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作者与机构、发表时间与期刊
本文由Martin Raming、Hazen Sedgwick、Luciano Smith和Dr. Paul Clark撰写，他们分别隶属于Southwest Research Institute（西南研究所）和美国空军（United States Air Force, USAF）。该研究发表于2023年6月在荷兰代尔夫特举行的第31届ICAF（国际航空疲劳与结构完整性委员会，International Committee on Aeronautical Fatigue and Structural Integrity）研讨会上。

主题与背景
本文探讨了A-10攻击机如何通过数字化线程（Digital Thread）技术实现预测性维护（Prognostics），以优化其生命周期管理。A-10是美国空军的标志性近距空中支援（Close-Air Support, CAS）飞机，自1976年开始服役。由于其设计寿命为6000飞行小时，而实际使用已超过这一限制，因此需要进行结构完整性管理（Aircraft Structural Integrity Program, ASIP）来延长其使用寿命。然而，传统的纸质记录方式导致数据分散且难以利用，阻碍了对飞机结构健康的有效评估。为了应对这些挑战，A-10团队引入了数字化线程技术，旨在通过整合实时数据和历史数据，提供全面的结构健康监测与预测能力。

主要观点及支持内容

1. 数字化线程的实施背景与必要性
A-10的结构完整性管理面临多重挑战，包括原始制造数据的纸质化、维修数据的分散存储以及组件序列号跟踪的不一致性。这些问题使得ASIP工程师在获取关键数据时耗费大量时间和资源。例如，在早期阶段，疲劳损伤数据的收集依赖于纸质日志，数据从记录到交付通常需要7至9个月的时间。这种延迟不仅削弱了数据的实际价值，还导致维护人员对其重要性缺乏认识。因此，引入数字化线程成为解决这些问题的关键。数字化线程不仅能够实时捕获数据，还能通过统一平台整合不同来源的数据，从而提升数据质量和可用性。

2. 数字化线程的技术架构与工具
A-10团队采用了多种软件和工具来构建数字化线程的核心架构。其中，TeamCenter被选作产品生命周期管理（Product Lifecycle Management, PLM）的主要平台，用于存储和管理所有必要的数字产品数据。此外，NLign Analytics平台被用来分析和处理飞机制造与维护数据，并通过3D环境展示数据点的空间分布。NLign的应用程序NCheck进一步简化了数据录入过程，减少了培训需求并提高了现场维护人员的参与度。通过软集成（Soft Integration），NLign还与其他系统（如TeamCenter、IMPRESA和PDMSS）实现了数据同步，从而确保了数据流的连续性和一致性。

3. 数据模型的设计与应用
为了支持预测性维护，A-10团队开发了一个多层次的数据模型，用于捕获和分析与疲劳损伤、腐蚀和其他维护活动相关的数据。该模型的核心在于为每种数据类型定义明确的结构和上下文关系。例如，疲劳损伤数据需要包含损伤类型、位置、方向、材料层和检测方法等五个主要属性。此外，通过将数据点映射到3D模型上，可以直观地识别热点区域（Hotspots），从而帮助工程师制定更精准的维护计划。为了确保数据质量，A-10团队还配备了两名全职数据分析师和一名工程技术人员，负责数据结构的开发与维护以及数据输入的质量控制。

4. 智能工具的引入与未来展望
智能工具（Smart Tools）是A-10数字化线程未来发展的重要方向之一。这些工具通过连接到数字化线程，能够读取指导信息并记录使用上下文，从而显著减少手动数据录入的负担。目前，A-10正在试点一种冷加工工具（Coldworking Tool），用于中心翼板的疲劳损伤分析。该工具能够生成操作位置和拉伸压力的数字档案，从而验证冷加工孔的效果。未来，A-10还计划将智能工具扩展到其他领域，如涡流检测（Eddy-Current Inspection），以进一步提高数据采集的效率和准确性。

5. 实施过程中的挑战与经验教训
尽管数字化线程带来了显著的好处，但其实施过程中也遇到了许多挑战。首先，硬件设备的不足限制了现场数据的采集，特别是在网络连接不稳定的情况下。其次，文化变革成为最大的障碍之一。许多车间员工习惯于传统的工作方式，对新技术的接受度较低。为此，领导层的积极参与和支持显得尤为重要。此外，频繁的人员变动也增加了知识传递的难度。为了解决这些问题，A-10团队不断优化工具设计，并加强培训和技术支持。

论文的意义与价值
本文详细介绍了A-10团队如何通过数字化线程技术实现预测性维护，为其他老旧飞机的生命周期管理提供了宝贵的参考。数字化线程不仅显著提高了数据质量和可用性，还为工程师提供了全面的结构健康评估能力，从而实现了更高效、更具针对性的维护策略。这不仅降低了维护成本，还延长了飞机的使用寿命。此外，本文还强调了在实施数字化转型过程中可能遇到的挑战及其解决方案，为其他类似项目提供了重要的经验借鉴。这项研究展示了数字化工程技术在未来航空器维护领域的巨大潜力，具有重要的科学价值和应用前景。