第二十五天：NASA用数字孪生体提高适航性

导读：作为“点肆100”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。

DARPA于2009年提出数字孪生体概念之后，美国空军研究实验室（AFRL）和NASA迅速成为数字孪生体的拥趸。AFRL在2012年启动了“机身数字孪生体”工程验证项目，NASA则在未来技术规划中提出要在2027年实现数字孪生体。

对于AFRL的机身数字孪生体大家了解比较多，然而对NASA号称的数字孪生体工程项目，相关学者不厌其烦引用Apollo 13的等效模型，实际上对NASA到底在如何应用数字孪生体了解不多。

作为工业4.0研究院未来10年研究重点，跟踪收集了上万份数字孪生体相关资料，其中就包括NASA的数字孪生体应用应用。

今天笔者借助波音公司为NASA提供的适航性研究项目，帮助读者了解NASA的数字孪生体应用情况。

2011年，NASA发起了“飞机适航性和耐久性”（Aircraft Airworthiness and Durability）的研究项目，波音公司承接了该项目，提出了一套包含CBM+SI、结构健康监测和数字孪生体的颠覆性技术解决方案，赢得了NASA的高度赞赏。

各位读者应该了解，NASA跟DARPA、AFRL和NSF等单位，构成了美国“改变世界”的力量，它们是“颠覆性创新”的忠实信徒，一直把寻找颠覆性技术作为其使命的一部分。

针对适航性管理要求，波音公司构建了包含10项技术的评价体系，包括提升的设计、损伤防止（Damage Arrestment）、提升的测试、低成本制造、数字孪生体、数据管理、机队管理、CBM+SI、结构健康监测和提升的维护。

NASA和波音公司联合工作，对这10项技术做了一个成熟度评估。

这些技术被分为三大类型，包括数据管理、适航性结构健康监测和强化工程（Enhanced Engineering），它们具有以下特征：

• 数据管理。这是未来能力的关键驱动力（Key Enabler）。按照波音公司的评价，该技术从2012年开始，直到2024年才会成熟。

• 适航性结构健康监测。它包括三种技术，分别为数字孪生体、CBM+SI和结构健康监测，它们都是颠覆性技术（Breakthrough Approach）。对于读者关心的数字孪生体，从2014年开始，至2023年成熟，即明年才可能成熟。

• 强化工程。包括提升的设计、提升的测试、低成本制造、提升的维护和机队管理。这些技术没有什么特别，由供应商不断改进即可。

波音公司强调，NASA这个项目的核心目标是解决商业飞机机体结构问题，重点提升适航性管理相关的问题，例如，飞机设计、认证和维护等。

当然，对于工业4.0研究院来讲，我们更关心“适航性相关的维护”挑战。欢迎大家参与讨论。

（未完待续）

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