳斯莱斯公司的航空引擎事业

劳斯莱斯德国总部是德国唯一一家获得官方认证的，拥有现代民用和军用涡轮发动机的开发、制造和维护许可证的发动机制造商。劳斯莱斯在德国位于柏林的达莱维茨和法兰克福的上乌瑟尔设立了工厂，并雇佣了约3500名员工。

劳斯莱斯与众多德国合作公司合作，为他们及其他国际客户供应、生产和支持发动机。除了众所周知的定期和包机航空公司外，联邦国防军的飞机和直升机也使用了劳斯莱斯生产的发动机。目前，德国共有2200台劳斯莱斯发动机正在运行。

达莱维茨工厂作为劳斯莱斯公司的双轴变速箱生产中心，负责所有BR700发动机的开发和最终组装。达莱维茨工厂还负责了泰（Tay）、斯贝（Spey）和道奇（Dart）三种系列的发动机。总而言之，劳斯莱斯德国总部大约支持着全球各地约7700台发动机的工作。

乌瑟尔工厂是劳斯莱斯公司拥有最先进生产技术的生产基地，它负责生产劳斯莱斯公司众多发动机项目的高科技零部件，其中包括最新的Trent XWB发动机。这个工厂是公司叶片集成磁盘（Blisk）技术功能中心，在空客A400M军用运输车的TP400发动机生产程序框架中，乌瑟尔工厂制造了精密的高压压气机部件。

除此之外，乌瑟尔工厂还负责SeaKing直升机Gnome H1400-1/-1T型发动机、NH90直升机的RTM322 01/9型发动机、P-3C猎户座海上侦察系统和抗狂风电力二次系统的T56-A-14驱动器的维护。同时乌瑟尔工厂目前正运用它的产能为Lynx和SeaLynx直升机机队打造Gem 42发动机。

电子引擎控制器（EEC）确保引擎在安全运行范围内以最大效率工作。EEC通常安装在引擎风扇旁，可在高温、高振动及高湿度环境下持续工作，可承受闪电袭击、电磁场及太阳辐射。新一代EEC为高精准性、艰难环境下的引擎控制及健康监测提供简化解决方案。与传统控制器相比，新一代EEC的成本减少一半，大幅度减少新产品引入交付时间，降低生命周期费用。EEC在最低开支情况下为安全引擎控制提供全套解决方案。

四十多年来，劳斯莱斯一直为民航业提供电子引擎控制器（EEC）系统。劳斯莱斯公司研发的新一代EEC装载于劳斯莱斯RB211-524G型引擎，为波音747和波音767飞机持续提供动力。劳斯莱斯公司的EEC广泛用于飞行器、大型的有商业客机、小型的有公务机。劳斯莱斯公司的EEC有如下特点：

可在艰苦环境下运行

劳斯莱斯公司的电子引擎控制器（EEC）可在高度振动、闪电袭击及机场雷达系统产生的电磁场下运行，运行温度范围为-55°C至125°C。构成EEC的电子设备同样坚实，可承受高纬度的太阳辐射，保证安全关键功能运行过程中不受干扰。

自供电

劳斯莱斯公司的EEC由特制永磁交流发电机单独供电。

快速反应

EEC可快速反应，通常情况下运行速度可达每秒40个完整控制周期，绝对安全功能下速度更快。这保证了高精准性控制，并对异常现象快速做出适当反应。