掌上南航
微信公众号
手机端下载

《南方日报》“南粤工匠”栏目整版报道南航高级工程师刘宇辉

为飞机远程“把脉”的人 他改变了飞机健康管理系统依赖进口的状况 (《南方日报》2016年4月19日A14版)

“绿色代表飞机健康,蓝色代表稍微有些故障,黄色代表问题更严重一点,待会我们就可以判断出它到底出了什么问题,等飞机落地后立马解决”。

4月1日上午,站在南航机务维修控制中心内的广角地图前,刘宇辉对眼前雷达监测到的画面驾轻就熟,“凡是在这个区域活动的飞机,我们都能通过飞机远程诊断实时跟踪系统直观地看到它的‘健康情况’”。

刘宇辉是这套飞机远程诊断实时跟踪系统的研发者,对他来说,研发的例行工作,就是要与海量的原始飞机数据打交道。而“远程”系统不仅改变了以往飞机健康管理系统只能从国外引进的状况,也为我国大客机在机载信息领域的研发提供了有力的指引。


◆研发之路◆ 从改装人员到研发人员

刘宇辉从小就对飞机有着特殊的感情。上世纪60年代,刘宇辉的父亲转业到民航广州白云机场,从事机务工作。1980年,7岁的刘宇辉随母亲也从河南来到了广州。

那是个物资较为匮乏的年代,没有动画片、没有玩具,刘宇辉住在老机场的集体宿舍里,他和小伙伴们最大的乐趣就是看飞机,“停机坪里一直停着一架‘三叉戟’客机、一架安24飞机,每天跟着父亲晨跑就为了看飞机一眼”。

久而久之,只要听到飞机的声音,刘宇辉就能准确说出飞机的型号,“我最喜欢的是波音747的声音,一星期最多看到一架,起飞的时候有尾烟,我们就看着那尾烟直上云霄,场面十分地壮观。”

受生活环境影响,刘宇辉注定要和飞机结缘。1992年,中国南方航空公司成立,开始自主经营,急需大量人才。1996年7月,刘宇辉本科毕业后,顺利进入南航,成为一名机务电子工程师,负责飞机日常的改装工作,需要针对航空公司发来的服务信函进行飞机零部件改装与性能改进。

飞机维护和维修是项严密的系统工程,由质量、工程、维修、航材等不同部门的人员合作完成。

按照传统的机务维修流程,机务人员只能进行“视情”维修,这意味着必须等到落地之后先检查,如果发现飞机有故障再通知相关人员准备航材,这样一来,下一班的旅客难免要面临延误。

2000年,民航业进入迅速发展阶段,南航也开始大批量引进新机型,刘宇辉说,当时南航约有150架飞机,随后就以每年30架的速度递增,传统的机务维修流程难以适应新形势。

那时,国际上只有飞机制造商空客公司有概念类似的故障监控系统,但服务费用极高,按单架飞机每飞行小时计算,如果购买国外的系统,每天光花费在系统上就得将近6万元。

刘宇辉回忆,2000年底,空客公司的商务代表曾来到南航,给南航留了两张宣传图片,简单介绍了这个系统。时任南航机务工程部的领导看后,便找到负责工程电子项目的刘宇辉一起商量。

经过分析,大家一致得出结论:如果南航没有自主的系统,日后势必在这个系统上耗资巨大,且会永远失去主动权,研发“飞机远程诊断实时跟踪系统”的想法由此产生。而有着飞机通讯、导航、记录系统方面的专业功底,还酷爱计算机技术与软件开发的刘宇辉,被列为研发不二人选。

◆开创先河◆ 研发飞机远程诊断系统

“研发飞机远程诊断实时跟踪系统,只能成功,不能失败”,刘宇辉深知,如果任务失败,航空公司将要付出巨大的代价。

如今,刘宇辉将一种机型的远程诊断系统研发出来,通常只需要一年时间。然而,这一工作,在他刚刚着手时,却是困难重重。那时候,刘宇辉手头上只有空客公司留下的几张宣传图,而即便购买其系统,他们也不会提供任何关于系统的详细资料。面对国外的技术封锁,在没有任何经验可供借鉴的情况下,刘宇辉的研发在艰难中起步。

“从哪开始?需要哪些数据?遵守哪些规范?”对参加工作仅4年的刘宇辉来说,困扰他的问题接踵而来,为了找到入门诀窍,他常穿插在可靠性办公室、发动机性能办公室、工程支援现场,与经验丰富的工程师一起实践排除故障,了解一线的迫切需求。

在开发一种全新应用时,大型原始数据的初始化分析是必须经历的过程。从飞行手册到维护手册,刘宇辉查阅了所有飞机运行与维护的相关指导材料,深入研究原始数据、翻阅厚厚的英文材料。把大量数据的人工处理,集中在某几天完成,找到数据规律。

在刘宇辉的努力下,2001年底,基于波音777机型的南航“飞机远程诊断实时跟踪系统”原型基本完成。这意味着,发动机性能监控的工程师和飞行员无需再通过人工录入数据,通过系统就可以自动获取飞机的飞行状态和故障信息。

南航机务工程部机身系统处经理刘建军见证了这一过程。他说,远程系统研发成功后,可以把从飞机上收集到的信息传到地面“诊断”,“就像医院的远程诊病一样,患者在家里把心跳、血压测量好传过去给医生诊断,医生大致知道患者在哪方面出了问题。

“飞机远程诊断实时跟踪系统”的开发有一个循序渐进的过程。每引入一个新的机型,就意味着需要进行新一轮的开发,而即使对同一种机型而言,随着业务需求的不断更新,升级开发也得跟进。

2004年,为了解决波音747飞机数据频繁掉包的问题,刘宇辉在半年时间里,自费往返飞机执管基地深圳十多次。时值盛夏,刘宇辉蹲在没有空调的飞机驾驶舱中调试设备,一干就是好几个小时。2006年4月19日,具有南航自主知识产权的飞机远程诊断实时跟踪系统获得国家知识产权局颁发的《发明专利证书》。这是南航获得的第一项发明专利,属国内首创。

◆永不言弃◆ 推陈出新打破国外垄断

2007年,刘宇辉牵头成立了“机载信息室”,团队8名成员一起负责“远诊”系统的研发。除了研发系统,团队还负责机务工程管理的其他工作。

2011年以来,南航相继引进空中“巨无霸”A380客机和波音B787梦想飞机。这两种庞大的计算机控制系统包含了数百台机载计算机,千余机载软件,故障数据量与种类更为复杂,传输数据的规范也与传统机型截然不同。

刘宇辉带领团队,克服种种困难,查阅大量的资料,仔细推敲、反复论证。在他们的努力下,这两种飞机的远程诊断系统模块相继研发成功。

系统的不断完善,不仅省下了使用波音空客自有监控系统每年几十万美元的服务费,从一定程度上来说,也对我国大客机在机载信息领域的研发提供了指引。

刘宇辉讲了一个故事。2010年,中国商飞公司为了支持大客机工作,先后派送了10余名工程师来向刘宇辉团队取经,他们毫无保留地将系统的知识传授给商飞。2015年11月2日,中国自主研制的C919大型客机首架机从中国商飞公司总装下线,这批工程师在大客机机载信息领域的研发方面起了重要作用。

从以往飞机只能回到地面才能维修,到飞机上天就能判断其是否有故障的维修,再到如今通过趋势判断就能预测性的维修,机务维修的流程除了关键技术上的突破,还实现了许多独创性的开发。与之相对应的,则是20多年来民航业快速的电子化和信息化历程。刘宇辉说,南航是民航业内首家自主研发远程系统的企业,而至今也只有南航有这一套完善的系统,其他企业大部分还得从国外购买系统。

不过,国外飞机制造商的技术封锁仍在持续,而刘宇辉团队要做的就是不断突破,“只有中国真正强大了,成为真正的‘航空强国’,占领了行业制高点,才能摆脱‘受制于人’的困境”。

近期,刘宇辉的团队已研发出内置全新的787模块,又一次打破国外飞机制造商在此系统上的垄断,“在未来,远诊系统亦会兼容包括C919国产大飞机在内的机型,践行‘中国制造2025’”。

关注与订阅