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      从波音737MAX失事反思数字化技术应用

      在实现产品的数字化和智能化的过程中应当恪守一条重要底线那就是可靠性和安全性

      时隔不到5个月波音737-MAX8飞机发生两起空难实属罕见

      2019年3月10日上午一架载着149名乘客的波音737-MAX8坠毁在埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴附近包括8名中国公民在内的所有乘客全部罹难令人扼腕痛心这是继去年10月29日印尼狮航空难造成189人罹难的波音737-MAX8客机发生的第二起空难

      时隔不到5个月波音737-MAX8飞机发生两起空难实属罕见而3月4日国航CA983航班波音777-300ER执飞因为火警信息?#25910;ϱ附?#20420;罗斯执行了紧急撤离程序也让乘客虚惊一场

      以往的空难事件一般容易出现在服役多年的老飞机而且往往是在维护水平比较差的穷国飞机失事的概?#26102;?#36739;高而最近接连失事的两架波音7370MAX8型飞机却都是刚刚投入使用的新飞机这两次空难对于整个全球民航界对于波音等全球航?#31449;?#22836;而言都需要深刻反思

      一高度复杂的软件定义产品安全隐患不容忽视

      在波音的产品家族中波音737 MAX是波音737配备新型发动机的衍生机型截止2019年1月波音737MAX系列飞机已经交付350架订单数达到5077架堪称波音目前最受欢迎的机型之一

      如果说波音787集民用客机高科技之大成那么波音737MAX也充分沿用了其数字化技术和理念甚至被称为常青客机的终极进化在飞机系统方面737 MAX进行了一系列改进包括电传扰流板系?#24120;?#20197;改进可靠性减轻重量并缩短降落滑行距离电动引气系?#24120;?#21487;以进一?#25509;?#21270;客舱压力和防冰系?#22330;?#23545;燃油效率也有?#20040;?#26426;载网络系?#24120;?37 MAX将采用一种增强的机载网络系?#24120;?#21253;括数字式飞行数据获取组件eDFDAU和网络文件服务器NFS这些系统可以提供一整套新的能力包括先进的数据收集能力预载飞机软件的机上存储以及实时数据处理

      另据公开的资料显示波音737MAX有着由软件和网络构建的大脑和?#21543;?#32463;传感器和许多硬件的功能都由开放式的软件实现和扩充可以说737MAX和787一样智能?#20445;?#20854;数据处理能力和网络能力有着大幅提升可以为乘客提供更多的娱乐选择还可以提升维护运营效率

      737 MAX采用更加中心化的内置测试设备系?#24120;?#21487;以让维修技师更加方便地获得维修信息而以往飞机的?#25910;?#20449;息要从飞机的前电子舱中才能获得这需要更多的时间与?#36865;?#26102;波音737 MAX进一步增强了连接能力可以在飞行中向地面提供关于飞机系统的实时数据这些设计目的就是让航空公司更容易地做出关于维修维护的运营决策

      全面数字化的新一代客机其优势显而易见

      更佳的能源效率

       更?#30475;?#30340;航电和机载系统

       更透明的飞机健?#24213;?#20917;

       更佳的乘客体验

      然而再?#30475;?#30340;功能再高的燃油经济性再舒?#23454;?#26426;舱环?#24120;?strong>如果存在飞行安全隐患一切都是?#29366;?/strong>在实现产品的数字化和智能化的过程中应当恪守一条重要底线那就是可靠性和安全性

      民航领域的自动驾驶已经普及?#24605;?#21313;年飞机的自动驾驶系统会根据预先设定好的航路全程驾驶飞机甚至完成降落从狮航波音737Max坠机的调查结果来看问题可能就出自飞机的自动驾驶系?#22330;?/strong>

      该型号飞机的自动驾驶系?#25104;?#35745;了一个智能化功能在传感器探测到客机失去升力或气动失速时自动以俯冲方式获得加速但在相关操作手册中对该功能并未做准确描述自动驾驶系统基于错误的信息自动触发了错误的决策并且无法进行人工干预可能是这两次灾难的原因之一自动驾驶系统通过所谓的智能来自动防错结果连摔两架虽然本次调查结论还没出来但是迎角传感器?#25910;系?#33268;飞机向下俯冲仍有重大嫌疑

      二对数字化技术应用几点反思

      众所周知民航飞机是十分复杂的系统之系?#22330;保?#26377;众多的子系?#24120;?#28041;及到机电液软等多个学科现代飞机大量使用了复合材料类似波音737MAX这样的飞机可以说完全是软件定义的智能产品?#20445;?#26377;海量的软件代码也有大量的传感器

      作为新一代的民航客机自动驾驶系统也已经成为标配因此要确保飞机性能的安全性可靠性需要对各种工况各?#21046;?#20505;条件各种负载情况下的飞机运行状态进行大量的实验同时也会广泛应用各?#22336;?#30495;软件来模拟可能出现?#25910;?#38544;患的各?#26234;?#24418;对产品的可靠性进行验证

      这两次波音737MAX飞机坠机事件从数字化技术应用的角度应当引起以下反思

       人机协作而非机器换人

      对于汽车的自动巡航驾驶员一踩刹车就可以解除而对于更加复杂的民航客机而言如果解除了自动驾驶状态则自动驾驶系统应当彻底停止工作完全由驾驶员指挥飞机只保留传感的功能而不能再自动执行也就是说可以把?#25910;?#20449;息传输到仪表盘由驾驶员做出判断而不是自动调整尾翼的姿态日本企业非常强调自働化?#20445;?#23601;是指人机协作不要盲目推进机器换人因此日本企业积极推进Andon系统的应用把产线的?#25910;?#23454;时显示出来由人来进行协作和处理

      智能化技术发展的方向应当是增强人的技能帮助人类提高效率而非替代人

      IBM提出AI的发展方向是Augmented Intelligence或者Assistant Intelligence人工智能技术的发展应该是为人类提供更好的服务辅助人类做出正确的决策

      人工智能的程序可以在某些专业领域超过人类比如下棋图像识别?#25910;?#39044;测等但这并不意味着在实?#23454;?#29983;产和生活中人工智能技术做出的判断能够替代人类在复杂状况下凭借自身的经验甚至?#26412;?#24555;速做出正确判断的能力

      推进DigitalTwin应用不能轻易通过数字化模?#28034;?#21046;实物产品

      当?#22467;Digital Twin数字孪生是企业关注的热?#24682;?#22312;整个产品生命周期之中Digital Twin可以充分利用物理模型传感器运行历史等数据集成多学科多尺度的仿真过程作为虚拟空间中对实体产品的镜像?#25104;?#30456;应的物理实体产品的全生命周期过程

      在航空领域飞机的数字孪生模型与飞机物理产品建立了一对一的?#25104;?#19981;仅包括传统的几?#25991;?#22411;还包括材?#40092;?#24615;生产检验力学分析空气动力健康维护以及试飞等物理实现?#26041;?#25152;反馈的一系列数据

      在Digital Twin可以实现的功能层级中首先是状态显示第二是监测诊断预测第三是加入环?#22330;?#20154;力过程等因素后更有利于分析预测和控制从这两次飞机失事事件来看在将实物飞机的数字孪生叠加到无比复杂的航空飞行环境中如果仅仅根据数字化模型来控制实物产品存在很大的风险一旦出现?#25910;鲜?#25968;字化模型无法纠正外界环境带来的影响或没有完备的人为干预机制自动驾驶系统作出错误的判断并执行控制会造成不可弥补的灾难

      随着数字化技术的深入应用企业在产品生命周期中产生了大量的基于物理的数学的模型如何将它们有效安全并且可靠的?#25104;?strong>如?#38382;沟Digital Twin真正包括产品实时的完整信息比建立Digital Twin本身更为重要在这个过程中企?#24403;?#39035;注重构建Digital Twin的安全防范手段建立基于风险分析的与国内外标准相协调的分级管理制度同时不可忽视人为干预机制在发?#21360;Digital Twin作用的同时不能轻易通过数字化模型来控制实物产品

      回顾人类民航的历史每一次航空安全的进步背后都有多次事故血的教训让我们在缅怀逝者的同时也?#34892;?#27599;一个为了航空安全付出过努力的人正是因为他们让我?#19988;?#28982;热爱飞行同时也希望这两次航空事故让我们能够警醒能够正确理解数字化自动化与智能化技术的局限性在用其长处的同时也要由人类牢牢把握自己发展的未来

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