淺談民航維修數字化的挑戰及發展路徑

周激光

隨著近年來信息技術的高速發展，信息化、網絡化的概念深入人心，民航維修業的參與者也不同程度地介入了數字化的洪流中，開始為數字維修的目標而努力。但是，在民航維修數字化的發展過程中，數據存儲、數據獲取和數據分析的過程仍然面臨著重大挑戰，如何抓住這次重大變革機遇，進一步提高民航業的整體維修水平，是每一位行業參與者都在思索的問題，本文嘗試對此做一簡單的探討。

隨著數字化的概念逐漸滲入航空領域的方方面面，民航維修業也開始興起數字維修。部分先行一步的企業已經從數字化中嘗到了甜頭，很多行業的領頭羊更是紛紛布局，爭取在數字化洪流中占據更多的先機：空客公司組建了全新的MRO聯盟，大力推廣其全新的航空數據開放平臺——“智慧天空”（SKYWISE）;GE航空集團宣布和微軟聯手，將GE的數據和其專業數據分析能力與微軟Azure的規模化相結合，為行業提供更強大的解決方案，加速航空數字化轉型;波音將“提供專業的數據分析服務”列為其全球服務集團（BGS）的四大業務領域之一，將分散在公司各個業務領域的800余名數據分析專家聚集在一起，啟動AnalytX數據分析服務。

相對而言，國內航空公司和維修企業由于缺乏上游制造廠家的知識產權優勢，處于相對劣勢的地位，但近年也開始進行多方向的積極嘗試。比如南航的飛機遠程診斷系統，國航的飛機狀態預測和維修作業管理（APCM）平臺，東航與GE合作開發的FLIGHTPULSE飛行品質分析軟件，海航自主打造飛機健康管理大數據應用平臺等，都在一定程度上改變了民航機務維修的傳統模式，提高了維修效率和維修品質，但總體來說仍顯投入不足，進展比較緩慢。

數字化維修的定位

從美國帕羅奧多研究中心（PARC）的馬克·韋澤（Mark Weiser）提出人類最終將進入“普適計算”，到麻省理工學院的Kevin Ash-ton教授在1991年提出的“物聯網”（The Internet of things）概念，再到2006年，由技術界人士凱文·凱利和蓋里·沃爾夫發起的“量化自身運動”，無一不是在借助無所不在的“傳感器”突破空間與時間的限制，實現對生活中的萬事萬物甚至對人體本身的數字化全面監測。而對于民航維修領域來說，研究的目標是飛機這一天生具有“數字化基因”的現代科技產物，更加需要主動運用數據的思維方式開展對飛機的認識，即用“數字化”的思維去維修。

數字化這一概念，雖然在實際工作中經常被提起，但很多人可能并不能給出一個清晰的定義，或者說目前根本不存在這樣一個能夠達成共識的、清晰的定義。最初數字化是指一系列數字0和1的形式呈現（的信號或數據），通常由電壓或磁性極化強度等物理量的值所代表。而現在數字化明顯被賦予了更加廣泛的含義，通常說的企業數字化轉型實際上就是對業務過程進行重塑，從系統性的角度對企業組織架構和業務流程等關鍵點進行徹底優化，使其更加適應更全面的在線環境，進而全面實現無需人工介入的自動化過程。

從以上概念可以看出，數字化首先必須是全面的，僅僅擁有網站或信息軟件等是遠遠不夠的。習近平總書記在4月20日召開的全國網絡安全和信息化工作會議上說道“信息化為中華民族帶來了千載難逢的機遇”。“企業進行數字化轉型”“工業互聯網成為經濟發展新趨勢”等已是全球共識，各項政策也紛紛出臺，數字化的東風已經撲面而來。很多維修企業已經意識到數字化能夠帶來的巨大幫助，但大多依然缺乏從戰略高度來實施數字化轉型的勇氣，只是在某些具有開發能力的部門進行零散的推進，或者在某些忍無可忍的低效率環節借鑒一些成型的數字產品，以此來做一個“偽數字化”轉型，而這種做法其實是不利于數字化推進的。普拉哈拉德和奧斯特維德通過觀察大量企業改制的實踐，告訴我們成功的企業轉型一定要從思想上推陳出新，在管理上不斷創新;轉型涉及的必須是全面的深入改造，必須在企業戰略層面上為企業創建新的愿景，即轉型既要涉及具體行動上的轉型，又要在思想意識上深入人心;轉型必須建立一個新的管理和運營系統，包括績效考核、職業生涯規劃、運營管理、產品開發等方面。也只有這樣，數字化轉型才能得到自上而下的重視，讓數字化維修為維修全過程服務，真正起到提質增效的作用。

其次，民航維修數字化必須要合法合規。在符合中國民航及相關當局規章要求的前提下，合法合規地進行數字化轉型，如此方能確保一個良性、健康的發展，保證安全生產的平穩過渡。我國民機制造企業已在設計階段實施數字化工程，數據標準得到統一，信息系統基本覆蓋全業務領域，并收集和存儲了企業幾乎所有的結構和非結構化數據。但飛機維修業仍然缺乏標準化基礎，以及缺乏數據交換、交易、共享和開放的相關標準和規范，這也對數字化理念在維修領域中的推廣和應用帶來了一定的影響。

再次，數字化轉型要本著兼容并蓄，開放共享的心態。維修企業數字化的所有鏈條并不需要全部自主完成，應該學會“拿來主義，借力打力”，借用其他專業公司更加成熟強大的產品可能更有利于自身的數字化轉型。尤其是在轉型前期可能需要大量資源投入和設備維護費用，不管是資金還是人員方面，都可能會讓企業迅速陷入捉襟見肘的兩難境地，而恰當選擇數字化的切入點，合理規劃，可以避免這種狀況的發生。此外，數字化應該以營造行業生態為目標，樂于接受合作伙伴和外部合作，推動行業標準統一，尋求共同進步。例如，互聯網開源技術體系能夠在短時間內快速興起的原因，正是其所具備的開放性，這不僅更加有利于公平競爭，還刺激了大量的創新，減少了大量的重復性勞動，而且以其具有的極強時效性倒逼技術和應用在短期內快速更新迭代，弱化了技術的先發優勢，極大地推動了整個行業的發展。

數字化維修面臨的主要問題數據存儲

隨著飛機數量的增多和業務規模的擴大，數據級數會出現幾何倍數的遞增，如何滿足海量數據的存儲需求是一個艱巨的挑戰。數據存儲市場目前呈寡頭壟斷狀態，亞馬遜AWS、微軟Azure、阿里云、騰訊云、華為云等占據了全球主要市場。按照甲骨文公司的預測，到2025年企業自主的數據中心將減少80%，企業級的云將成為最安全的IT設施。因此，航空公司或維修企業完全可以選擇第三方成熟的數據存儲解決方案，既實現了穩定可靠的存儲，也解放了自身本就匱乏的數據技術人員，使之可以全心投入新領域、新應用的業務開發中。

數據獲取和數據分析

解決了海量數據的存儲問題后，“數字化”的關鍵在于兩個問題：獲取高質量的數據和打造高質量的數據分析體系。

對于民航維修業來說，數據大致可以分為維修業務數據和飛機技術數據兩類。

1）維修業務數據

維修業務數據，也就是在生產計劃、航線/定檢維修、工程管理、航材周轉和質量控制等各個環節內產生的業務數據，目前的普遍做法是由工作人員錄入相關的業務系統中，受地域差異、公司文化和歷史習慣等的影響，此類數據存在錄入標準不統一、數字化程度不高、丟失，錯誤率較高等諸多問題，“嘈雜”和“噪聲”數據問題較多，如何分離這些“嘈雜”和“噪聲”就變成了十分突出的任務。

對于較早實現信息化的維修企業，可能會使用所謂的“業務系統”，即遵循一定規則開發的業務信息系統，但也依然存在各系統間互不聯通的“孤島”現象;另外一些在信息化發展方面較落后的維修企業中，目前仍然采用原始數據記錄方式，甚至是一些通過郵件傳遞的電子表格、文檔等互相孤立的文本，數據采集和整理面臨著極大的困難。對于這種情況，目前主流的處理方法是要通過自然語言處理法對此類數據進行識別、分類和提取，然后整理為可被使用的結構化數據，但依然有部分數據無法被機器準確識別，需要進行人工梳理。

在分析方面，對進行規整后的這類數據進行分析和利用相對容易，各種成熟的第三方基本算法、業務邏輯系統可以直接套用，完成對數據進行的分析、計算和展示。

2）飛機技術數據

飛機技術數據，主要指從飛機上的數據采集設備采集到的工程數據，包含FDR、QAR/DAR、SAR數據和ACMS報文等。盡管各機型的數據采集組件名稱和傳輸方式不盡相同，但是原理相通，都是把各系統的參數以各種規范的方式傳輸到記錄器中記錄下來，因此這種數據的規范性很好，數據連續而且準確率高。

把此類數據還原到可讀狀態需要一個解碼的過程，目前更多公司采用第三方的解碼軟件如SAGEMAGS、AIRFASE、TDRS等實現;也有部分公司自行嘗試開發，不但可以給后續的數據轉存和分析帶來更多便利，解碼程序的開發過程也讓技術人員對數據結構和數據規范有了更深的了解。

將飛機技術數據轉化為可讀狀態后，如何對其進行應用是更加豐富和有難度的課題。此類數據體量極大而且增長迅速，在數據海量增長與駕馭海量數據的能力發展緩慢之間存在的矛盾，暴露出了多個需要持續研究和探索的問題：如何改進陳舊方法，發掘新的方法;如何讓數據得到合理的分析和詮釋，以可視化有價值的樣貌提供給需要使用的人員;如何通過多個數據的組合或變化趨勢，提前預警事件或進行故障預判。此外，技術數據中還可能存在很多未曾發現或無法解釋的問題，需要建立相關性分析的理念，以數據驅動問題，從數據中挖掘更多可以利用的價值。

綜上所述，對于維修業務數據來說，獲取高質量數據難，打造高質量數據分析體系易;而對于飛機技術數據來說，獲取高質量的數據易，打造高質量數據分析體系難。但是無論是維修業務數據還是飛機技術數據，目標都是打造一個“重裝備、輕場域”的數字化產品，無論后臺的邏輯和算法多復雜，呈現出來的應該是最輕量級、最易于使用的產品形態。

數字化維修的發展路徑

數字化轉型是對全過程的數字化改造，是對行業的“大手術”，因此不可能一蹴而就，需要建立長期、全面和安全的發展路徑，這個發展路徑可以參考中國的一句古話：“高筑墻，廣積糧，緩稱王”。

“高筑墻”，“墻”指的是可靠的數據安全方案，很多企業不愿意把數據共享出來，并不是為了進行數據壟斷，而是出于對安全的擔憂。但是數字化必然伴隨著數據的開放，沒有數據的開放，就難以形成真正的大數據網絡，進而發揮數據的價值。從這個角度來說，數據安全應該包含兩層含義，一是對數據的有效保護，保證其不會在沒有授權的狀況下被傳播、使用甚至篡改;二是數據的合規共享，“高筑墻”的目的不是把自己完全封閉，與外界隔絕，而是構筑堅強的安全防御體系，在保證數據安全的前提下“開門開窗”，實現流暢的數據共享。

“廣積糧”，“糧”是建立在大量數據基礎上的算法、模型和事件解決方案等。數據要產生價值，必須通過一定的技術手段讓其“活”起來，這既需要具備數據處理的能力，還依賴于對場景和領域知識的熟悉。一方面，通過數據化平臺的合作，聚集既有大量數據積累又兼具扎實系統知識豐富維修經驗的工程師和具有開發能力的數據開發人才，根據實際需求不斷擴充或迭代算法、事件或解決方案，充實數據平臺的內涵，提升數據處理能力。產品化是數字化維修發展的另外一個目標，同大多數數字化產品類似，民航維修業的數據產品大致分為三類：數據服務產品、數據模型產品和數據應用產品。數據服務產品是基礎的數據服務，提供基礎的數據采集、傳輸、存儲和分發功能;數據模型產品是“數據+算法”的服務方式;數據應用產品直接對應具體場景，如飛機健康管理、具體的系統監控等，是“場景+數據+算法”的形式。

“緩稱王”，“王”是指不切實際的目標，數字化不是一蹴而就的，所有的目標都必須是一步一步優化的結果，不能建“空中樓閣”或盲目追求一個很高的目標。數字化更需要著力于建立強健的數字化業務系統，培養數字化的人才隊伍和提升自身維修品質，雖然說成功的數字化轉型必將為企業帶來可觀的成本節約，甚至輸出盈利，但是這一切應該是伴隨著數字化逐步完善強健、人才隊伍充盈雄壯而自然過渡的，而不是強行上馬或是靠行政命令強行推動，否則只會帶來“步子過大”的惡果，造成數字化與實際生產脫節。

數字化絕不僅僅只有這些，限于篇幅，只從以上角度進行一個簡單的論述。數字化的浪潮已經來臨，而且必將帶來一次空前的大規模轉型，將極大推進經濟增長和生產力提升。民航維修企業應該抓住這次重要變革浪潮，梳理行業架構，優化行業標準，樹立數字化思維，培養數字化人才，重塑良好的業界生態，最終實現全行業的整體進步。