作為保障飛機安全運行的關鍵環(huán)節(jié)，航空維修的重要性不言而喻。東航以“智慧機務”為核心，首次將“黑燈工廠”理念引入航空機庫場景，通過5G通信、數(shù)字孿生、智能物流等新技術的應用，試圖破解航空維修領域長期存在的效率瓶頸與管理難題。
航空業(yè)是現(xiàn)代交通運輸體系的重要組成部分，其高效運營離不開先進的機庫設施與智能化管理系統(tǒng)。隨著航空運輸需求不斷增長以及技術持續(xù)進步，傳統(tǒng)的機庫管理模式在應對日益復雜的飛機維修、保養(yǎng)及調(diào)配任務時逐漸暴露出諸多局限性。為提升機庫運營效率、保障航班安全、優(yōu)化資源配置，東方航空技術有限公司（以下簡稱“東航技術”）積極開展航司機務業(yè)務數(shù)字化轉(zhuǎn)型探索，旨在實現(xiàn)東航機務智慧維修的戰(zhàn)略目標。
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，民航機隊規(guī)模持續(xù)擴張�！吨袊沙掷m(xù)交通發(fā)展報告（2023）》顯示，截至2023年末，全國擁有民航運輸飛機在冊架數(shù)4270架，比上年末增加105架。機隊規(guī)模的不斷壯大，直接帶動航空維修需求同步激增。
作為保障飛機安全運行的關鍵環(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。在傳統(tǒng)的機庫管理模式下，維修人員主要依靠紙質(zhì)工卡和經(jīng)驗進行操作，信息記錄和傳遞效率低下，容易出現(xiàn)人為差錯；航材管理依賴人工盤點和紙質(zhì)記錄，導致庫存信息不準確，航材調(diào)配不及時；在面對復雜故障時，缺乏高效的遠程技術支持手段，排故時間長，影響航班正常運行。這些問題嚴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、積極探索智慧機務維修
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。為有效應對這些挑戰(zhàn)，東航技術憑借其在5G技術應用及數(shù)字化轉(zhuǎn)型領域的先發(fā)優(yōu)勢，圍繞智慧機務維修的各種方案展開積極探索，致力于實現(xiàn)更高層次的自動化與智能化。
2021年，東航技術聯(lián)合阿里巴巴菜鳥集團，共同打造智慧機務整體解決方案，全面支撐東航機務數(shù)字化轉(zhuǎn)型，驅(qū)動安全高效生產(chǎn)。目前，東航技術通過5G、無人車、AGV機器人、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生、XR及人工智能等新技術，結(jié)合航空維修中不同的應用場景，重新優(yōu)化現(xiàn)有的維修模式，有效實現(xiàn)維修過程輔助和智能管理決策。
其中，東航技術在智慧機庫項目中借鑒“黑燈工廠”的理念，整合多個智能化應用場景，包括智能互聯(lián)機庫、智能維修系統(tǒng)、自動化倉儲機器人、智能工具間等，并通過統(tǒng)一的平臺架構與數(shù)據(jù)交互標準，實現(xiàn)各場景之間的深度協(xié)同與信息共享。這種協(xié)同效應使智慧機庫能夠形成一個有機整體，為東航的機務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域?qū)崿F(xiàn)更高水平的智能化與自動化發(fā)展。
03、東航智慧機庫設計思路
東航致力于實現(xiàn)機務的精細化運營，關鍵能力在于智能設備的融合與基建的升級。通過深度應用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、機器人等技術，支撐傳統(tǒng)基礎設施的轉(zhuǎn)型升級，進而形成新一代東航機務的融合基礎設施。
在整體設計思路上，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，并建立各類設施設備的物理模型，實現(xiàn)新一代東航智能互聯(lián)機庫的萬物互聯(lián)基礎設施。
為打破各業(yè)務系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，東航構建了智能互聯(lián)機庫相關數(shù)據(jù)模型的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，并增強電子地圖與UWB室內(nèi)定位的應用，以應用場景為目標實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合。這一舉措有助于實現(xiàn)各業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)的高效打通，提升整體運營效率。
東航充分利用機庫的物理模型、傳感器更新、地圖與定位、業(yè)務數(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)字孿生技術的應用，使東航能夠更高效地運營機庫現(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)融合與智慧應用以及數(shù)字孿生與高效反饋等理念的應用。這些理念共同構成東航機務創(chuàng)新發(fā)展新模式的核心要素，推動了東航機務向更高效、更智能的方向邁進。
04、智慧機庫項目建設情況
目前東航智慧機庫項目已完成兩期建設。其中，一期項目為青浦培訓中心（研發(fā)中心），該場地因機務實操培訓場景與生產(chǎn)場景高度相似，是理想的試點場所。項目重點驗證了基于5G環(huán)境的航材自動運輸與自動分揀功能，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.航材自動化運輸：通過AGV等自動運輸設備，實現(xiàn)航材在機庫內(nèi)的自動化運輸。AGV小車能夠根據(jù)維修工單的需求，自動從航材庫中提取所需的航材，并運輸?shù)斤w機維修位置，大幅縮短航材配送時間。
AGV自動運輸設備
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，實現(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）技術或藍牙技術，實現(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.維修機庫數(shù)字孿生：運用數(shù)字孿生技術，對維修機庫進行數(shù)字化還原，實現(xiàn)物理機庫與虛擬機庫的實時同步。通過數(shù)字孿生機庫，可以實時查看飛機的維修進度、設備的運行狀態(tài)、人員的工作情況等信息。
數(shù)字孿生
5.機務維修全流程數(shù)字化：將機務維修的各個環(huán)節(jié)進行數(shù)字化管理，從維修計劃的制定、維修任務的分配，到維修過程的記錄和質(zhì)量檢驗，實現(xiàn)全程數(shù)字化操作。
6.智能視覺識別：利用AI技術和智能攝像頭，實現(xiàn)對飛機表面損傷、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、準確地檢測出飛機表面的劃痕、凹坑等損傷，并對損傷的程度進行評估。
智能視覺識別
在二期的虹橋維修基地項目中，東航基于“智能設備、融合基建，全局感知、泛在連接，數(shù)據(jù)融合、智慧應用，數(shù)字孿生、高效運營”的先進建設理念，進行了全方位的規(guī)劃和建設，在完整實現(xiàn)一期規(guī)劃的全部功能模塊基礎上，著重強化生產(chǎn)場景的實際應用支撐能力，確保各項技術成果能夠切實服務于機庫日常生產(chǎn)運營，提升整體生產(chǎn)效率與管理水平，打造一個集自動化、智慧化、實用化于一體的現(xiàn)代化機庫管理體系。
05、項目亮點與實踐路徑
在智慧民航建設中，如何通過數(shù)字化、智能化技術的應用實現(xiàn)降本增效，是各方關注的核心。在這一背景下，東航將眾多科技創(chuàng)新成果應用到智慧機庫項目中，使機務維修水平得到全方位提升。
1.技術基礎與平臺搭建
5G技術：作為智慧機庫建設的關鍵技術之一，5G技術為機庫內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸提供了高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡支持。
物聯(lián)網(wǎng)技術：通過部署各類傳感器和智能設備，實現(xiàn)機庫內(nèi)人員、設備、航材等生產(chǎn)要素的互聯(lián)互通和實時監(jiān)控。
云平臺：構建統(tǒng)一的云平臺，對機庫內(nèi)的各類數(shù)據(jù)進行存儲、處理和分析，為智能化管理提供決策支持。
2.業(yè)務場景數(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自動導航車等設備，實現(xiàn)維修流程的數(shù)字化和自動化。維修人員可以通過移動終端接收任務、查看工卡、領用航材和工具，并通過智能設備進行維修作業(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，實現(xiàn)對機庫內(nèi)功能區(qū)的安全進入監(jiān)控。同時，通過高清攝像頭和智能算法，實時監(jiān)測機庫內(nèi)的安全狀況，及時發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患。
生產(chǎn)管理數(shù)字化：通過構建數(shù)字孿生機庫模型，實現(xiàn)機庫內(nèi)生產(chǎn)要素的虛擬映射和實時監(jiān)控。管理人員可以通過數(shù)字孿生大屏直觀地了解機庫內(nèi)的生產(chǎn)狀況和運營效率，并進行優(yōu)化調(diào)整。
3.智能化應用與決策支持
AR/VR輔助維修：通過增強現(xiàn)實（AR）和虛擬現(xiàn)實（VR）技術，為維修人員提供直觀的維修指導和培訓。維修人員可以通過佩戴AR眼鏡或VR頭盔，實時查看維修步驟和操作要點，提高維修效率和準確性。
VR輔助維修
AI輔助決策：利用人工智能算法對機庫內(nèi)的各類數(shù)據(jù)進行分析和挖掘，為管理人員提供智能化的決策支持。例如，通過預測性維修算法提前發(fā)現(xiàn)潛在故障并進行預警處理；通過優(yōu)化算法對維修計劃和資源配置進行優(yōu)化調(diào)整等。
4.人才培養(yǎng)與團隊建設
技能培訓：通過構建VR智能機務培訓平臺，為維修人員提供虛擬化的技能培訓環(huán)境。維修人員可以在模擬環(huán)境中進行反復練習和考核，提高實際操作能力和應對突發(fā)情況的能力。
團隊建設：加強跨學科、跨領域的團隊建設，培養(yǎng)具備信息技術和航空維修知識的復合型人才。同時，加強與國際先進航空公司的交流與合作，引進先進技術和管理經(jīng)驗。
06、項目效果與未來發(fā)展
東航智慧機庫項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，還創(chuàng)新了運營模式，在維修基地的一線現(xiàn)場實現(xiàn)數(shù)字孿生、自動化倉儲、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)型以及整個航空業(yè)發(fā)展具有重要的借鑒意義和推動作用。
當前，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，預計2029年超300億美元，全球市場2030年將達數(shù)千億，航空器數(shù)量增長、機隊規(guī)模擴大及老舊機型增多拉動維修需求。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，智能設備減少人工操作。同時，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，推動資源循環(huán)利用。
展望未來，東航將繼續(xù)深化智慧機庫建設，推動機務業(yè)務的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級。在新基建時代，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，進一步優(yōu)化機庫的運營管理。通過構建智能互聯(lián)的基礎設施，實現(xiàn)機庫內(nèi)人員、設備、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，東航將探索數(shù)字孿生技術的深度應用，打造虛擬與現(xiàn)實相結(jié)合的智慧機庫，為維修決策提供更精準的數(shù)據(jù)支持。此外，東航還將加強綠色環(huán)保理念在機庫建設中的應用，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)責任。
通過持續(xù)的技術創(chuàng)新與模式優(yōu)化，東航智慧機庫建設將為航空維修行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型樹立新的標桿，引領行業(yè)邁向更高效、更智能、更綠色的未來。
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