Как технология цифровых двойников меняет работу авиакомпаний и безопасность

Авиационная промышленность, как и другие отрасли, играет значительную роль в экономике каждой страны. К сожалению, последние годы создали огромные проблемы для этой отрасли, особенно в 2020 и 2021 годах во время кризиса COVID-19. Несомненно, авиационный сегмент пережил резкий спад и понес огромные убытки в размере 168 миллиардов долларов.

Авиационный сектор решил проблемы, приняв цифровую трансформацию в качестве решения. Компании отрасли осознали преимущества инвестиций в новые технологии. Эти инвестиции были направлены на содействие восстановлению и улучшению роста, эффективности и безопасности.

Statista прогнозирует значительный рост инвестиций в технологии и услуги цифровой трансформации. По их прогнозам, ожидается, что инвестиции вырастут примерно с $1,6 трлн в 2022 году до $3,4 трлн к 2026 году. В авиационной отрасли новаторский подход, известный как «Цифровые двойники», стал мощным катализатором для решения различных проблем. В этой статье исследуется концепция цифрового двойника в аэрокосмической отрасли и ее преобразующая роль в авиации.

Что такое цифровой двойник?

Цифровой двойник в аэрокосмической отрасли находится на переднем крае инноваций. Он предполагает создание виртуальной копии, которая отражает физические объекты, процессы или системы. Эта виртуальная модель использует для анализа ввод данных в реальном времени или в прошлом, а также алгоритмы машинного обучения. Моделируя различные сценарии, он позволяет прогнозировать поведение системы. Информация, полученная в результате такого моделирования, удобно представлена ​​через информационные панели, отчеты или инструменты визуализации, что позволяет эффективно принимать решения.

Авиационная отрасль получила большую выгоду от технологии цифровых двойников. Эти преимущества цифрового двойника в аэрокосмической отрасли включают улучшенные возможности прогнозирования, расширенную диагностику, оптимизированное управление автопарком, комплексное управление жизненным циклом и повышение общих эксплуатационных характеристик. Важно отметить, что цифровые двойники особенно ценны в практике технического обслуживания, поскольку они поддерживают плановые, внеплановые, профилактические и профилактические работы по техническому обслуживанию.

Выявляя закономерности и потенциальные проблемы, упреждающее техническое обслуживание позволяет сократить время простоя самолетов и повысить эксплуатационную эффективность. На этапе проектирования дизайнеры могут использовать виртуальную модель самолета цифрового двойника для моделирования различных сценариев и экспериментов с новыми конфигурациями перед физическим созданием прототипов. Такой подход помогает снизить затраты, связанные с физическими испытаниями, и позволяет проводить больше итераций проектирования, стимулируя инновации и оптимизируя процесс проектирования самолетов.

Применение цифровых двойников в аэрокосмической отрасли

Авиационная отрасль полагается на цифровые двойники из-за растущей сложности современных самолетов. Эти технологически продвинутые самолеты оснащены новейшими функциями, такими как авионика, электродистанционные системы и композитные материалы.

Цифровые копии служат бесценным инструментом для мониторинга, анализа и оптимизации общих характеристик современных самолетов. Это эффективное решение эффективно решает проблемы, возникающие в результате этих сложных технологических достижений.

Благодаря использованию виртуальных копий самолетов авиационная отрасль может повысить безопасность и производительность. Внедряя цифровые двойники, инженеры и лица, принимающие решения, активно контролируют и обслуживают самолеты. Такой подход, основанный на данных, эффективно минимизирует риски и одновременно оптимизирует эффективность.

Кроме того, цифровые двойники в аэрокосмической отрасли предлагают комплексное и взаимосвязанное понимание состояния, производительности и эффективности самолетов. Это стало возможным благодаря плавной интеграции данных, собранных с различных датчиков и систем, с помощью Интернета вещей и анализа больших данных. Предоставляя ценную информацию в режиме реального времени, эта информация дает авиакомпаниям и производителям бесценные знания для принятия обоснованных решений и постоянного совершенствования авиационной отрасли.

Цифровые двойники в авиастроении

Цифровые двойники в авиации добились значительных успехов в проектировании самолетов. Эти достижения проложили путь к виртуальному прототипированию, оптимизации аэродинамики, улучшенным структурным усовершенствованиям и более точным методам обслуживания.

Виртуальное прототипирование

Цифровой двойник в аэрокосмической отрасли произвел революцию в процессе проектирования самолетов, заменив трудоемкие физические прототипы. Эти виртуальные копии позволяют инженерам эффективно создавать прототипы и тестировать свои конструкции, используя расширенное моделирование для оценки таких важных аспектов, как взлет, посадка и реакция системы в различных сценариях.

Этот подход обеспечивает быстрые итерации проектирования и сводит к минимуму дорогостоящие модификации на более поздних этапах. В результате это значительно ускоряет общий процесс проектирования и позволяет своевременно разрабатывать новые самолеты.

Улучшенная эффективность и производительность

Топливная эффективность и летно-технические характеристики самолета во многом зависят от аэродинамики. Инженеры имеют возможность использовать цифровые двойники в авиации для моделирования и оптимизации конструкции самолетов с конечной целью достижения максимальной эффективности.

Проводя моделирование, они могут точно определять области высокого сопротивления и турбулентности, что позволяет им вносить точные корректировки, которые уменьшают сопротивление, улучшают форму крыла и улучшают управление воздушным потоком. Это приводит к снижению расхода топлива и выбросов и способствует разработке устойчивых конструкций самолетов, одновременно расширяя границы традиционных методов испытаний.

Поддерживаемая архитектура и экономичные методы контроля

Цифровые двойники играют решающую роль в поддержании структурной целостности самолета. Инженеры полагаются на цифровые двойники для анализа стресса и усталости путем моделирования производственных материалов и компонентов.

Это позволяет им точно оценить производительность в различных условиях и нагрузках. Используя этот подход, основанный на данных, инженеры могут принимать обоснованные решения относительно материалов и производственных процессов. В результате они укрепляют конструкцию, повышают топливную экономичность и снижают эксплуатационные расходы.

Собирая и анализируя данные с датчиков на самолете, становится возможным мониторинг в реальном времени в рамках системы цифровых двойников.

Эта ценная информация затем используется для разработки планов технического обслуживания и раннего выявления потенциальных проблем, минимизации сбоев и оптимизации графиков технического обслуживания. В результате общие затраты на техническое обслуживание сокращаются, поскольку повышается эксплуатационная эффективность процесса технического обслуживания самолетов.

Цифровые двойники в техническом обслуживании авиации

Цифровой двойник в авиации меняет техническое обслуживание самолетов. Благодаря использованию профилактического обслуживания и мониторинга в реальном времени эти цифровые копии играют ключевую роль в сокращении времени простоя, оптимизации процессов диагностики и оптимизации ремонтных работ.

Оптимизированные графики технического обслуживания

Бригады технического обслуживания могут использовать данные цифрового двойника в аэрокосмической отрасли для анализа и оптимизации графиков технического обслуживания. Такой упреждающий подход позволяет им заранее выявлять потенциальные проблемы, позволяя при необходимости оперативно заменять детали. В результате это помогает предотвратить серьезные сбои и обеспечивает бесперебойную готовность самолетов для удовлетворения эксплуатационных требований.

Прогнозируемое обслуживание

Цифровые двойники играют решающую роль в области прогнозного обслуживания. Благодаря этому вы можете использовать данные в реальном времени и передовые алгоритмы искусственного интеллекта для упреждающего выявления потенциальных проблем в системах самолета. Тщательно отслеживая производительность и состояние самолета с помощью цифрового двойника, группы технического обслуживания могут быстро обнаружить признаки деградации компонентов или будущих сбоев.

Такой упреждающий подход значительно снижает риск неожиданных поломок или дорогостоящих сбоев, обеспечивая своевременное и упреждающее обслуживание и ремонт.

Мониторинг в реальном времени

Бригады технического обслуживания имеют возможность удаленно отслеживать и анализировать важные данные о системах и компонентах самолета с помощью цифровых двойников. Эта расширенная функция позволяет осуществлять мониторинг в режиме реального времени, облегчая немедленное реагирование на важные проблемы, обеспечивая мгновенный доступ к диагностической информации.

Быстро выявляя и устраняя основные причины, он обеспечивает эффективное решение проблем. Кроме того, гибкость, позволяющая своевременно вносить коррективы в процедуры технического обслуживания, способствует оптимизации операций, что в конечном итоге повышает общую надежность и эксплуатационную эффективность процессов технического обслуживания самолетов.

Цифровые двойники для повышения производительности и операций

Использование цифровых двойников повышает производительность и производительность самолетов, расширяет возможности пилотов и облегчает удаленный мониторинг для повышения эксплуатационной эффективности.

Оптимизация обучения пилотов и принятия решений

Цифровые двойники — бесценный инструмент для обучения пилотов и принятия решений. Они предоставляют реалистичные и захватывающие авиасимуляторы, позволяющие пилотам отрабатывать различные сценарии и действия в чрезвычайных ситуациях. Эти симуляции улучшают их навыки, уверенность и способность ориентироваться в сложных ситуациях, что оказывается очень полезным.

Кроме того, цифровые двойники предлагают визуализацию данных в реальном времени, что позволяет пилотам принимать обоснованные решения во время полетов. Сюда входит информация о состоянии самолета, погодных условиях, заранее запланированных траекториях полета, что позволяет оперативно реагировать на изменения и обеспечивать безопасные и эффективные полеты.

Оптимизация производительности посредством анализа полетных данных

Авиационные эксперты используют цифровых двойников для анализа обширных полетных данных и оптимизации характеристик самолетов. Они создают виртуальные прототипы самолетов и их систем, внимательно отслеживая различные параметры производительности и данные полета в режиме реального времени. Это позволяет им определить области для улучшения, что приводит к оптимизации расхода топлива, сокращению выбросов и повышению общей эффективности самолета. Используя цифровые двойники для анализа полетных данных, эксперты гарантируют, что самолет будет работать с максимальной производительностью, соблюдая при этом строгие стандарты безопасности.

Читайте также: Возрождение авиационной отрасли, вызванное искусственным интеллектом, в условиях COVID-19

Цифровые двойники в сфере безопасности и соблюдения нормативных требований

В аэрокосмической отрасли цифровые двойники стали важным инструментом повышения безопасности и соблюдения строгих нормативных стандартов. Эксперты в области авиации используют передовое моделирование и анализ рисков для разработки комплексных виртуальных прототипов самолетов. Эти виртуальные модели позволяют оценивать различные сценарии полета, выявлять риски безопасности и реализовывать эффективные стратегии снижения рисков.

Авиационная отрасль придает первостепенное значение соблюдению строгих правовых норм, установленных органами воздушного транспорта во всем мире. В этом отношении цифровые двойники играют решающую роль, помогая отрасли соответствовать этим строгим стандартам соответствия. Функционируя как бесценные активы, они облегчают мониторинг и документирование важных записей технического обслуживания и рабочих параметров. Эта возможность эффективно поддерживает комплексную виртуальную модель полета самолета, гарантируя, что все соответствующие данные будут легко доступны для нормативных целей.

Использование цифровых двойников улучшает процессы обслуживания самолетов, упрощая их и уменьшая количество ошибок. Эта технология позволяет эффективно планировать регулярные проверки, контролировать срок службы компонентов самолета и обеспечивать своевременный ремонт или замену. Принимая такой подход к техническому обслуживанию, авиационный сектор обеспечивает соблюдение требований и способствует повышению безопасности и эксплуатационной надежности.

Реальный цифровой двойник в примерах аэрокосмической отрасли

Цифровые двойники приобрели огромную популярность в авиационной отрасли, что привело к заметным достижениям и практическому внедрению в различных областях деятельности. В авиации цифровые двойники широко используются и доказали свою эффективность в реальных условиях. Вот несколько примеров использования цифровых двойников в авиации, которые демонстрируют, как цифровые двойники применяются в этой отрасли:

Rolls-Royce использует цифровых двойников для мониторинга и обслуживания двигателей

Компания Rolls-Royce, известный игрок в аэрокосмической отрасли, произвела революцию в протоколах отслеживания и технического обслуживания двигателей, используя цифровые двойники. Этот новаторский подход установил новый стандарт для всей отрасли.

Rolls-Royce использует усовершенствованные цифровые двойники в аэрокосмической отрасли, чтобы имитировать поведение своих двигателей. Они внимательно анализируют данные о производительности и прогнозируют потенциальные нарушения или проблемы. Используя данные в реальном времени от встроенных датчиков двигателя, цифровой двойник в авиации действует как система раннего предупреждения. Такой упреждающий подход позволяет Rolls-Royce точно и эффективно планировать задачи по техническому обслуживанию, что приводит к значительному сокращению времени незапланированных простоев, а также повышению надежности и производительности двигателя.

Инженеры Rolls-Royce теперь могут удаленно контролировать и диагностировать работу двигателя благодаря использованию цифровых двойников в авиации. Этот технологический прогресс ускорил обнаружение потенциальных проблем, а также способствовал быстрому и обоснованному принятию решений, обеспечивая бесперебойную работу и оптимальную работу двигателя.

Цифровой двойник безопасности аккумулятора Boeing 787 Dreamliner

Компания Boeing использовала цифрового двойника в авиации для улучшения протоколов безопасности аккумуляторной системы 787 Dreamliner. Этот упреждающий подход демонстрирует замечательный пример управления рисками в авиационной отрасли.

Используя цифровых двойников в случае с Dreamliner, компания Boeing внимательно следила за поведением и производительностью аккумуляторной системы самолета. Это позволило провести анализ в режиме реального времени, быстро выявить потенциальные риски и внести необходимые изменения в конструкцию, эффективно снижая проблемы безопасности, связанные с аккумуляторной системой. Использование такого упреждающего подхода повысило общие стандарты безопасности для самолетов и снизило потенциальные инциденты, связанные с безопасностью.

Включение цифровых двойников в процесс проектирования и разработки имело ряд преимуществ. Инженеры и конструкторы смогли выявить и устранить потенциальные проблемы на раннем этапе, что обеспечило высочайший уровень безопасности в авиационной отрасли. Эта приверженность безопасности является отличительной чертой приверженности Boeing. Кроме того, такие превентивные меры свели к минимуму угрозу безопасности, гарантируя, что окончательный проект будет соответствовать строгим стандартам безопасности. Использование цифровых двойников объясняет, как Boeing использует передовые технологии для более безопасного производства самолетов.

Оптимизация производительности Airbus A350 XWB

Airbus повысил эксплуатационную эффективность своего самолета A350 XWB за счет использования цифровых двойников. Эта инновационная стратегия привела к значительному сокращению потребления топлива и выбросов, тем самым активизируя усилия по устойчивому развитию.

Airbus использует цифровых двойников для непрерывного мониторинга и анализа характеристик своего самолета A350 XWB в режиме реального времени. Собирая данные от различных датчиков и систем, они получают ценную информацию о важнейших эксплуатационных факторах, включая расход топлива, эффективность двигателя и общие характеристики самолета. Этот обширный набор данных помогает Airbus определить области для оптимизации, позволяя принимать обоснованные решения на основе анализа данных для повышения общей производительности.

Airbus использует данные, полученные с помощью цифрового двойника, для стратегического изменения конструкции, эксплуатации и обслуживания своих самолетов. Эти корректировки могут включать уточнение параметров полета, оптимизацию настроек двигателя и улучшение графиков технического обслуживания. В результате значительно сокращаются расход топлива и выбросы, что приводит к повышению эффективности и устойчивости аэрокосмической отрасли.

Airbus повысил эффективность, улучшил производительность и добился значительной экономии средств за счет использования цифровых двойников. Эта технологическая интеграция позволяет принимать обоснованные решения на основе анализа данных.

Будущее цифровых двойников в аэрокосмической отрасли

В настоящее время аэрокосмическая отрасль переживает значительные преобразования. Руководители ВВС все чаще используют технологию цифровых двойников, о чем свидетельствуют результаты недавнего опроса Business Wire. Впечатляющие 75% этих лидеров отрасли выражают уверенность в потенциальных преимуществах, предоставляемых цифровыми двойниками. Используя большие объемы данных из своих существующих предложений, эти руководители рассматривают технологию цифровых двойников в аэрокосмической отрасли как важный инструмент для решения проблем в авиационном секторе.

Результаты опроса показывают, что эти руководители активно внедряют и оценивают технологию цифровых двойников. Значительное количество из них плавно интегрировали эту передовую технологию в свои существующие и будущие продукты и услуги, в то время как другие в основном используют ее для временных испытаний самолетов.

Чтобы продемонстрировать практичность цифровых двойников в аэрокосмической отрасли, Международный аэропорт Ванкувера (YVR) заключил партнерское соглашение с Unity’s Accelerate Solutions. Благодаря этому сотрудничеству они продемонстрировали, как передовой цифровой 3D-двойник YVR в реальном времени эффективно решает проблемы технического обслуживания, устойчивости и безопасности, сводя при этом к минимуму сбои в работе. Предоставляя сотрудникам исторические данные и данные в реальном времени, цифровой двойник YVR позволяет им исследовать различные сценарии и оптимизировать распределение ресурсов. Это идеально согласуется с амбициозной целью аэропорта по достижению нулевых выбросов углекислого газа к 2030 году.

Объединение доверия и практического внедрения в авиационной отрасли предполагает многообещающее будущее для технологии цифровых двойников в аэрокосмической отрасли. Это развитие потенциально может повысить эффективность, устойчивость и создать беспрецедентные впечатления от путешествий.

Нижняя граница

Авиационная отрасль полностью трансформировалась благодаря технологии цифровых двойников. Это революционное нововведение значительно улучшило характеристики, техническое обслуживание и безопасность самолетов, сделав их более эффективными и устойчивыми. Потенциал цифровых двойников в аэрокосмической отрасли для повышения эффективности и устойчивости делает их важнейшим игроком в формировании будущего авиации.

Вы ищете индивидуальные цифровые решения для развития вашего авиационного бизнеса? Не ищите ничего, кроме Appinventiv, вашей надежной компании по разработке авиационного программного обеспечения. Наш опыт в отрасли поможет поднять ваши авиационные технологии на новый уровень.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос. Что такое цифровой двойник в аэрокосмической отрасли?

О. В аэрокосмической отрасли цифровой двойник служит виртуальной копией физического самолета или системы. Он включает в себя данные в реальном времени или исторические данные и играет важную роль в мониторинге, анализе и оптимизации характеристик самолета. Использование цифровых двойников позволяет компаниям повысить операционную эффективность и внедрить улучшенные меры безопасности.

Вопрос. Каков пример цифрового двойника?

А. Rolls-Royce использует технологию цифровых двойников в качестве замечательного примера. Этот инновационный подход позволяет им контролировать работу двигателя, оптимизировать процедуры технического обслуживания и точно предвидеть потенциальные проблемы. Воспроизводя в цифровом виде поведение своих двигателей, Rolls-Royce эффективно планирует задачи по техническому обслуживанию, что приводит к повышению надежности и сокращению времени простоев.

Вопрос. Какую роль цифровой двойник играет в повышении безопасности самолетов?

А. Цифровой двойник в аэрокосмической отрасли играет решающую роль в повышении безопасности воздушных судов за счет сочетания мониторинга в реальном времени и профилактического обслуживания. Он активно выявляет и решает потенциальные проблемы, эффективно предотвращая возникновение критических сбоев.