韓璐

在被稱為“空難年”的2014年，馬航MH370失聯(lián)、MH17被擊落，臺(tái)灣復(fù)興航空GE222迫降重摔，阿爾及利亞航空AH5017墜毀，航空安全再次成為全球焦點(diǎn)。

一場(chǎng)基于互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)戰(zhàn)役，在航空業(yè)的上游制造企業(yè)最先打響。

9月26日，霍尼韋爾（Honeywell）的高級(jí)研發(fā)工程師王睿獲得私人飛行駕駛執(zhí)照PPL （Private Pilot License）剛好滿半年。如果算上此前歷時(shí)4個(gè)多月的飛行訓(xùn)練，過去一年多時(shí)間里，從事先進(jìn)飛機(jī)駕駛艙相關(guān)研發(fā)工作的王睿，經(jīng)歷了一次思維蛻變。

霍尼韋爾是航空航天領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，也是全球最主要的黑匣子生產(chǎn)商。2012年末，霍尼韋爾與中航通用飛機(jī)有限責(zé)任公司簽署“飛機(jī)私用駕駛員執(zhí)照項(xiàng)目合作備忘錄”。從2013年第一季度起為選定的工程師們展開飛行培訓(xùn)（PPL項(xiàng)目）。這也是霍尼韋爾推行“HUE”（霍尼韋爾用戶體驗(yàn)）項(xiàng)目中至關(guān)重要的一步。

如果不是一次“烏龍”事件，王睿也很難意識(shí)到PPL項(xiàng)目對(duì)于飛機(jī)制造環(huán)節(jié)究竟有多重要。他告訴《二十一世紀(jì)商業(yè)評(píng)論》（下稱《21CBR》）記者：“我們團(tuán)隊(duì)的工程師在辦公室里辛苦開發(fā)了一項(xiàng)功能，自認(rèn)為不錯(cuò)，還花了時(shí)間做了模型。給飛行員試用評(píng)估，結(jié)果竟被評(píng)價(jià)為完全無用。理由是在特定的飛行階段里，飛行員根本沒有精力分散到該功能上?！倍屚躅？扌Σ坏玫氖?，團(tuán)隊(duì)開發(fā)該功能的初衷，就是為了減輕飛行員的操作負(fù)荷。

現(xiàn)在，王睿開始嘗試游離工程師的身份，而用飛行員思維來研發(fā)飛機(jī)系統(tǒng)?！翱梢哉f在飛機(jī)上的每一分鐘，每一個(gè)動(dòng)作，管制員的每一個(gè)指令，甚至是飛行員之間的對(duì)話，都激發(fā)我對(duì)現(xiàn)有工作的新思考。我真正開始理解飛行員之前所說的‘忙的真實(shí)含義，也開始意識(shí)到一些在特定時(shí)候需要卻還沒有的功能，以及現(xiàn)有設(shè)計(jì)缺陷改進(jìn)的可能性?！?/p>

其實(shí)，霍尼韋爾的“PPL項(xiàng)目”只是一個(gè)縮影，航空制造業(yè)巨頭們已開始揮別閉門造車，從用戶的真實(shí)需求出發(fā)，試圖通過新技術(shù)成就人類史上更安全、更高效的飛行方式。

淘金大數(shù)據(jù)

航空業(yè)與生俱來擁有大數(shù)據(jù)基因，由上百萬個(gè)零件、數(shù)十種系統(tǒng)構(gòu)成的飛機(jī)，通過傳感器獲得超過千兆字節(jié)數(shù)據(jù)，只是過去很多年，其利用率只有10%。直到互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的今天，這些海量航空數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的能量才被大規(guī)模激發(fā)。

GE航空工程部中國(guó)區(qū)總經(jīng)理王鵬告訴《21CBR》記者，“二三十年前，GE就開始提供第一代發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控服務(wù)，需要飛行員手工記錄發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，到后來機(jī)載設(shè)備自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，到現(xiàn)在飛機(jī)在飛行中發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程故障診斷（Remote Diagnostics）?！?/p>

通過發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)的傳感器，采集起飛和巡航數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)傳送至GE的上海AOC中心（航空客戶支援中心）進(jìn)行分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常，AOC立即向航空公司發(fā)送通知，在飛機(jī)落地之前就做好排除故障的準(zhǔn)備工作。因此，有助于減少起飛延誤和航班取消。

遠(yuǎn)程診斷是基于起飛和巡航階段兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻的兩份發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)報(bào)告進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控。而現(xiàn)在GE推廣的是基于大數(shù)據(jù)的飛行和維修分析服務(wù)，分析的是全程的飛行數(shù)據(jù)。這能幫助數(shù)據(jù)分析專家和發(fā)動(dòng)機(jī)專家更全面地了解飛行員的操作情況和飛行全過程的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)。

在王鵬看來，通過這些工作，既能提高飛行的安全性，又能優(yōu)化飛行降低油耗，還可以進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)故障的預(yù)測(cè)（Prognostics），減少空中停車、中斷起飛、延誤和取消航班對(duì)航空公司運(yùn)行的影響。此外，也能減少非計(jì)劃換發(fā)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的維修成本。王鵬說：“發(fā)動(dòng)機(jī)的維修成本占總飛機(jī)維修成本的40%以上，一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的修理就是百萬級(jí)美元的支出。遠(yuǎn)程診斷讓航空公司避免一些計(jì)劃外的發(fā)動(dòng)機(jī)拆卸和停飛待檢，大大節(jié)省成本?！?/p>

事實(shí)上，航空大數(shù)據(jù)已經(jīng)為GE優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)提供決策。GE全球研發(fā)中心上?？偨?jīng)理兼技術(shù)總監(jiān)魏斌告訴《21CBR》記者，通過故障數(shù)據(jù)的采集與分析發(fā)現(xiàn)，在中國(guó)發(fā)生的引擎故障中，包括PM10、沙塵、锍、氯等在內(nèi)的環(huán)境污染是損壞發(fā)動(dòng)機(jī)的主要原因之一，尤其是某些城際間的航線，發(fā)動(dòng)機(jī)損耗極為嚴(yán)重。為此，GE正在嘗試借助新材料與特殊設(shè)計(jì)，為中國(guó)的環(huán)境定制發(fā)動(dòng)機(jī)。

在北美，GE為多家航空公司提供飛行數(shù)據(jù)的監(jiān)控和分析，旨在降低成本，提高發(fā)動(dòng)機(jī)安全性能。不久前，GE航空集團(tuán)也與中國(guó)東方航空達(dá)成協(xié)議，為東航20架波音777-300ER飛機(jī)使用的GE90-115B發(fā)動(dòng)機(jī)提供為期15年的OnPointSM 服務(wù)解決方案，包括維護(hù)、修理及大修服務(wù)。該服務(wù)協(xié)議在合同期內(nèi)的總價(jià)值超過3.5億美元。

除了飛機(jī)的“心臟”發(fā)動(dòng)機(jī)外，霍尼韋爾的工程師唐.貝特曼發(fā)明的開發(fā)增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)（EGPWS），加強(qiáng)GPS定位功能，可在出現(xiàn)可控飛行撞地事故（CFIT）前發(fā)出飛行預(yù)警，成為利用大數(shù)據(jù)推進(jìn)航空安全狀況的范本。

美國(guó)聯(lián)邦航空局規(guī)定，所有渦輪噴氣式飛機(jī)必須配備EGPWS系統(tǒng)?；裟犴f爾航空航天大中華區(qū)客戶商務(wù)總監(jiān)艾青告訴《21CBR》記者，在該系統(tǒng)問世前，各大航空公司年均發(fā)生7-9起可控飛行撞地事故，而在該系統(tǒng)幫助下，上世紀(jì)90年代初這個(gè)數(shù)字已經(jīng)小于1。

艾青解釋說，EGPWS全球數(shù)據(jù)庫(kù)的工作原理就是將整個(gè)地球表面以網(wǎng)格的形式數(shù)字化，尤其是機(jī)場(chǎng)、跑道周圍的地形數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)特定的位置點(diǎn)與高度，匹配飛機(jī)飛行高度、時(shí)速等信息，提供防撞預(yù)警。目前已累積超過6億飛行小時(shí)的全球地形和障礙物數(shù)據(jù)的EGPWS數(shù)據(jù)庫(kù)，每月都會(huì)從各大航空公司、空管局、政府和一些數(shù)據(jù)服務(wù)商那里更新數(shù)據(jù)，以便提供更精準(zhǔn)的服務(wù)。

告別黑匣子？

縱觀人類的百年航天史，每一次技術(shù)突破似乎都有點(diǎn)踏血前行的壯烈。比如與空難事故調(diào)查休戚相關(guān)的黑匣子，其本身的發(fā)明就是因?yàn)椤板缧翘?hào)”空難。

通常所說的黑匣子包括兩部分，記錄25個(gè)小時(shí)內(nèi)主要飛行參數(shù)的飛行數(shù)據(jù)記錄儀，以及飛行事故前120分鐘內(nèi)，駕駛艙內(nèi)所有飛行員的對(duì)話和語音信息，包括在駕駛艙中出現(xiàn)的航電系統(tǒng)傳出的報(bào)警信息。

艾青說：“黑匣子最核心的技術(shù)，一是飛行過程中產(chǎn)生的飛行數(shù)據(jù)和駕駛艙的語音信息，如何被記錄到黑匣子里；二是在出現(xiàn)異常情況或者事故時(shí)，如何確保這些數(shù)據(jù)媒體不會(huì)被破壞?！?/p>

因此，黑匣子的制造就是一場(chǎng)技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)?！拔覀儸F(xiàn)在的黑匣子有著極高的耐壓與密閉性，能夠承受3400G重力加速度的破壞力量，而一個(gè)普通人可能的承受力上限只是10G。因此，黑匣子能承受大概兩萬英尺下，即6000米深海底的壓力而不破壞其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)在1100攝氏度的高溫燃燒下能堅(jiān)持60分鐘不被破壞?！?/p>

艾青坦言，黑匣子的重要性目前尚無任何設(shè)備能夠替代，但從技術(shù)理論角度方面，霍尼韋爾正嘗試多元探索。

今年3月馬航失聯(lián)航班MH370的搜尋中，英國(guó)的衛(wèi)星通信公司Inmarsat用全新的模型分析方法，從航班與衛(wèi)星的最后一次連接信號(hào)中提取了方向、距離等關(guān)鍵信息，確認(rèn)飛機(jī)墜入南印度洋。雖然結(jié)論仍需通過尋找黑匣子及飛機(jī)殘骸來檢驗(yàn)，但這無疑為航空安全以及事故調(diào)查提供了新的思考，未來高效的網(wǎng)絡(luò)連接帶來的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送，或許會(huì)改變空難事故的搜救方式。

“試想在飛行過程中，參數(shù)能夠通過衛(wèi)星或者地面基站無縫傳輸，生產(chǎn)商、航空公司或者空管局都能夠?qū)崟r(shí)掌握飛行狀態(tài)并及時(shí)給予預(yù)警與數(shù)據(jù)記錄，安全等級(jí)會(huì)得到大幅提升?！卑嗾f。

2012年，霍尼韋爾與國(guó)家海事衛(wèi)星組織簽訂GX Aviation Ka波段網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)的研發(fā)與機(jī)載硬件設(shè)備的生產(chǎn)，并將在明年二季度展開測(cè)試。前所未有的網(wǎng)絡(luò)連接速度和帶寬，加上全新的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，有望實(shí)現(xiàn)飛機(jī)航行中完全無盲點(diǎn)的衛(wèi)星連接。

今年5月，霍尼韋爾又與美國(guó)電話電報(bào)公司（AT&T）簽署了一項(xiàng)諒解備忘錄，針對(duì)空中網(wǎng)絡(luò)連接和服務(wù)進(jìn)行深入合作，試圖開發(fā)比衛(wèi)星通訊更低成本的空對(duì)地網(wǎng)絡(luò)連接解決方案，為乘客、機(jī)組人員和駕駛?cè)藛T提供基于4G LTE網(wǎng)絡(luò)的高速上網(wǎng)體驗(yàn)。

“不論何種連接方式，如今的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都讓駕駛艙內(nèi)形成的大量飛行數(shù)據(jù)與塔臺(tái)和航空公司的運(yùn)營(yíng)中心產(chǎn)生實(shí)時(shí)交互成為可能?！卑嗖慌懦W(wǎng)絡(luò)技術(shù)成熟后，會(huì)出現(xiàn)新的行業(yè)變革，譬如降低空難分析中對(duì)黑匣子的依賴程度。

萬億商機(jī)

在所有空難事故中，人為操作失誤原因占了近九成。于是，從霍尼韋爾的科學(xué)家勞倫斯.斯佩里在1914年設(shè)計(jì)出的世界上第一個(gè)自動(dòng)駕駛儀——陀螺穩(wěn)定器開始，飛機(jī)制造商們的每次技術(shù)革新，都試圖將人為因素的影響降到最低。

如今互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)的爆發(fā)，更是讓航空機(jī)器設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)進(jìn)入了智能新紀(jì)元，同時(shí)也催生出傳統(tǒng)航空工業(yè)的巨額商機(jī)。

2012年，GE的一份報(bào)告《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：打破智慧與機(jī)器的邊界》指出，未來15年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將有15萬億美元增長(zhǎng)的機(jī)會(huì)。而在GE推出的多項(xiàng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中，業(yè)務(wù)領(lǐng)域主要集中在航空與醫(yī)療。

同樣看好這一市場(chǎng)的霍尼韋爾則在航空機(jī)載設(shè)備領(lǐng)域下足功夫。目前英國(guó)航空公司為其波音747-400機(jī)隊(duì)配備的霍尼韋爾下一代飛行管理系統(tǒng)（NGFMS），就包含了IntuVue三維氣象雷達(dá)、智能跑道系統(tǒng)、配有SmartTraffic技術(shù)的空中交通防撞系統(tǒng)（TCAS）等，這些都是是基于EGPWS的大數(shù)據(jù)與分析而研發(fā)的新型機(jī)載設(shè)備，能夠幫助英國(guó)航空公司更高效地在最佳海拔高度上規(guī)劃航線，縮短航班規(guī)劃時(shí)間，并減少燃油消耗和碳排放。

事實(shí)上，航空制造業(yè)巨頭們?cè)缇蜎Q心要豪賭這筆關(guān)乎安全的大生意。數(shù)據(jù)顯示，霍尼韋爾在2013年的研發(fā)投入高達(dá)18.04億美元，而GE每年在航空技術(shù)研發(fā)上的投入則高達(dá)20億美元。