作為保障飛機(jī)安全運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié),航空維修的重要性不言而喻。東航以“智慧機(jī)務(wù)”為核心,首次將“黑燈工廠”理念引入航空機(jī)庫場景,通過5G通信、數(shù)字孿生、智能物流等新技術(shù)的應(yīng)用,試圖破解航空維修領(lǐng)域長期存在的效率瓶頸與管理難題。
航空業(yè)是現(xiàn)代交通運(yùn)輸體系的重要組成部分,其高效運(yùn)營離不開先進(jìn)的機(jī)庫設(shè)施與智能化管理系統(tǒng)。隨著航空運(yùn)輸需求不斷增長以及技術(shù)持續(xù)進(jìn)步,傳統(tǒng)的機(jī)庫管理模式在應(yīng)對日益復(fù)雜的飛機(jī)維修、保養(yǎng)及調(diào)配任務(wù)時(shí)逐漸暴露出諸多局限性。為提升機(jī)庫運(yùn)營效率、保障航班安全、優(yōu)化資源配置,東方航空技術(shù)有限公司(以下簡稱“東航技術(shù)”)積極開展航司機(jī)務(wù)業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型探索,旨在實(shí)現(xiàn)東航機(jī)務(wù)智慧維修的戰(zhàn)略目標(biāo)。
01、傳統(tǒng)航空維修亟待破局
近年來,中國民用航空業(yè)蓬勃發(fā)展,民航機(jī)隊(duì)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張!吨袊沙掷m(xù)交通發(fā)展報(bào)告(2023)》顯示,截至2023年末,全國擁有民航運(yùn)輸飛機(jī)在冊架數(shù)4270架,比上年末增加105架。機(jī)隊(duì)規(guī)模的不斷壯大,直接帶動(dòng)航空維修需求同步激增。
作為保障飛機(jī)安全運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié),航空維修的重要性不言而喻。然而,傳統(tǒng)的航空維修業(yè)屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè),存在著維修管理難度大、維修人員人工成本高和維修手段更新慢等典型特點(diǎn)。在傳統(tǒng)的機(jī)庫管理模式下,維修人員主要依靠紙質(zhì)工卡和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作,信息記錄和傳遞效率低下,容易出現(xiàn)人為差錯(cuò);航材管理依賴人工盤點(diǎn)和紙質(zhì)記錄,導(dǎo)致庫存信息不準(zhǔn)確,航材調(diào)配不及時(shí);在面對復(fù)雜故障時(shí),缺乏高效的遠(yuǎn)程技術(shù)支持手段,排故時(shí)間長,影響航班正常運(yùn)行。這些問題嚴(yán)重制約了航空維修業(yè)的發(fā)展,數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智慧化發(fā)展迫在眉睫。
02、積極探索智慧機(jī)務(wù)維修
作為年保障航班數(shù)量超過300萬架次的大型航司,東航在維修保障方面面臨的壓力尤為巨大。為有效應(yīng)對這些挑戰(zhàn),東航技術(shù)憑借其在5G技術(shù)應(yīng)用及數(shù)字化轉(zhuǎn)型領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢,圍繞智慧機(jī)務(wù)維修的各種方案展開積極探索,致力于實(shí)現(xiàn)更高層次的自動(dòng)化與智能化。
2021年,東航技術(shù)聯(lián)合阿里巴巴菜鳥集團(tuán),共同打造智慧機(jī)務(wù)整體解決方案,全面支撐東航機(jī)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,驅(qū)動(dòng)安全高效生產(chǎn)。目前,東航技術(shù)通過5G、無人車、AGV機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生、XR及人工智能等新技術(shù),結(jié)合航空維修中不同的應(yīng)用場景,重新優(yōu)化現(xiàn)有的維修模式,有效實(shí)現(xiàn)維修過程輔助和智能管理決策。
其中,東航技術(shù)在智慧機(jī)庫項(xiàng)目中借鑒“黑燈工廠”的理念,整合多個(gè)智能化應(yīng)用場景,包括智能互聯(lián)機(jī)庫、智能維修系統(tǒng)、自動(dòng)化倉儲機(jī)器人、智能工具間等,并通過統(tǒng)一的平臺架構(gòu)與數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)各場景之間的深度協(xié)同與信息共享。這種協(xié)同效應(yīng)使智慧機(jī)庫能夠形成一個(gè)有機(jī)整體,為東航的機(jī)務(wù)維修工作提供全方位、多層次的智能化支持,助力東航在航空維修領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更高水平的智能化與自動(dòng)化發(fā)展。
03、東航智慧機(jī)庫設(shè)計(jì)思路
東航致力于實(shí)現(xiàn)機(jī)務(wù)的精細(xì)化運(yùn)營,關(guān)鍵能力在于智能設(shè)備的融合與基建的升級。通過深度應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器人等技術(shù),支撐傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的轉(zhuǎn)型升級,進(jìn)而形成新一代東航機(jī)務(wù)的融合基礎(chǔ)設(shè)施。
在整體設(shè)計(jì)思路上,東航采用了生產(chǎn)現(xiàn)場物理空間的數(shù)字孿生理念。通過全局感知與泛在連接,增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和處理能力,涵蓋人流、物流、數(shù)據(jù)流等多方面信息,并建立各類設(shè)施設(shè)備的物理模型,實(shí)現(xiàn)新一代東航智能互聯(lián)機(jī)庫的萬物互聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施。
為打破各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象,東航構(gòu)建了智能互聯(lián)機(jī)庫相關(guān)數(shù)據(jù)模型的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型,并增強(qiáng)電子地圖與UWB室內(nèi)定位的應(yīng)用,以應(yīng)用場景為目標(biāo)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合。這一舉措有助于實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的高效打通,提升整體運(yùn)營效率。
東航充分利用機(jī)庫的物理模型、傳感器更新、地圖與定位、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等信息,在虛擬空間中完成物理空間的映射。這一數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用,使東航能夠更高效地運(yùn)營機(jī)庫現(xiàn)場,提高維修場景的經(jīng)營效率。
此外,東航還注重智能設(shè)備的融合基建、全局感知與泛在連接、數(shù)據(jù)融合與智慧應(yīng)用以及數(shù)字孿生與高效反饋等理念的應(yīng)用。這些理念共同構(gòu)成東航機(jī)務(wù)創(chuàng)新發(fā)展新模式的核心要素,推動(dòng)了東航機(jī)務(wù)向更高效、更智能的方向邁進(jìn)。
04、智慧機(jī)庫項(xiàng)目建設(shè)情況
目前東航智慧機(jī)庫項(xiàng)目已完成兩期建設(shè)。其中,一期項(xiàng)目為青浦培訓(xùn)中心(研發(fā)中心),該場地因機(jī)務(wù)實(shí)操培訓(xùn)場景與生產(chǎn)場景高度相似,是理想的試點(diǎn)場所。項(xiàng)目重點(diǎn)驗(yàn)證了基于5G環(huán)境的航材自動(dòng)運(yùn)輸與自動(dòng)分揀功能,并搭建可視化孿生平臺,同步探索人員定位與管理功能等。具體包括:
1.航材自動(dòng)化運(yùn)輸:通過AGV等自動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備,實(shí)現(xiàn)航材在機(jī)庫內(nèi)的自動(dòng)化運(yùn)輸。AGV小車能夠根據(jù)維修工單的需求,自動(dòng)從航材庫中提取所需的航材,并運(yùn)輸?shù)斤w機(jī)維修位置,大幅縮短航材配送時(shí)間。

AGV自動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備
2.維修工具/化工品智能借還:利用智能借還系統(tǒng)和RFID技術(shù),實(shí)現(xiàn)維修工具和化工品的智能化管理。維修人員可以通過系統(tǒng)快速查詢工具和化工品的庫存情況,并進(jìn)行在線借還操作。
3.庫內(nèi)人員/工裝高精度定位:采用超寬帶(UWB)技術(shù)或藍(lán)牙技術(shù),實(shí)現(xiàn)對庫內(nèi)人員和工裝的高精度定位。管理人員可以通過定位系統(tǒng)快速找到所需的維修人員和工裝,提高了工作效率。
4.維修機(jī)庫數(shù)字孿生:運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù),對維修機(jī)庫進(jìn)行數(shù)字化還原,實(shí)現(xiàn)物理機(jī)庫與虛擬機(jī)庫的實(shí)時(shí)同步。通過數(shù)字孿生機(jī)庫,可以實(shí)時(shí)查看飛機(jī)的維修進(jìn)度、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、人員的工作情況等信息。

數(shù)字孿生
5.機(jī)務(wù)維修全流程數(shù)字化:將機(jī)務(wù)維修的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)字化管理,從維修計(jì)劃的制定、維修任務(wù)的分配,到維修過程的記錄和質(zhì)量檢驗(yàn),實(shí)現(xiàn)全程數(shù)字化操作。
6.智能視覺識別:利用AI技術(shù)和智能攝像頭,實(shí)現(xiàn)對飛機(jī)表面損傷、零部件安裝狀態(tài)等的智能視覺識別。智能視覺識別系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地檢測出飛機(jī)表面的劃痕、凹坑等損傷,并對損傷的程度進(jìn)行評估。

智能視覺識別
在二期的虹橋維修基地項(xiàng)目中,東航基于“智能設(shè)備、融合基建,全局感知、泛在連接,數(shù)據(jù)融合、智慧應(yīng)用,數(shù)字孿生、高效運(yùn)營”的先進(jìn)建設(shè)理念,進(jìn)行了全方位的規(guī)劃和建設(shè),在完整實(shí)現(xiàn)一期規(guī)劃的全部功能模塊基礎(chǔ)上,著重強(qiáng)化生產(chǎn)場景的實(shí)際應(yīng)用支撐能力,確保各項(xiàng)技術(shù)成果能夠切實(shí)服務(wù)于機(jī)庫日常生產(chǎn)運(yùn)營,提升整體生產(chǎn)效率與管理水平,打造一個(gè)集自動(dòng)化、智慧化、實(shí)用化于一體的現(xiàn)代化機(jī)庫管理體系。
05、項(xiàng)目亮點(diǎn)與實(shí)踐路徑
在智慧民航建設(shè)中,如何通過數(shù)字化、智能化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)降本增效,是各方關(guān)注的核心。在這一背景下,東航將眾多科技創(chuàng)新成果應(yīng)用到智慧機(jī)庫項(xiàng)目中,使機(jī)務(wù)維修水平得到全方位提升。
1.技術(shù)基礎(chǔ)與平臺搭建
5G技術(shù):作為智慧機(jī)庫建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一,5G技術(shù)為機(jī)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸提供了高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)支持。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù):通過部署各類傳感器和智能設(shè)備,實(shí)現(xiàn)機(jī)庫內(nèi)人員、設(shè)備、航材等生產(chǎn)要素的互聯(lián)互通和實(shí)時(shí)監(jiān)控。
云平臺:構(gòu)建統(tǒng)一的云平臺,對機(jī)庫內(nèi)的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、處理和分析,為智能化管理提供決策支持。
2.業(yè)務(wù)場景數(shù)字化
維修流程數(shù)字化:通過引入電子工卡、智能工具柜、AGV自動(dòng)導(dǎo)航車等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)維修流程的數(shù)字化和自動(dòng)化。維修人員可以通過移動(dòng)終端接收任務(wù)、查看工卡、領(lǐng)用航材和工具,并通過智能設(shè)備進(jìn)行維修作業(yè)和記錄。
安全監(jiān)管數(shù)字化:基于人員定位和地理圍欄技術(shù),實(shí)現(xiàn)對機(jī)庫內(nèi)功能區(qū)的安全進(jìn)入監(jiān)控。同時(shí),通過高清攝像頭和智能算法,實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)庫內(nèi)的安全狀況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患。
生產(chǎn)管理數(shù)字化:通過構(gòu)建數(shù)字孿生機(jī)庫模型,實(shí)現(xiàn)機(jī)庫內(nèi)生產(chǎn)要素的虛擬映射和實(shí)時(shí)監(jiān)控。管理人員可以通過數(shù)字孿生大屏直觀地了解機(jī)庫內(nèi)的生產(chǎn)狀況和運(yùn)營效率,并進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。
3.智能化應(yīng)用與決策支持
AR/VR輔助維修:通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)和虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù),為維修人員提供直觀的維修指導(dǎo)和培訓(xùn)。維修人員可以通過佩戴AR眼鏡或VR頭盔,實(shí)時(shí)查看維修步驟和操作要點(diǎn),提高維修效率和準(zhǔn)確性。

VR輔助維修
AI輔助決策:利用人工智能算法對機(jī)庫內(nèi)的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘,為管理人員提供智能化的決策支持。例如,通過預(yù)測性維修算法提前發(fā)現(xiàn)潛在故障并進(jìn)行預(yù)警處理;通過優(yōu)化算法對維修計(jì)劃和資源配置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整等。
4.人才培養(yǎng)與團(tuán)隊(duì)建設(shè)
技能培訓(xùn):通過構(gòu)建VR智能機(jī)務(wù)培訓(xùn)平臺,為維修人員提供虛擬化的技能培訓(xùn)環(huán)境。維修人員可以在模擬環(huán)境中進(jìn)行反復(fù)練習(xí)和考核,提高實(shí)際操作能力和應(yīng)對突發(fā)情況的能力。
團(tuán)隊(duì)建設(shè):加強(qiáng)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的團(tuán)隊(duì)建設(shè),培養(yǎng)具備信息技術(shù)和航空維修知識的復(fù)合型人才。同時(shí),加強(qiáng)與國際先進(jìn)航空公司的交流與合作,引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)。
06、項(xiàng)目效果與未來發(fā)展
東航智慧機(jī)庫項(xiàng)目可以說在全球范圍內(nèi)尚屬首家,是民用航空維修(MRO)企業(yè)“從0到1”的突破,不僅優(yōu)化了核心生產(chǎn)業(yè)務(wù),還創(chuàng)新了運(yùn)營模式,在維修基地的一線現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生、自動(dòng)化倉儲、萬物互聯(lián)以及智能排卡派工的結(jié)合,對于航空維修行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型以及整個(gè)航空業(yè)發(fā)展具有重要的借鑒意義和推動(dòng)作用。
當(dāng)前,航空維修行業(yè)正經(jīng)歷深刻變革與發(fā)展。在市場規(guī)模方面,2023年中國航空維修市場規(guī)模近190億美元,預(yù)計(jì)2029年超300億美元,全球市場2030年將達(dá)數(shù)千億,航空器數(shù)量增長、機(jī)隊(duì)規(guī)模擴(kuò)大及老舊機(jī)型增多拉動(dòng)維修需求。從行業(yè)發(fā)展趨勢來看,數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能化升級顯著。大數(shù)據(jù)分析用于故障預(yù)測與健康管理,人工智能輔助維修決策,區(qū)塊鏈保障數(shù)據(jù)安全可追溯,智能設(shè)備減少人工操作。同時(shí),綠色環(huán)保成為重要方向,維修企業(yè)需要采用更加環(huán)保的材料和工藝,減少廢棄物排放,推動(dòng)資源循環(huán)利用。
展望未來,東航將繼續(xù)深化智慧機(jī)庫建設(shè),推動(dòng)機(jī)務(wù)業(yè)務(wù)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級。在新基建時(shí)代,東航將充分利用5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù),進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)庫的運(yùn)營管理。通過構(gòu)建智能互聯(lián)的基礎(chǔ)設(shè)施,實(shí)現(xiàn)機(jī)庫內(nèi)人員、設(shè)備、航材等要素的高效協(xié)同與透明化管理,提升維修效率與質(zhì)量。同時(shí),東航將探索數(shù)字孿生技術(shù)的深度應(yīng)用,打造虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的智慧機(jī)庫,為維修決策提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。此外,東航還將加強(qiáng)綠色環(huán)保理念在機(jī)庫建設(shè)中的應(yīng)用,采用環(huán)保材料與工藝,降低對環(huán)境的影響,踐行可持續(xù)發(fā)展的企業(yè)責(zé)任。
通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新與模式優(yōu)化,東航智慧機(jī)庫建設(shè)將為航空維修行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型樹立新的標(biāo)桿,引領(lǐng)行業(yè)邁向更高效、更智能、更綠色的未來。
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