飞机零部件管理中生命周期数据的作用

这个详尽的过程，被称为管理生命周期数据，涵盖了部件可用生命期间捕获的所有信息：设计规格、原材料、制造过程、运行历史、维护周期，以及其最终的退役和处置。

随着航空业面临越来越大的压力，需要变得更加可持续和数据驱动，生命周期思维已成为一种竞争必需。

航空技术研究所（ATI）等组织强调，航空业的环境责任取决于理解并采取行动，以应对飞机部件完整生命周期的影响。这不仅仅是在飞行期间追踪排放；它还包括了铝材和碳纤维增强塑料（CFRP）等材料的能源消耗、生产过程中的排放，以及这些部件在结束飞行后能否轻松回收利用（）。

在监管和经济压力下，生命周期数据的作用也在扩大。国际民航组织、欧盟绿色协议和航线2050目标正推动飞机制造商和运营商在飞机整个存在期间减少排放、噪音和材料浪费（，，）。

生命周期智能通过将每个螺栓、轴承和支架转变为已知数量并具有可衡量的足迹，帮助实现这些目标。

为什么数据生命周期比以往任何时候都更重要

飞机是昂贵的庞大系统，包含数以万计的零件，所有这些都受到监管机构、金融家和乘客的严格审查。

大多数零件管理系统都有限制，主要关注物流而非使用寿命。但随着车队老化和环境目标的加强，这种思维方式已不再适用。

生命周期数据改变了游戏规则。它使操作者能够在它们使飞机停飞之前，模拟替换品的环境影响，并基于总生命周期成本而非仅仅是前期价格来做出选择。

例如，碳纤维部件的制造成本可能更高，但如果它们能减轻重量，从长远来看就能节省燃料。知道何时这种权衡对你有利是一个数据问题——也是一个巨大的机遇（）。

此外，生命周期数据对于可持续性审计和法规遵从至关重要。正如ATI所指出的，排放并非仅来自引擎——它们始于工厂。数据生命周期管理使航空公司能够追踪每个部件的CO₂和NOx足迹，证明其可持续性声明，并参与循环经济倡议，如部件重用和回收。

如何利用生命周期数据做出更明智的维修决策

传统上，飞机维修遵循严格的时间表或反应式修理协议。但随着数据生命周期管理，现在可以实现更智能的，这改变了行业从“坏了再修”到防止故障的模式。

准确了解零件的制造方式、包含的材料、所承受的应力负荷以及其维修历史，可以让（维护、修理和大修）团队做出更明智的决策。

例如，由NCF碳纤维制成的复合板在相同条件下可能会显示出与由编织纤维制成的板不同的磨损模式。生命周期数据提供了调整检查间隔、优先考虑主动更换以及减少计划外停机时间的证据。

It also lets operators track the environmental cost of MRO activities. According to the ATI, MRO processes can be energy- and resource-intensive, often involving hazardous materials (). By linking maintenance records with lifecycle data, operators can evaluate not just cost and performance, but the sustainability impact of repair versus replace decisions. This insight is critical for achieving circularity targets and reducing aviation’s carbon footprint.

从摇篮到坟墓的全程跟踪的可持续性回报

飞机零件在退役后并不会消失——但关于它们的材料成分、环境影响以及潜在的可回收性的数据往往会。这种差距会产生真正的后果。

根据ATI和克兰菲尔德大学的生命周期评估研究，零件的制造和处置方式在航空业的气候负担中起着重要作用（）。

生命周期数据使组织能够评估零件是否可以翻新、重复使用或回收。例如，碳纤维增强塑料（CFRP）部件在使用中轻质且节油，但生产过程可能对环境造成重大损害，并且难以回收。了解复合材料类型（例如，热塑性与热固性）、所用树脂以及制造过程（预浸料、注射成型等），可以让操作者选择适当的生命周期终点路径，如热解或机械回收（）。

这种洞察力将可持续性从一个抽象的目标转变为一个战术优势。拥有数据后，零部件管理者可以根据材料的总生命周期影响来选择材料，而不仅仅是基于强度和重量，包括如果零部件被回收而不是填埋，将避免多少排放。

数字孪生如何扩展生命周期数据的价值

生命周期数据并非静态不变。随着飞机部件的使用、飞行、磨损和维护，这些数据会变得更加丰富。数字孪生，即物理组件的虚拟副本，利用这一持续的数据流来模拟、跟踪并实时预测性能（）。

当与嵌入式传感器和物联网数据源配对时，数字孪生可以在物理迹象出现之前，提醒操作员注意即将到来的疲劳或环境压力。例如，一个引擎叶片在其整个生命周期中——从合金选择到当前的热暴露——都可以在各种飞行场景下进行虚拟应力测试。这样的洞察帮助技术人员精确发现早期故障，完善维修、保养和检修(MRO)的时间表，并减少检查时间。

Moreover, digital twins offer a pathway to broader sustainability modeling. Operators integrating environmental data can run simulations for performance and carbon reduction. The ATI has highlighted this as a crucial next step in reducing lifecycle emissions across the fleet, especially as new propulsion systems and materials like hydrogen and CFRPs enter the market.

为什么循环经济努力需要生命周期可追溯性

航空部门向循环经济的转变取决于一个因素：可追溯性。如果不知道零件的来源、构成以及使用方式，就没有可扩展的方法来负责任地回收、再制造或重新利用飞机部件。

欧盟的PAMELA项目（飞机终生管理的先进过程）表明，当系统地拆解并完全数据可视化时，多达95%的飞机材料可以被回收（）。

然而在大多数现行系统中，生命周期记录在几个供应商、运营商和原始设备制造商之间是分散的。这种碎片化使得难以隔离危险物质、识别可重复使用的组件，或者将回收的部件与新的认证标准相匹配。

生命周期数据通过充当每个组件的“数字护照”来解决这个问题。有了它，拆解团队可以安全地拆卸飞机，将有价值的合金与有害废物分开，并将可用的复合材料转移到新的应用中。

回收的零件可以放心地重新投放市场，而不会影响安全性或可持续性。

在零部件采购和供应商策略中进行生命周期评估的理由

生命周期评估（LCA）是航空采购的一个战略性部分。购买的每个部件都会影响燃油消耗、维护频率和最终的处置成本。LCA为采购团队提供了长远视角：从原材料提取到寿命终结的排放、能源使用和环境影响。

克兰菲尔德大学的一项研究比较了铝和碳纤维增强聚合物（CFRP）机翼表皮板，这一点得到了深刻的体现（）。

尽管铝材由于其高效的可回收性而具有较低的制造足迹，但一旦考虑到其较高重量带来的运营燃料负担，它就变得对环境更加有害。通过优化纤维和树脂组合以及适当的回收，碳纤维增强塑料（CFRP）在整个生命周期的二氧化碳排放上胜过铝材，尽管其制造过程更耗能。

将生命周期评估（LCA）数据纳入供应商决策的采购团队可以避免短视的权衡，并满足日益增长的压力，以证明其整个供应链的碳中和。

标准化和建模工具以统一生命周期努力

生命周期数据只有在标准化和建模后，才能使生态系统中的各方利益相关者理解和使用。在这里，像航空航天技术研究所的环境建模框架这样的工具就显得尤为重要（）。

ATI正在投资全飞机数据生命周期管理工具，以评估CO₂、NOₓ凝迹形成、水蒸气、噪音和可回收性。这些工具允许更好地进行不同技术、机队组合和燃料类型的并排比较。它们还有助于识别在研发中的投资将在碳减排方面带来最高回报的领域。

如果没有这种标准化，就很难进行基准测试或预测。一个OEM的“可回收”声明可能指的是铝制组件，而另一个可能指的是再加工的热塑性塑料。统一的框架和生命周期定义确保从零件设计师到拆解人员，每个人都在使用相同的语言。

随着全球性努力，如国际民航组织的CORSIA和欧盟的排放交易体系对航空业的日益严格，拥有这些共享工具对于遵守规定和保持竞争力是必要的（，）。

为什么生命周期终点建模不再是可选的

几十年来，飞机寿命终点（EoL）一直是航空业的盲点。退役飞机被存放、拆卸零件或出售——往往几乎没有什么监管。但这种情况正在迅速改变。随着像CFRP这样的材料在飞机设计中变得主导，安全、经济、可持续地退役飞机的挑战已变得不容忽视（）。

由欧盟资助的PAMELA项目证明，通过适当的处理过程，多达95%的飞机部件可以被重复使用、回收或者回收利用，远超过通常实现的60%（）。

该项目创建了全规模的产品生命周期终端试验，并为拆卸、材料分离和可追溯性提出了新的欧盟标准。它还解决了非法二手零件市场的安全风险和环境危险的拆解方法。

When parts managers and OEMs incorporate EoL modeling into their decision-making, they can cut waste, reclaim valuable materials, and prevent further downstream environmental harm.

数据挑战在生命周期跟踪中（以及数字孪生为何有助于此）

获得有意义的生命周期洞察的最大障碍之一是杂乱无章、不完整或不一致的数据。由于空域系统的碎片化、MRO中的手工记录以及黑箱供应商网络，许多飞机部件缺乏完整的、可追溯的生命周期记录。

在这里，数字孪生技术至关重要。通过创建一个物理组件的数字表示，包括其材料、能源使用、维护历史和操作条件，利益相关者可以获得宝贵的洞察。

ATI指出，数字孪生技术越来越多地被用于优化制造过程、减少报废和减少返工（）。但它们的影响并不仅限于工厂车间。

数字孪生技术也可以帮助识别接近环境寿命终点的部件，标记能源效率低下的设计，或指导修复与更换的决策。在拆解时，数字孪生提供了一个清晰的地图，表明哪些部分是可回收的、可回收利用的或有害的，使得回收操作更快速、更安全。

数字孪生技术正日益成为连接物理世界和可追溯系统的必要桥梁。

当轻量化并非总是更环保：碳纤维增强塑料的悖论

碳纤维增强聚合物（CFRPs）长期以来一直是航空业的宠儿：它们坚固、轻便，并且大幅提高了燃油效率。

但这对环境来说并非完全是好事。根据2024年的一项比较生命周期评估（LCA），与铝材相比，碳纤维增强塑料（CFRP）在制造和处置阶段往往对环境有更大的影响（）。

生产CFRP是能源密集型的，特别是在使用预浸料或基于PAN的碳纤维时。回收热固性CFRP也很复杂，通常需要热解或溶剂解过程，这些过程仍在发展中，远未普遍实施。

研究发现，尽管CFRP在飞机的使用寿命中因节省燃料而优于铝材，但只有在飞行约30万公里后，它们才成为更好的环保选择。

这强调了零件经理和可持续性负责人的一个关键点：材料选择决策必须考虑到整个生命周期，包括制造能源、可回收性和排放节省阈值，而不仅仅是运营效率。更好的燃油经济性并不总是对环境更好。

如何通过数据生命周期建模改善需求预测和库存策略

生命周期数据还可以帮助零件经理更加严格、智能地运营。有了对不同材料和组件的预期寿命、故障点和寿命终点曲线进行建模的能力，库存预测就从被动反应转变为主动预测。

例如，ATI的可持续性路线图鼓励将整个生命周期的工程数据与需求计划系统集成。如果操作员知道某批CFRP面板因在某些纬度的紫外线照射而退化得更快，他们可以预测这些地区更高的更换需求。或者，如果某个零件在达到一定飞行小时数阈值后，其生命周期末期排放足迹激增，操作员可能会选择提前退役和回收，从而塑造未来的需求。

将生命周期数据整合到MRO和供应链系统中，可以让团队更有策略地订购，减少库存过剩，并达成碳减排目标。这种考虑生命周期的预测是航空零部件策略的新优势。

混乱中期：在技术转变中管理库存

New technologies—hydrogen fuel cells, battery-electric systems, hybrid powertrains—are pushing aviation toward net zero.

但对于零件经理来说，他们引入了一个尴尬的过渡阶段，在这个阶段传统的煤油基系统仍然占主导地位，即使下一代平台正在慢慢获得认可。在这个过渡期间管理库存是一个高风险的平衡行为（）。

根据航空航天技术研究所（ATI）的说法，由于能量密度的限制，电池动力飞机在可预见的未来可能仅限于短途和城市空中交通应用。氢能虽然对区域航线有前景，但需要完全不同的燃料储存、处理和机身集成。

这意味着供应链必须同时支持遗留系统、混合配置和实验平台。生命周期数据在这里变得至关重要，它不仅可以帮助预测零件何时会磨损，还能预测零件何时会变得过时。

在这种混乱的中间阶段，成功的零件管理意味着要兼顾两面，优化当前的库存的同时，也为明天不断变化的库存需求做好规划。

运营数据：生命周期洞察与现实世界行动之间的桥梁

生命周期数据非常有力，但补充的运营数据使其可操作。了解组件的全部环境影响是解决问题的一半。操作员还需要实时了解这些部件在实际飞行条件下的性能，以及这些使用模式如何影响可持续性目标。

生命周期数据告诉您理论上的影响。操作数据在具体情境中证明或反驳了这一点。

数据生命周期管理如何重塑（MRO）

维护、修理和大修是飞机零件生命周期中最耗资源的阶段之一。这也是最缺乏数据的阶段——直到最近。

从历史上看，MRO决策是基于常规计划、过去的故障或OEM的建议。但随着生命周期数据变得更加丰富和集成，MRO正在被重新定义为一个以精准驱动、以可持续性为焦点的学科。

以生命周期为依据的MRO意味着使用嵌入式传感器、预测性分析和性能跟踪，在安全的情况下延长零件寿命，并在零件成为负担之前进行更换。

这减少了不必要的浪费，同时提高了安全性和飞机的正常运行时间。无损检测技术和数字孪生已经通过揭示微疲劳和早期退化迹象而无需拆解飞机，使这种转变成为可能。

MRO活动不仅仅是一个成本损失中心，而且是排放和物料回收的控制点。

为什么生命周期数据是航空业中最未被充分利用的资产

尽管生命周期数据蕴含巨大潜力，但航空业几乎尚未开始利用这一战略资产。在每一个阶段——从采购到寿命终结——全面的生命周期可视性帮助航空公司、维修组织、原始设备制造商和租赁公司做出更好的决策。然而，数据往往分散在纸质记录、孤立系统和不适合实时分析或协作的传统平台上。

许多公司可能会发现，在一个拥有众多承包商、分包商和子分包商的全球供应链中，实现完全透明度是一项繁重的任务，如果不是几乎不可能完成的壮举。此外，许多做法不够道德，任何透明化的表面处理都可能引发重大后果。

合规成本高昂，无论是用金钱还是公众舆论来衡量。然而，这种观点是短视的，暴露了一个错失的机会。

关于生产的全部数据，以及生产地点和方式，使航空公司能够根据承包商质量、飞行性能或者在零件不再适航后的拆解或回收成本，做出更明智、更具成本效益的决策，决定他们购买（或不购买）什么。

准确的生命周期数据还可以改善预测性维护，降低整体的维修、保养和大修（MRO）成本，并且可以指导购买决策，权衡燃油效率与资产转售价值。

全面循环和供应链透明度的转变是不可避免的，抵制变革的潮流就像是在原地踏水。可持续性目标正在加强，它们正成为航空航天领域长期韧性的基本条件。

A company’s ability to fully trace parts and components, from production to disposal, will be the difference between consumer confidence and compliance and fines and obsolescence.

Existing sustainability goals are already getting greener. Both the ICAO and EU are working toward tighter reporting around emissions and end-of-life outcomes, while OEMs face increasing pressure to design for recyclability.

For industry players still managing parts data with spreadsheets, legacy software stacks, and disconnected ERPs, it’s time for a mindset shift. Lifecycle data is becoming an operational compass, an ESG ledger, and a competitive advantage rolled into one.

Those who master it will meet rising demands long before competitors, and lead the industry's next era.

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