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传感器与灵敏度:GE应用程序正在改变行业

  2011年夏末的一天,一名妇女在曼哈顿西侧高速公路上骑着自行车。一个行人漫步走入她的行车路线,她猛地调转车把进行避让,撞坏了自行车,并且右侧的股四头肌狠狠地撞了一下。两天后,她惊恐地发现自己的腿从膝盖以下肿胀起来。她急忙去看医生,医生立刻让她做超声波来检查起因,然后她跛着脚回家等待结果。三天后,医生带来了好消息:放射检查未发现血块或血管损伤的证据。同时,医生叮嘱她冰敷伤口并抬高伤腿。

  

 

  如果那起事故发生在今天,在GE全身超声机LOGIQ E10的帮助下,这名女子可能在当天就能对伤情得到全部确认。LOGIQ E10是一种由人工智能技术和先进算法提供支持的超声波系统,可以生成高品质图像,并立即安全地将其上传至云端以供查看。

  医疗行业只是GE数字化业务取得成功的一个领域。航空、能源和运输客户也从数据和分析的智能耦合中受益。GE于2011年开始进入数字领域,在加州圣拉蒙投资超过10亿美元并建造新的数字总部,与硅谷隔海相望。GE数字集团目前在全球拥有4,000名员工,并与爱克斯龙、英国石油和Invenergy等客户合作。去年,该部门获得了52亿美元的订单。

  “几年前,数字工业公司的概念还只是一个想法——没有先例或范本可循,”GE数字集团首席执行官鲁威廉表示,“今天,这成为了现实。”

  

 

  顶图:NYPA总裁Gil Quiniones表示,公司数字中心于12月成立后,已经帮助公司节省了300万美元,预计未来十年将累计节省10亿美元。图片来源:Tomas Kellner为GE Reports供图。上图:GE德克萨斯州沃思堡工厂的工人正在为老化的机车进行极致数字化改造。大修包括为一些装置配备传感器,用于测量发动机温度、振动及其他参数,并搭载数字系统,用于处理所收集的数据。图片来源:GE运输系统集团。

  GE最早的数字应用领域之一是铁路业务。对于许多人来说,“机车”这个词可能会让人联想到老式的工业元素——冷钢、柴油和蛮力——但GE正在为这些庞然大物注入现代技术,帮助火车更高效地从A地到达B地,在阿拉巴马州、安哥拉、澳大利亚以及世界其他地方都已经收效显著。

  例如,GE德克萨斯州沃思堡工厂的工人正在为老化的机车进行极致数字化改造。大修包括为一些装置配备传感器,用于测量发动机温度、振动及其他参数,并搭载数字系统,用于处理所收集的数据。这使得工程师能够在GE运输系统集团四个数字服务中心(分别位于沃思堡、宾夕法尼亚州伊利、巴西和哈萨克斯坦)的其中之一工作,为远至撒哈拉以南非洲的客户提供针对约17,000台机车的实时监控、跟踪和故障排除服务。来自全球近30家客户的2,000多台机车已经接受过类似的GE大修。仅去年,沃思堡的GE运输系统团队就已经完成了170台机器的优化,并且还有来自诺福克南方铁路公司和加拿大太平洋铁路等大型铁路运营商的大约1,000多份订单。

  列车长度和重量、轨道等级和车况以及驾驶员行为等因素会影响货运的速度和效率。名为Trip Optimizer(TO,列车运行优化系统)的机载数字控制系统使得我们不再需要靠大量的猜测进行作业。TO功能与飞机的自动驾驶仪非常相似——了解列车的特性,监控速度、车轮滑移、发动机运行状况、铁轨质量和风效应等详细情况,建立最佳行程概况,然后自动调节油门和动态制动,从而限制燃油消耗。过去,驾驶员根据自己的知识储备和直觉做出此类决策,导致不同驾驶员在速度和执行方面存在差异。“过去由驾驶员决定何时开足油门或收油门,而驾驶员的决策是基于他们的直觉和经验,”中心技术支持专家Gretchen Hosler表示,“TO能够在后台高效运行这些算法并提出‘你应该加速,减速’等建议,实际上该系统会自动完成这一系列操作。”

  

 

  可再生能源的波动会使运营商在管理电力负荷和需求方面效率低下。这是一款名为Dispatch Optimizer(调度优化器)的GE应用程序可以发挥作用的地方。图片来源:GE可再生能源。

  因此,列车能够按时运行,减少燃料消耗,同时减少3%到17%的排放。一旦列车到达目的地,GE的Yard Planner(站场规划程序)会分析铁路站场容量、入站和出站调度以及其他变量,以确保交通顺畅,准时运行。这些应用程序共同节省了大量成本。GE表示,减少仅1%的停站等待时间即可节省22亿美元,而速度每提高1英里/小时可节省25亿美元。

  软件也正在改变能源领域,从纽约到加利福尼亚再到墨西哥和全球其他地方,都是如此。例如,GE应用程序正在帮助美国最大的国家公用事业公司发展成为世界上第一个数字公用事业公司。纽约电力管理局在怀特普莱恩斯新建的“任务控制”中心是一个占地25,000平方英尺的数字宝库。该中心收集并处理来自NYPA的16家工厂及其传输网络的千兆字节数据。一个81英尺的视频墙显示了来自众多应用程序的分析结果:资产绩效管理(APM)应用程序使用来自工厂设备的数据来预测潜在问题,并在破坏性最小时推荐进行维护工作;一个应用程序用于监控NYPA海底电力线附近的船只交通;另一个名为NY Energy Manager的应用程序负责评估11,000栋建筑物和设备的数据,并为客户确定节省成本的策略。该系统还允许NYPA建立“数字双胞胎”——其设备的模拟状态,可以在出现任何需要仔细观察的异常读数时向NYPA发出预警。凭借数字双胞胎,运营商还能对各种情景和结果进行建模。

  NYPA总裁Gil Quiniones表示,数字中心于12月成立后,已经帮助公司节省了300万美元,预计未来十年将累计节省10亿美元。

  各类应用程序不仅帮助客户充分利用传统电源,而且对我们管理可再生能源的方式也变得至关重要。太阳能在阳光明媚的加利福尼亚越来越受欢迎,但有一个问题:太阳能电池板在上学和上班时间提供该州的大部分能源,而此时能源需求较低。当太阳落山,人们结束一天的工作回到家中,打开电灯并启动空调时,发电厂必须迅速增加化石燃料燃烧来满足需求,避免停电。

  可再生能源的波动会使运营商在管理电力负荷和需求方面效率低下。这就是一款名为Dispatch Optimizer(调度优化器)的GE应用程序可以发挥作用的地方。该应用程序使得电厂运营商可以监控其工厂和电网内发生的情况,还有助于运营商进行优化操作。这意味着当需求增加,电力成本上涨(能源交易商也可以有效利用这一信息)时,运营商知道应启动燃气轮机为工厂供电。相反,当需求和价格下降时,他们可以减轻涡轮机的压力,减少磨损。GE全球研发控制工程师Justin John表示,该应用程序可为一座800兆瓦的发电厂每年带来150万美元的额外收入。

  数据驱动的洞察力也延长了机器的寿命。位于墨西哥华雷斯城的一个名为Norte III的新型联合循环发电厂将依靠GE的APM工具将其涡轮机保持在最佳状态,以便为150万居民提供电力。基于Predix的应用程序将从Norte III工厂的设备收集数据,进行分析,预测潜在问题,并建议何时最适合执行维护,以减少停机时间。

  GE软件还能够在空中运行。在德克萨斯州和伦敦之间的一次飞行中,一架飞机将产生多达3000万个数据点,再乘以整个机群,您就可以明白为什么航空公司渴望有一款软件能够解读海量数据。以亚航为例,这家快速发展的航空公司最近与GE签署了一项为期四年的协议,对其飞机和系统进行全面数字化。该项目的两个关键组成部分是名为FlightPulse和电子飞行运营质量保证(eFOQA)的应用程序。FlightPulse是GE针对飞行员推出的移动数据和分析软件,可将飞行数据与机组调度相结合。

  该应用程序始于GE和澳洲航空之间的一次合作,可向飞行员展示他们的航线上每个航班的数据,包括节省燃油和提高燃油效率的区域。“FlightPulse是飞行员为飞行员设计的,”澳洲航空机群运营负责人、机长Mike Galvin告诉GE Reports,“它以非常直观的方式为飞行员提供飞行数据,使他们能够直接了解不同飞行阶段使用的燃料量以及如何帮助减少碳排放。”

  eFOQA是一项基于云的服务,为FlightPulse提供了额外补充,该应用可提供全机群信compile息,数据科学家可以对这些信息进行切片、切块和编译,以研究整个航空公司的各个方面。这些工具共同致力于帮助飞行员做出更明智的燃料使用和安全决策,并为航空公司提供更加平稳高效运行所需的洞察力。亚航预计这种数字化运行能够有效降低1%的燃料成本,这将节省数百万美元——更不用说由此减少的排放量了。

  与其他行业一样,GE的数字双胞胎(已经有120万人在该领域工作)和APM(工业软件的婴儿阿司匹林)能够帮助航空公司监控机群的健康状况和运行效率,安排最佳维护时间,让飞机保持更长的使用寿命。

  鲁威廉表示,毫无疑问,数字化为GE的客户提供了巨大帮助,但数字化的作用不仅于此。“数字化能够提供一种全新方式,为全世界提供动力,治愈病人,发展经济,安全有效地运送人员和货物。”

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