第四天： 美国空军如何让B-52轰炸机用90年？

导读：作为“点肆100”（Punkt Vier 100）计划的一部分，工业4.0研究院拟发布系列文章，谈谈“数字孪生维护”（DTM，Digital Twin Maintenance）相关成果及解决方案。欢迎加入点肆公司（联系方式见文后），共同进入数字工程世界。

作为AFRL开展机身数字孪生体项目的重要成果之一，无损检测/评估（NDI/E，Nondestructive Inspection/Evaluation）成为它延长各种飞机寿命的必备工具，这也成为点肆公司数字孪生维护体系的一部分。

值得读者关注的是，目前AFRL牵头针对B-52轰炸机的延寿问题，开展系列研究，期望让1955年批量交付的B-52用到2050年，这就使得B-52轰炸机成为寿命最长的飞机之一。

B-52“同温层堡垒”（B-52 Stratofortress）是波音公司研制的八发动机远程战略轰炸机，用于替换B-36和平缔造者轰炸机执行战略轰炸任务。1948年提出设计方案，1952年第一架原型机首飞，1955年批量生产型开始交付使用，1962年停止生产，总共生产了744架飞机。

之所以让B-52继续服役，是因为考虑到B-52是具有发射巡航导弹能力，它在美国各种战略轰炸机中，维护和使用费用相对较低，考虑到美国在全球存在的需要，继续让一些老旧的飞机服役，可以让美军把钱用到一些更具有颠覆性意义的装备研制上去。

既然让要对B-52延长寿命，那么不可避免要大量采用无损检测方法。

美国在飞机维护中使用无损检测的历史可以追溯到1919年，当时流行的方法是X射线及电磁波检测，后来随着1954年一个月间4架B-47轰炸机因疲劳出事，促使美国空军启动ASIP工作。直到1974年，美国空军成立了“无损评估分部”（NDE Branch），2012年进一步重组为“材料状态感知部门”（Materials State Awareness Branch）。

2015年因为数字孪生工程的巨大成功，美国空军几大部门联合起来，设立了“NDI执行工作小组”（NDI Executive Working Group），重点攻克NDI相关的方法论、应用流程及关键技术。针对这种新方法，美国空军称之为下一代NDI——“数字NDI”（Digital NDI）。

简单讲，美国空军想建立NDI统一的数据体系，根据UTC在2015年的调研报告显示，针对无损检测应用，美国几乎所有飞机都有对应的工业软件，这使得数据通用的可能性几乎为零，当然工具的可交互性自然实现不了。

AFRL从机身数字孪生体项目中获益匪浅，利用ModelCenter工具，建立了多种仿真工具之间的联合分析方法，并统一了数据标准，使得分析结果更为实时。通过建立物联网基础的载荷谱分析，获得数据越来越多，机器学习等先进分析工具就可以导入了。

用美国空军的一句话来讲：让飞机维护者的生活更简单（Make Aircraft Sustainers' Lives Easier）！

到底飞机维护工程师的生活有多不易，美国空军还真的贴出了不少图片，以此证明下一代NDI多么值得期待，坐在办公室就可以把事情搞定，这不就是数字孪生维护想达到的目标吗？

当然完全不到现场不太可能，但减少到现场的时间，利用新型的云计算、边缘计算和机器学习，叠加到B-52轰炸机的数字孪生基础设施上，那么远程无损监测的数据采集（Data Acquisition）和数据应用（Data Untilization）就能够实现了。

为此，美国空军开展了一个试点示范项目。

在这个试点示范项目中，美国空军重点采集元数据（Metadata）和全波形数据（Full Waveform Data），把数据采集和传输形成工作流程，从而让NDI数据工作常态化，保证“数字NDI”策略真正落地实施。

值得读者注意的是，在这个试点示范项目中，既有硬件也有软件，按照国内的认知，这些软件当然是工业软件，通过“数字NDI”项目，开发新型工业软件，会不会中国工业软件产业发展的一条可行的方法呢？

附：美国空军数字NDI介绍

（未完待续）

作者：胡权，工业4.0研究院院长，北京点肆数字技术有限公司负责人

联系方式：huquanbj（微信），huquan@innobase.cn（邮箱）