■ 李志明 任明翔 陽錦 劉宇輝/中國南方航空股份有限公司工程技術(shù)分公司（機(jī)務(wù)工程部）

0引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，學(xué)科交叉融合加速，技術(shù)創(chuàng)新異?；钴S，前沿領(lǐng)域不斷延伸，以5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)為代表的新一代信息技術(shù)引發(fā)的技術(shù)革命已成為全球關(guān)注的重點(diǎn)。信息技術(shù)的快速發(fā)展影響到了傳統(tǒng)制造業(yè)的發(fā)展方向。互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合發(fā)展成為當(dāng)今社會的一種發(fā)展趨勢，互聯(lián)網(wǎng)高度滲透工業(yè)，孕育出以數(shù)據(jù)為驅(qū)動、以制造能力為核心的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，儼然成為新時期全球產(chǎn)業(yè)競爭的制高點(diǎn)。

黨中央國務(wù)院高度重視發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，習(xí)近平總書記指出“要深入實(shí)施工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，系統(tǒng)推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)資源管理體系建設(shè)”。國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于深化“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造業(yè)”發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)意見》，統(tǒng)籌布局網(wǎng)絡(luò)、 平臺、 安全三大功能體系建設(shè)。李克強(qiáng)總理連續(xù)兩年在政府工作報告中提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”， 強(qiáng)調(diào)“打造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，拓展‘智能+’，為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級賦能”。

國家發(fā)布的《“十四五”國家信息化規(guī)劃》明確指出，信息化為中華民族帶來了千載難逢的機(jī)遇，必須敏銳抓住信息化發(fā)展的歷史機(jī)遇，加快數(shù)字化發(fā)展，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國、智慧社會的戰(zhàn)略決策。

近年來，南航依托“民航維修工程技術(shù)研究中心”平臺，針對傳統(tǒng)飛機(jī)維修場景資源需求量大、數(shù)字化水平低、維修差錯集中等諸多痛點(diǎn)，不斷探索飛機(jī)維修領(lǐng)域新信息技術(shù)應(yīng)用，創(chuàng)新性研發(fā)并成功應(yīng)用了“南航天瞳系統(tǒng)”“5G+AR遠(yuǎn)程技術(shù)支持系統(tǒng)”“南航VR航空器實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)”等諸多成果，全面提升了南航維修數(shù)字化智能化水平。然而，本文認(rèn)為現(xiàn)有的這些創(chuàng)新系統(tǒng)仍屬于相對獨(dú)立的平臺，如果將這些平臺放在一個集網(wǎng)絡(luò)、平臺、安全三大功能于一體的統(tǒng)一架構(gòu)體系下予以管控，輔之相同的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，則能夠更好地發(fā)揮各平臺優(yōu)勢，增強(qiáng)各平臺凝聚力。因此本文認(rèn)為應(yīng)更好地利用智慧維修和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展理念，設(shè)計及搭建一種以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)原理為基礎(chǔ)，以民航飛機(jī)維修為核心特征輸出的民機(jī)智慧維修生態(tài)體系架構(gòu)。

1智慧維修與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)理念

1.1 智慧維修理念簡述

智慧維修的重點(diǎn)是“智慧”?！爸腔邸钡脑馐侵赣扇说闹橇ο到y(tǒng)、知識系統(tǒng)、方法與技能系統(tǒng)、非智力系統(tǒng)、觀念與思想系統(tǒng)、審美與評價系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜體系，代表了人的智力器官的終極功能。智慧維修就是將人的“智慧”轉(zhuǎn)化為融入各種前沿技術(shù)的“人工智慧”，進(jìn)而融入具體維修工作中，在增強(qiáng)維修品質(zhì)、降低維修成本的同時，解除多余的人腦與體力的付出，使人獲得更多的幸福感。智慧維修并不是簡單地追求高超的科技運(yùn)用、高效的維修效率與效益，還需要考慮到維修過程是否符合人類的觀念與思想、審美與評價對美好生活的向往標(biāo)準(zhǔn)。

依照智慧民航建設(shè)發(fā)展理念，智慧維修是始終瞄準(zhǔn)民航強(qiáng)國建設(shè)目標(biāo)，應(yīng)用新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的最新成果，創(chuàng)新傳統(tǒng)民航維修方式，實(shí)現(xiàn)對民航維修的全要素、全流程、全場景進(jìn)行數(shù)字化處理、智能化響應(yīng)和智慧化支撐的新模式新形態(tài)。具體說來，智慧維修是物理生產(chǎn)要素和信息生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時交聯(lián)的全新的維修工程管理體系，人流、物流和信息流可在虛擬和現(xiàn)實(shí)中實(shí)現(xiàn)無縫連接和實(shí)時互動，飛機(jī)的全部技術(shù)狀態(tài)均可通過智能平臺全面、實(shí)時地掌控，飛機(jī)的維修和維護(hù)可通過智能平臺向下賦能，高質(zhì)高效地完成各項(xiàng)任務(wù)。

1.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)理念簡述

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用模式和工業(yè)生態(tài)，通過對人、機(jī)、物、系統(tǒng)等的全面連接，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、平臺為中樞、數(shù)據(jù)為要素、安全為保障，構(gòu)建起覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈的全新制造和服務(wù)體系，形成平臺化設(shè)計、智能化制造、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個性化定制、服務(wù)化延伸、數(shù)字化管理六大新模式，有力促進(jìn)了實(shí)體經(jīng)濟(jì)提質(zhì)、增效、降本、綠色、安全發(fā)展。

1.2.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的歷史簡述

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念是在2012年由美國通用電氣（GE）公司首次提出的，其技術(shù)起源于GE航空發(fā)動機(jī)可預(yù)測維護(hù)的工業(yè)模式，即GE在自產(chǎn)的每臺航空發(fā)動機(jī)上都安裝了大量的傳感器，不斷地采集飛行數(shù)據(jù)，并在飛行過程中將數(shù)據(jù)實(shí)時傳回數(shù)據(jù)中心進(jìn)行分析，進(jìn)而為飛機(jī)發(fā)動機(jī)提供預(yù)測性維護(hù)，減少停機(jī)時間，更好地優(yōu)化其經(jīng)濟(jì)性和安全性。南航早在2002年就研發(fā)了南航飛機(jī)遠(yuǎn)程診斷實(shí)時跟蹤系統(tǒng)，也就是南航天瞳系統(tǒng)的前身，該系統(tǒng)獲得了民航科技進(jìn)步二等獎，同樣具備數(shù)據(jù)采集分析，故障診斷功能，與GE的發(fā)動機(jī)預(yù)測技術(shù)有異曲同工之妙。由此看來，南航的遠(yuǎn)診系統(tǒng)已具備工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)雛形。2014年，通用聯(lián)合AT＆T、Cisco、IBM、Intel等五家企業(yè)成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，至此初步形成了產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

2016年是中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“元年”，首批工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)誕生。2016年12月，樹根互聯(lián)率先發(fā)布了國內(nèi)首個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺“根云平臺”。4個月后，在家電消費(fèi)類產(chǎn)品生產(chǎn)制造領(lǐng)域有深厚基礎(chǔ)的海爾發(fā)布引入用戶體驗(yàn)為特色的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。2016年2月1日，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在北京舉行成立大會。該聯(lián)盟立足于為推動《中國制造2025》和“互聯(lián)網(wǎng)+”融合發(fā)展提供必要支撐。以推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展為宗旨，中國至今舉辦了三屆中國互聯(lián)網(wǎng)大賽，南航工程技術(shù)分公司攜“面向復(fù)雜末端場景的飛機(jī)維修智慧工場解決方案”，取得全國第10名（三等獎）的優(yōu)異成績，彰顯了南航機(jī)務(wù)維修銳意進(jìn)取的工匠精神和國內(nèi)領(lǐng)先的數(shù)字化技術(shù)水平。2022年7月，南航工程技術(shù)分公司舉辦南航首屆機(jī)務(wù)智慧維修創(chuàng)新大賽，其中有一個重要賽道就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賽道，旨在選育一批確保安全、促進(jìn)生產(chǎn)、提升效率、創(chuàng)造價值的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智慧維修優(yōu)秀方案成果。

1.2.2 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心架構(gòu)分析

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心功能原因是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的物理系統(tǒng)與數(shù)字空間全面互聯(lián)與深度協(xié)同，以及在此過程中的智能分析與決策優(yōu)化。通過網(wǎng)絡(luò)、平臺、安全三大功能體系構(gòu)建，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全面打通設(shè)備資產(chǎn)、生產(chǎn)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)和供應(yīng)鏈條，基于數(shù)據(jù)整合與分析實(shí)現(xiàn)IT（信息技術(shù)）與OT（控制技術(shù)）的融合以及三大體系的貫通，功能原理如圖1所示。

圖1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)功能原理圖

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以數(shù)據(jù)為核心，數(shù)據(jù)功能體系主要包含感知控制、數(shù)字模型、決策優(yōu)化三個基本層次，以及由自下而上的信息流和自上而下的決策流構(gòu)成的工業(yè)數(shù)字化應(yīng)用優(yōu)化閉環(huán)。感知控制層是構(gòu)建工業(yè)數(shù)字化應(yīng)用的底層“輸入-輸出”接口，包含感知、識別、控制、執(zhí)行四類功能，簡單說就是傳感器采集數(shù)據(jù)后，明確數(shù)據(jù)所代表的對象，轉(zhuǎn)化為具體控制信號和指令，從而改變物理世界資產(chǎn)狀態(tài)。數(shù)字模型層強(qiáng)化數(shù)據(jù)、知識、資產(chǎn)等虛擬映射與管理組織，包含數(shù)據(jù)集成與管理、數(shù)據(jù)模型與工業(yè)模型構(gòu)建、信息交互三類功能。數(shù)據(jù)模型和工業(yè)模型構(gòu)建是綜合利用大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)據(jù)方法和物理、化學(xué)、材料等各類工業(yè)經(jīng)驗(yàn)知識，對資產(chǎn)行為特征和因果關(guān)系進(jìn)行抽象化描述，形成各類模型庫和算法庫。決策優(yōu)化層是聚焦數(shù)據(jù)挖掘分析與價值轉(zhuǎn)化，形成工業(yè)數(shù)字化應(yīng)用核心功能，主要包括分析、描述、診斷、預(yù)測、指導(dǎo)及應(yīng)用開發(fā)。自下而上的信息流和自上而下的決策流形成了工業(yè)數(shù)字化應(yīng)用的優(yōu)化閉環(huán)。其中，信息流是從數(shù)據(jù)感知出發(fā)，通過數(shù)據(jù)的集成和建模分析，將物理空間中的資產(chǎn)信息和狀態(tài)向上傳遞到虛擬空間，為決策優(yōu)化提供依據(jù)；決策流則是將虛擬空間中決策優(yōu)化后所形成的指令信息向下反饋到控制與執(zhí)行環(huán)節(jié)，用于改進(jìn)和提升物理空間中資產(chǎn)的功能和性能。

網(wǎng)絡(luò)體系由網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、數(shù)據(jù)互通和標(biāo)識解析三部分組成。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實(shí)現(xiàn)要素之間的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)互通實(shí)現(xiàn)要素之間傳輸信息的相互理解，標(biāo)識解析實(shí)現(xiàn)要素的標(biāo)記、管理和定位。

平臺體系包括邊緣層、平臺層和應(yīng)用層三個關(guān)鍵功能組成部分。邊緣層提供海量工業(yè)數(shù)據(jù)接入、轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)預(yù)處理和邊緣分析應(yīng)用等功能。平臺層提供資源管理、工業(yè)數(shù)據(jù)與模型管理、工業(yè)建模分析和工業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新等功能。應(yīng)用層提供工業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用、開發(fā)者社區(qū)、應(yīng)用商店、應(yīng)用二次開發(fā)集成等功能。

安全體系則包括信息安全、功能安全和物理安全，聚焦工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全所具備的主要特征，包括可靠性、保密性、完整性、可用性及隱私和數(shù)據(jù)保護(hù)。

1.2.3 智慧維修與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系

智慧維修高度符合智慧民航的核心要素，具備數(shù)字感知、數(shù)據(jù)決策能力，需要進(jìn)行民航大數(shù)據(jù)管理體系建設(shè)。數(shù)字感知即推進(jìn)新一代航空寬帶通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用；數(shù)據(jù)決策是包含綜合趨勢預(yù)判、風(fēng)險評估預(yù)警、智能決策支持等；信息基礎(chǔ)設(shè)施則包括完善民航大數(shù)據(jù)治理體系，構(gòu)建民航大數(shù)據(jù)管理體系，深化民航大數(shù)據(jù)場景應(yīng)用。這些核心特征都與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以數(shù)據(jù)為核心，圍繞網(wǎng)絡(luò)、平臺、安全三大功能建設(shè)的核心理念基本一致。

民航飛機(jī)的主要用途是將乘客安全地送往目的地，在確保乘客行程順利的情況下，為所有乘客的人身安全提供保證，所以持續(xù)保障飛機(jī)運(yùn)行的安全性、可靠性及穩(wěn)定性是重點(diǎn)要考慮的因素。那么如何以高質(zhì)量地飛機(jī)檢修和維護(hù)工作保證飛機(jī)持續(xù)安全可靠就變得至關(guān)重要。無論是智慧維修理念，還是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)理念，目的均是運(yùn)用新一代數(shù)字通信技術(shù)，提高企業(yè)的運(yùn)維水平，所以通過運(yùn)維可將智慧維修與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合在一起。

2 民航飛機(jī)維修工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系搭建

在民航局關(guān)于智慧民航建設(shè)路線圖總體框架中明確提出智慧民航運(yùn)輸系統(tǒng)由智慧出行、智慧空管、智慧機(jī)場、智慧監(jiān)管組成，如圖2所示。而作為智慧出行的保證要素，民航飛機(jī)維修是民航運(yùn)輸系統(tǒng)得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)不可或缺的基礎(chǔ)條件，是民航高質(zhì)量發(fā)展的啟動按鈕。研究民航飛機(jī)維修業(yè)如何能夠與智慧民航發(fā)展總體規(guī)劃相匹配，打好智慧安全地基，就必需緊跟時代的步伐，積極探索新技術(shù)新理念的在維修業(yè)的應(yīng)用和融合，建立民航飛機(jī)維修工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系。

圖2 智慧民航建設(shè)路線圖總體架構(gòu)

在工業(yè)4.0時代，民航飛機(jī)維修已不再是“哪里痛，治哪里”的事后檢修，現(xiàn)代的維修理念更注重預(yù)測性、計劃性和單機(jī)定制，更關(guān)注每架飛機(jī)的全壽命周期和健康狀況，通過遠(yuǎn)程診斷、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)學(xué)建模等科技手段為飛機(jī)“懸絲診脈”“治未病”。在過去，雖然科學(xué)技術(shù)在民航業(yè)內(nèi)已廣泛使用，但卻缺乏體系構(gòu)建，未能充分利用科技發(fā)展的紅利。究其根本，民航飛機(jī)維修工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系不能照搬工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的傳統(tǒng)架構(gòu)，而是要串聯(lián)起維修的各個環(huán)節(jié)，充分融合智慧維修與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)理念，通過建立有效的物-場模型搭建屬于民航的飛機(jī)維修智慧工場。

2.1 智慧維修物-場模型搭建

物-場分析模型是創(chuàng)造性問題解決理論（TRIZ）中所描述的一項(xiàng)分析工具，是通過模型分析并改進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)的功能。簡單的功能模型可分解為兩種物質(zhì)（S1,S2）和一種場（F），兩種物質(zhì)通過場效應(yīng)實(shí)現(xiàn)功能。兩種物質(zhì)可以是材料、工具、零件、人、環(huán)境，場可以是機(jī)械場、聲場、熱場、化學(xué)場、電場、磁場等。物-場模型的種類有五種，其中有用并且充分的相互作用即是有效、完整的物-場模型，是一種理想狀態(tài)。智慧維修工場搭建物-場功能模型時盡量考慮理想狀態(tài)下的物-場模型，在此基礎(chǔ)上，加入不同場和物質(zhì)，將功能改進(jìn)完善，并消除或抵消潛在的有害效應(yīng)。

舉例來說，要建立飛機(jī)故障監(jiān)控物-場模型，就是要使飛機(jī)觸發(fā)的ACARS數(shù)據(jù)（S1）通過數(shù)據(jù)鏈（F）作用于人（S2）。這一過程中需要充分考慮人文因素的影響，避免大量數(shù)據(jù)呈現(xiàn)對人觀察、思考、判斷及決策產(chǎn)生影響，這時可以引入多種物質(zhì)改善這一行為，如讓ACARS數(shù)據(jù)根據(jù)不同機(jī)型、不同種類、不同等級、發(fā)送不同時間顯示、緊急故障特別標(biāo)識顯示、故障記錄功能、輔助決策功能等，將物-場模型搭建完善。智慧維修工場就是由很多不同種類的物-場功能模型組成，最終形成一個完整的且可以相互作用的復(fù)雜大物-場。

2.2 體系搭建

結(jié)合民航飛機(jī)維修模式，建立以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)、平臺為中樞、數(shù)據(jù)為要素、安全為保障的民航飛機(jī)維修工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系，以數(shù)據(jù)中心為核心，平臺、網(wǎng)絡(luò)、安全協(xié)同運(yùn)行，并拓展出具體應(yīng)用模式，如圖3所示。

圖3 民航飛機(jī)維修智慧工場（工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系）結(jié)構(gòu)圖

3體系內(nèi)關(guān)鍵生態(tài)要素分析

3.1 構(gòu)型管理

民航飛機(jī)維修的直接對象是民航運(yùn)輸飛機(jī)，維修工作的實(shí)施貫穿飛機(jī)初始引進(jìn)到退租/出售，維修工作的目標(biāo)是保持飛機(jī)持續(xù)適航。飛機(jī)的維修計劃、維修任務(wù)、改裝設(shè)計等往往是為機(jī)隊機(jī)群制定的，而維修工作卻只能是單機(jī)實(shí)施，因此如何精準(zhǔn)施策、精確施工，飛機(jī)構(gòu)型管理至關(guān)重要。

此處的構(gòu)型管理是指智慧型動態(tài)管理，它以飛機(jī)引進(jìn)時的初始構(gòu)型為起點(diǎn)，以平臺為核心，以網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)，根據(jù)飛機(jī)全壽命周期中實(shí)施的各類維修/維護(hù)、軟件升級、硬件加/改裝等實(shí)時、動態(tài)、自主識別更新，并傳遞至與之相關(guān)的各個環(huán)節(jié)。例如，當(dāng)一架飛機(jī)的某個關(guān)鍵蓋板鎖扣構(gòu)型因技術(shù)迭代改裝后，除了維修直接相關(guān)的手冊、工卡隨之及時變更外，與之隱形相關(guān)的培訓(xùn)系統(tǒng)也應(yīng)及時更新，以便于維修人員更新鎖扣開關(guān)的新技能培訓(xùn)。

3.2 運(yùn)行控制

運(yùn)行是飛機(jī)智慧維修工場的重要環(huán)節(jié)，高的飛機(jī)可用率和低的出勤故障率是評價維修保障能力的重要指標(biāo)。在運(yùn)行開始前保障飛機(jī)狀態(tài)可用；在運(yùn)行中遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控，根據(jù)飛機(jī)報文對故障進(jìn)行預(yù)判和預(yù)警，以平臺為核心，聯(lián)動維修工作的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提前制定排故方案、準(zhǔn)備工具、航材，配備排故人員；在飛機(jī)到場后立即開展故障排除工作，并實(shí)時監(jiān)測排故進(jìn)展，與運(yùn)行控制智慧協(xié)同，靈活調(diào)配飛機(jī)執(zhí)飛航班，保障航班運(yùn)行正常，旅客出行體驗(yàn)良好。

3.3 故障管控

飛機(jī)維修工作的核心是排除飛機(jī)故障，保障飛機(jī)持續(xù)適航，保證運(yùn)行安全。因此故障管控是智慧工場的核心。故障管控模塊包含數(shù)據(jù)中心功能，而數(shù)據(jù)中心能夠最大化發(fā)揮作用，關(guān)鍵技術(shù)支撐是數(shù)字孿生。利用數(shù)字孿生技術(shù)，將飛機(jī)全生命周期內(nèi)技術(shù)數(shù)據(jù)和資產(chǎn)數(shù)據(jù)在虛擬端進(jìn)行同步映射管控，飛機(jī)在引進(jìn)階段的初始構(gòu)型管理，在持續(xù)適航階段的維修方案、工程指令、改裝設(shè)計、結(jié)構(gòu)修理等技術(shù)狀態(tài)管理，飛機(jī)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)故障運(yùn)行數(shù)據(jù)管理，都將以數(shù)據(jù)狀態(tài)呈現(xiàn)在每架飛機(jī)的全生命周期模型中，為公司生產(chǎn)運(yùn)行提供科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。

3.4 維修現(xiàn)場

飛機(jī)的維修工作包含技術(shù)文件的評估、維修方案的制定、工作單卡的制定、維修計劃的安排等諸多環(huán)節(jié)，但最終的落實(shí)都在維修現(xiàn)場，維修現(xiàn)場是智慧工場的涉及面最廣、節(jié)點(diǎn)最多、網(wǎng)絡(luò)最復(fù)雜的環(huán)節(jié)。智慧維修現(xiàn)場首先要實(shí)現(xiàn)智慧互聯(lián)，有場區(qū)智能物流、航材工具智能識別、智慧地面支持以及AR電子工卡等。

3.4.1場區(qū)智能物流

場區(qū)智能物流通過智能調(diào)度中臺進(jìn)行人員工作的智能計劃安排，航材、工具狀態(tài)的智能監(jiān)控以及數(shù)字化管理，給合航材工具智能識別、航材定位設(shè)備、機(jī)器人配送等實(shí)現(xiàn)整體智慧工場的生產(chǎn)維修工作有條不紊的開展。通過智能調(diào)度中臺提供一體化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的數(shù)字協(xié)同、提升維修工場的自動化運(yùn)作程度。智能中臺通過對接上層系統(tǒng)關(guān)鍵維修任務(wù)資源管控模塊，其中包括(但不僅限于)計劃管理、排程流程、物料需求計劃，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)維修計劃自動排程，并且實(shí)時跟蹤維修計劃中的里程碑節(jié)點(diǎn)、進(jìn)度狀態(tài)，同時實(shí)現(xiàn)根據(jù)維修排產(chǎn)計劃自動運(yùn)算物料的需求計劃，結(jié)合物料采購回貨入庫情況，對缺料異常進(jìn)行及時預(yù)警。

在智慧工場的應(yīng)用場景中，飛機(jī)狀態(tài)、維修方案、排故方案、施工工卡等均為實(shí)時同步狀態(tài)，且與工具、航材庫存信息物聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)航材工具智能識別與無人配送：當(dāng)一份維修任務(wù)生成時，匹配該任務(wù)的工具、航材通過系統(tǒng)自動識別，進(jìn)入待用狀態(tài)，運(yùn)用配送機(jī)器人，定時（或呼叫）從倉庫各收貨點(diǎn)，收集運(yùn)送航材配件運(yùn)送到維修機(jī)庫的指定位置。配送機(jī)器人可以滿足24小時無間斷工作，適應(yīng)機(jī)庫多變的場景環(huán)境。同時具有遠(yuǎn)程呼叫能力，讓配送機(jī)器人到達(dá)指定的發(fā)貨點(diǎn)接收物品。整個系統(tǒng)采用5G網(wǎng)絡(luò)作為主要的通信鏈路，滿足全場景機(jī)器人實(shí)時位置定位跟蹤。同時機(jī)器人將對接門控及電梯，完成行走路線上自動開門、自動乘梯業(yè)務(wù)，以達(dá)到全程自動輸送物品的業(yè)務(wù)目標(biāo)，如圖4所示。

圖4 機(jī)器人配送流程

3.4.2基于AR的場區(qū)新工作方式

相較于單純由人實(shí)施的維修和由機(jī)器（人）實(shí)施的維修，人+AR的模式在結(jié)合多種主體數(shù)字化后，可實(shí)現(xiàn)針對不同場景下多個數(shù)字化主體協(xié)同合作，實(shí)現(xiàn)前端維修的數(shù)字化與智能化維修的蛻變，這是未來飛機(jī)維修業(yè)的發(fā)展方向。AR技術(shù)可以對獲得的工業(yè)大數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、過濾、沉淀、清洗等一系列處理操作，或從云端服務(wù)器處理獲取分析處理結(jié)果，從而進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)的沉淀及流程的優(yōu)化，甚至可以借此構(gòu)建數(shù)據(jù)模型和相關(guān)智能算法。

以AR工卡的實(shí)施為例，通過對工卡信息的重構(gòu)，人機(jī)交互過程的優(yōu)化，AR工卡的執(zhí)行將給工作者帶來全新的工作體驗(yàn)。

1） 場景化的執(zhí)行步驟：工作者面對的不再是一整版的文字任務(wù)，而是隨工作進(jìn)程而逐步展開的一幕幕場景，場景化便于工作者聚焦具體任務(wù)，充分了解當(dāng)前任務(wù)的同時免除無效信息的干擾；

2） 代入式的工作指引：在場景中，工作者具有上帝化的視角，增強(qiáng)簽署、輔助拍照、自動測量等輔助工具仿佛游戲裝備一樣揮手即來；手冊資料、經(jīng)驗(yàn)文檔、APS指引等借助知識圖譜技術(shù)可以更方便觸達(dá)；后臺專家也可以隨時呼叫，提供更多支援。

3） 沉浸式的工作體驗(yàn)：AR化工作方式建立的是一種資源找人、知識找人的新體驗(yàn)，工作者雖然“單兵作戰(zhàn)，裝備輕量”，但卻隨時處于“重炮火”的支援之下，營造了以人為中心的“工作場”，工作者可以最大程度地專注于工作進(jìn)程，避免頻繁中斷。

3.5 安全防控

安全是一切工作前提，也是底線。在智慧維修工場中，維修場景的所有相關(guān)要素均互聯(lián)互通，安全環(huán)環(huán)相扣，牽一發(fā)而動全身。同時因5G網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、圖像識別、AR/VR、經(jīng)驗(yàn)預(yù)判等新技術(shù)的引入，智慧維修工場中的安全防護(hù)又有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。

以最直接的生產(chǎn)對象飛機(jī)為例，在維修工場中，經(jīng)常需要推/拖飛機(jī)出入機(jī)庫，如何利用現(xiàn)代物聯(lián)和互聯(lián)技術(shù)保障飛機(jī)安全？傳統(tǒng)的人工監(jiān)控由于機(jī)身與維修平臺的間隙大小、視覺盲區(qū)、拖行線路干擾等而出現(xiàn)誤判，具有較高的風(fēng)險性。在智慧維修工場應(yīng)用中可采用三維建模技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)等新技術(shù)構(gòu)建飛機(jī)防撞功能，通過三維感知設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)庫內(nèi)部實(shí)時三維檢測，飛機(jī)輪廓提取，實(shí)時比對，實(shí)時預(yù)警，基于低時延、高帶寬的5G網(wǎng)絡(luò)將信息實(shí)時傳送至終端和云控平臺，指引飛機(jī)安全出入機(jī)庫。

飛機(jī)入庫防撞只是維修工場中一個普通的安全生產(chǎn)示例，在實(shí)際生產(chǎn)中還涉及維修人員安全、維修場地安全、維修物料安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全等關(guān)鍵安全要素，要保證工場中各個環(huán)節(jié)的安全，除了新技術(shù)新設(shè)備的運(yùn)用外，還要構(gòu)建與之適應(yīng)的管理制度，設(shè)立管理機(jī)構(gòu)，組建管理團(tuán)隊，對整個工場運(yùn)轉(zhuǎn)全局的把控和實(shí)時的管理。

3.6 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是行業(yè)健康有序發(fā)展不可或缺的寶典，它既是工作的理論依據(jù)，又是工作安全開展的避坑指南，但標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不是一成不變的，傳統(tǒng)的維修標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范在現(xiàn)代的維修工作中已逐漸不相適應(yīng)，它亟需更新技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合維修生產(chǎn)實(shí)際中的實(shí)例、數(shù)據(jù)積累，通過實(shí)踐分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，不斷優(yōu)化更迭，以適應(yīng)傳統(tǒng)維修到智慧維修的轉(zhuǎn)變。

維修標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來源于維修工作，經(jīng)研究、優(yōu)化、賦能后，再指導(dǎo)維修工作的實(shí)施，是“取之于彼，用之于彼”的螺旋上升式的良性循環(huán)。智慧維修的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制定應(yīng)圍繞智慧建設(shè)的主線，充分研究維修工場各個環(huán)節(jié)，全面考慮智慧維修涉及的各個生產(chǎn)要素，高屋建瓴，系統(tǒng)考量，細(xì)節(jié)打磨，分門別類，并建立動態(tài)修正機(jī)制，以實(shí)踐為指導(dǎo)，糾偏糾錯，為智慧維修發(fā)展提供理論支撐。

4 結(jié)語

作為我國的國家重點(diǎn)規(guī)劃之一，國家對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)從產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)推動等方面均給予了極大的幫扶和支持，發(fā)展前景可謂極其廣闊。民航飛機(jī)維修業(yè)的數(shù)字化信息化建設(shè)在民航領(lǐng)域中位居前列，具備搭建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系的先天優(yōu)勢。但是搭建較為完善的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系不僅需要實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，更需要長期的較大資金投入與技術(shù)投入，且沒有特別明確的投資回報率和盈利模式，對于以盈利為主的航空公司來說不得不說值得慎重考慮。此文對民航搭建互聯(lián)網(wǎng)體系下的民機(jī)智慧維修生態(tài)體系架構(gòu)作初步的研究與探索，僅為各航空公司搭建體系做參考和指引。

多措并舉統(tǒng)籌推進(jìn) 持續(xù)打造“四過硬”的南航機(jī)務(wù)班組長隊伍——南航技術(shù)分公司積極探索“一四五六”班組長隊伍建設(shè)組織體系

機(jī)務(wù)班組，是民航安全生產(chǎn)鏈條上最基礎(chǔ)的一環(huán)，是確保隊伍穩(wěn)定、實(shí)現(xiàn)安全質(zhì)量提升、夯實(shí)“三基”建設(shè)的重要力量。今年，技術(shù)分公司全面加強(qiáng)南航機(jī)務(wù)系統(tǒng)班組長隊伍建設(shè)規(guī)劃、高質(zhì)量推動“選育管用”環(huán)節(jié)，致力打造一支結(jié)構(gòu)合理、作風(fēng)優(yōu)良的優(yōu)秀班組長隊伍。

系統(tǒng)盤點(diǎn)，摸清班組長隊伍底數(shù)和結(jié)構(gòu)

南航機(jī)務(wù)系統(tǒng)班組長包括分隊長、工段長和班組長，目前總?cè)藬?shù)為1300余人。今年3月，技術(shù)分公司啟動調(diào)研，綜合分析研判班組長隊伍結(jié)構(gòu)、隊伍職責(zé)、提升需求和面臨挑戰(zhàn)等方面。技術(shù)分公司堅持問題導(dǎo)向，將班組長能力建設(shè)定位在業(yè)務(wù)技能、管理溝通、素質(zhì)提升三個方面。

整體提升，著力打造班組長“強(qiáng)基賦能”工程

技術(shù)分公司著力打造干部人才隊伍建設(shè)“五項(xiàng)工程”，以“強(qiáng)基賦能”工程為抓手，逐步形成南航機(jī)務(wù)系統(tǒng)班組長隊伍建設(shè)“一四五六”總思路，即以“一張清單”明確班組長崗位權(quán)責(zé)，以“四個規(guī)范”梳理班組長聘任管理制度，以“五類課程”做好班組長培養(yǎng)工作，以“六項(xiàng)機(jī)制”支撐班組長“選育管用”體系，為著力打造一支政治過硬、本領(lǐng)過硬、紀(jì)律過硬、作風(fēng)過硬的班組長隊伍。

統(tǒng)籌推進(jìn)，讓“班組長”成為青年員工向往的崗位經(jīng)歷

今年，技術(shù)分公司持續(xù)舉辦機(jī)務(wù)系統(tǒng)班組長培訓(xùn)優(yōu)秀班、提升班和初始班，組織評選2021年度南航機(jī)務(wù)系統(tǒng)“十佳班組長”，大力選樹優(yōu)秀班組長代表，講好機(jī)務(wù)班組長故事，樹立班組長“能上”的導(dǎo)向，真正讓“班組長”成為青年員工向往的崗位經(jīng)歷。

下一步，技術(shù)分公司將持續(xù)落實(shí)南航集團(tuán)黨組關(guān)于“三長”隊伍建設(shè)的決策部署，充分發(fā)揮“總部管總”能力，統(tǒng)籌推動南航機(jī)務(wù)班組長隊伍建設(shè)落地，為打造世界一流航空維修服務(wù)品牌夯實(shí)維修管理基礎(chǔ)。