航空業(yè)處于創(chuàng)新前沿。民用航空業(yè)為了克服業(yè)內(nèi)最大挑戰(zhàn)，正積極采用新技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換。航空公司、MRO和其他相關(guān)方正在不斷尋求可對(duì)運(yùn)營(yíng)流程進(jìn)行重大改進(jìn)的技術(shù)，盡管這些技術(shù)可能處于生命周期的起始階段，但民用航空業(yè)已充分意識(shí)到這些技術(shù)將帶來(lái)的好處。
當(dāng)前，盡管飛機(jī)使用壽命越來(lái)越長(zhǎng)、發(fā)動(dòng)機(jī)更加耐用、維修技術(shù)也出現(xiàn)了創(chuàng)新，但維修費(fèi)用卻在持續(xù)增加。事實(shí)上，航空公司用于維修的費(fèi)用比燃油或機(jī)組人員的費(fèi)用更多。對(duì)航空公司來(lái)說(shuō)，降低飛機(jī)維護(hù)、維修和大修費(fèi)用是亟需解決的問(wèn)題，也是保持飛機(jī)正常運(yùn)營(yíng)所必需的。針對(duì)民用航空維修面臨的挑戰(zhàn)，全球領(lǐng)先的企業(yè)級(jí)應(yīng)用軟件提供商——IFS航空和國(guó)防業(yè)務(wù)部民用航空總監(jiān)馬克·馬?。∕ark Martin）預(yù)測(cè)了4項(xiàng)影響民用航空業(yè)2018年發(fā)展的技術(shù)，以幫助航空公司迎接挑戰(zhàn)并產(chǎn)生收益。
一、利用數(shù)字孿生和物理實(shí)體進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比的雙重檢查技術(shù)
維修成本是飛機(jī)運(yùn)營(yíng)成本的主要部分之一。航空公司每年因延誤和取消航班的意外維修成本都有數(shù)百萬(wàn)英鎊，更不用說(shuō)對(duì)客戶滿意度的影響了。因此，運(yùn)營(yíng)成本的最低化和可操作性的優(yōu)化仍然是航空公司的首要任務(wù)。
數(shù)字孿生將有助于航空公司實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，它是物理實(shí)體的虛擬復(fù)制品。以飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)為例，數(shù)字孿生也是監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)工作的最先進(jìn)手段，當(dāng)飛機(jī)在空中飛行時(shí)它可以將發(fā)動(dòng)機(jī)如何運(yùn)轉(zhuǎn)展示給地面的工程師，然后通過(guò)將這些信息連接到IT系統(tǒng)，幫助簡(jiǎn)化和優(yōu)化維修流程和可操作性。
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，工程師在發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和制造階段編譯了數(shù)千個(gè)特定于每個(gè)實(shí)物的數(shù)據(jù)點(diǎn)。然后，用它們來(lái)構(gòu)建一個(gè)數(shù)字化模型，實(shí)時(shí)跟蹤和監(jiān)視實(shí)物，提供實(shí)物生命周期中的基本信息，如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、壓力和氣流速率。通過(guò)實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生，并創(chuàng)建實(shí)物的虛擬模型，企業(yè)可以通過(guò)基于天氣、性能、操作和其他變量的“模擬”來(lái)獲得早期預(yù)警、預(yù)測(cè)甚至行動(dòng)計(jì)劃，有助于飛機(jī)服役更長(zhǎng)時(shí)間。
通用電氣（GE公司）幫助開(kāi)發(fā)了世界上第一架飛機(jī)起落架的數(shù)字孿生。傳感器裝在起落架的某些典型故障點(diǎn)上，如液壓壓力和剎車溫度，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，幫助預(yù)測(cè)早期故障或診斷起落架的剩余壽命周期。
根據(jù)這些數(shù)據(jù)，工程師和MRO可以將實(shí)物上的傳感器收集的數(shù)據(jù)與其數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，發(fā)動(dòng)機(jī)在經(jīng)歷起飛、不同類型天氣中飛行，定期的磨損后，如果發(fā)現(xiàn)兩組數(shù)據(jù)不匹配，則可以提出發(fā)動(dòng)機(jī)維修請(qǐng)求。
根據(jù)國(guó)際數(shù)據(jù)公司（IDC）的數(shù)據(jù)顯示，投資數(shù)字孿生的公司將發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵流程（包括維修）的周期縮短30％。2018年隨著技術(shù)的成熟，將會(huì)有更多收益。
二、利用人工智能和云解決方案的預(yù)測(cè)性維護(hù)技術(shù)
人工智能（AI）正在“侵”入空中。一份SITA（國(guó)際航空電訊集團(tuán)）報(bào)告稱，接受調(diào)查的航空公司中有一半將在未來(lái)三年投資人工智能和認(rèn)知計(jì)算，而最近的一項(xiàng)航空數(shù)字化轉(zhuǎn)換調(diào)查顯示，37％的受訪者認(rèn)為人工智能是投資的關(guān)鍵領(lǐng)域。
AI最大的用途之一就是預(yù)測(cè)性維護(hù)。奧利弗·懷曼（Oliver Wyman）的報(bào)告指出，預(yù)測(cè)分析可以通過(guò)減少日常維護(hù)來(lái)幫助優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃和維護(hù)量，并且僅在需要時(shí)進(jìn)行維修，可使機(jī)隊(duì)使用率提高35％，并將勞動(dòng)力成本降低10％。
AI通過(guò)使用在役飛機(jī)的數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)潛在問(wèn)題，從而幫助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。這些算法正在研究如何預(yù)測(cè)飛機(jī)延誤和故障，從而使航空公司，機(jī)場(chǎng)和MRO避免發(fā)生飛機(jī)延誤和故障。這種方法的關(guān)鍵是準(zhǔn)確預(yù)測(cè)零部件維修或更換的最佳時(shí)機(jī)，如果提前太多，則損失長(zhǎng)久使用的好處，但如果時(shí)機(jī)太晚，意外的故障可能導(dǎo)致零部件無(wú)法使用并損失收入。
人工智能使用面臨的主要挑戰(zhàn)之一是，存儲(chǔ)和分析大量數(shù)據(jù)會(huì)使IT系統(tǒng)不堪重負(fù)。下一代云解決方案就是為了幫助處理這些數(shù)據(jù)，這意味著可以實(shí)時(shí)追蹤和理解從預(yù)測(cè)性維護(hù)到飛行性能以及飛機(jī)老化的所有內(nèi)容。
云解決方案是航空IT領(lǐng)域的重要工具，特別是在處理定期和不定期的飛機(jī)維護(hù)時(shí)。智能實(shí)物和移動(dòng)設(shè)備通過(guò)無(wú)線連接將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云中，無(wú)需在現(xiàn)場(chǎng)物理存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)。隨著2018年數(shù)字化轉(zhuǎn)變?yōu)樯虡I(yè)模式，人工智能的先進(jìn)分析方法的應(yīng)用將不只是帶來(lái)好處，它將很快成為商業(yè)關(guān)鍵。
三、移動(dòng)計(jì)算和云服務(wù)維護(hù)技術(shù)
航空公司不僅把云作為應(yīng)對(duì)AI云服務(wù)的解決方案，也與移動(dòng)解決方案齊頭并進(jìn)。最近通過(guò)對(duì)200名航空專業(yè)人士的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，移動(dòng)計(jì)算是2018確定投資的五大領(lǐng)域之首，超過(guò)30%的受訪者認(rèn)為移動(dòng)是推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。
“軟件即服務(wù)(Saas)”解決方案正在幫助提高民用航空的運(yùn)營(yíng)效率，特別是對(duì)于航線維護(hù)執(zhí)行和規(guī)劃等業(yè)務(wù)需求。以前，航空公司和MRO一直關(guān)注他們可能需要采用新技術(shù)的物理硬件數(shù)量，但事實(shí)證明，通過(guò)平板電腦或設(shè)備向SaaS/移動(dòng)環(huán)境轉(zhuǎn)型，并消除企業(yè)購(gòu)買、構(gòu)建和維護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用程序的成本，是很有吸引力的。
基于云的移動(dòng)解決方案可以在不需要物理安裝的情況下向員工推廣使用。因此，航空公司可以專注于所獲得的價(jià)值，而不是它們所需要的基礎(chǔ)設(shè)施，從而消除變革的障礙。
四、無(wú)人機(jī)自動(dòng)化檢修技術(shù)
如今，民用飛機(jī)的典型目視檢查需要長(zhǎng)達(dá)六個(gè)小時(shí)。無(wú)人機(jī)可使檢查時(shí)間大大縮短，同時(shí)提供更高的檢查準(zhǔn)確度，為工程師節(jié)省更多的時(shí)間，從而降低維護(hù)成本并提高安全性。
最初的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)被用來(lái)提高工程師的目視檢查質(zhì)量。廉價(jià)航空公司易捷（easyJet）航空已經(jīng)試用無(wú)人機(jī)進(jìn)行機(jī)身檢查已有一段時(shí)間，2018年將尋求全面實(shí)施飛機(jī)遭受冰雹和雷擊破壞的檢查解決方案。
然而現(xiàn)在正開(kāi)展的這些自動(dòng)化檢查，并不是取代工程師，而是給他們提供更好的工具，使工程師采用更少的計(jì)劃和培訓(xùn)，盡快開(kāi)展工作。
工作人員仍然可以控制無(wú)人機(jī)的飛行，但是通過(guò)可視化處理算法和企業(yè)IT系統(tǒng)相結(jié)合，一旦發(fā)現(xiàn)故障，無(wú)人機(jī)就可以直接向維修人員發(fā)送工作指令。
然而，挑戰(zhàn)依然存在，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)必須獲得美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）的批準(zhǔn)，才能進(jìn)行室外和室內(nèi)飛行。FAA小型無(wú)人機(jī)法規(guī)（通稱107部）要求無(wú)人駕駛飛機(jī)操作員確保飛機(jī)和控制裝置在任何飛行之前都適合安全操作。此外，還必須考慮不同國(guó)家和州之間法規(guī)的不同，如安全保障措施，正在進(jìn)行的空中交通通信以及機(jī)場(chǎng)當(dāng)局的批準(zhǔn)等，以確保無(wú)人機(jī)的安全使用。
盡管存在這些障礙，但對(duì)整個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)，2018年利好將逐漸跨越障礙、迎來(lái)越來(lái)越大的機(jī)遇。例如，在美國(guó)，最近宣布了無(wú)人機(jī)綜合試驗(yàn)計(jì)劃，旨在使無(wú)人駕駛飛機(jī)運(yùn)營(yíng)商與州和地方政府相互配合，安全地?cái)U(kuò)大尖端無(wú)人駕駛飛機(jī)業(yè)務(wù)。該計(jì)劃將形成一個(gè)監(jiān)管框架，在減少公共安全和安保風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，保證無(wú)人機(jī)技術(shù)帶來(lái)的好處。
（航空工業(yè)發(fā)展研究中心 王妙香）
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