國內航空企業應用增強現實技術可行性分析

杜永濤 中國人民大學商學院

一、增強現實技術概述

（一）增強現實技術定義

增強現實技術，英文名Augmented Reality，簡寫AR，是一種將真實世界與虛擬信息融合的技術，它可以將真實的環境和虛擬的物體實時疊加到同一個畫面或空間。增強現實技術廣泛運用了三維建模、智能交互、多媒體、實時跟蹤及注冊、傳感等多種技術手段，將計算機生成的視頻、文字、圖像、三維模型、音樂等虛擬信息模擬仿真后，應用到真實世界中，兩種信息互為補充，從而實現對真實世界的“增強”。

（二）增強現實技術發展歷史

增強現實技術的起源于20世紀五、六十年代，第一款名為Sensorama Stimulator的增強現實設備是一名電影制作人兼發明家Morton Heilig發明的。Sensorama Stimulator將視覺、聽覺、嗅覺和振動結合在一起，讓人們感受在紐約的布魯克林街道上騎著摩托車風馳電掣的場景。這個發明在當時非常超前。以此為契機，增強現實技術展開了它的發展史。

增強現實技術的應用在各個領域都有的顛覆性、革命性，并由此獲得了大量關注。在20世紀90年代，就有應用增強現實技術的3D游戲上市，但由于當時的增強現實技術存在延遲長、價格高、計算能力有限等缺陷，這些增強現實類游戲產品以失敗收尾，第一次增強現實技術熱潮就此消退。2014年至2016年，增強現實技術領域共獲得225筆風險投資，投資總額達到了35億美元，標志著第二次增強現實技術熱潮正式開始。第二次熱潮還有一個重要特征就是增強現實技術擴展到更多的新領域，如設計制造、虛擬仿真教學、城市規劃、手術診療等。這次熱潮還在一定程度上改變了消費者、企業與數字世界的互動方式和觀念。消費者意識到2D的局限性，更期望從2D轉移到沉浸感更強的3D，以此獲得更多的消費體驗。企業更期望通過增強現實技術提高效率、降低成本。

（三）增強現實技術在制造領域的應用案例

GE公司將最新研發的智能扭矩扳手和增強現實技術應用到航空發動機裝配中。GE公司選擇業界知名的Upskill公司為其研發一種名為Skylight的增強現實工業軟件，該軟件可以安裝在谷歌智能眼鏡Google Glass中使用，并配合智能扳手進行項目試點。當機械師使用智能扭矩扳手進行螺母擰緊工作時，Skylight軟件會通過谷歌智能眼鏡提醒他們實時調整擰緊力矩，避免出現過松或過緊的現象。使用這套智能工具后，機械師的錯誤率明顯下降，平均生產效率比使用傳統工作方法提高了8%～12%，降低了成本。

歐洲航空巨頭空客公司將增強現實技術應用到裝配質量檢查環節。在空客A350、A380的生產線上，空客公司的質量檢查團隊通過使用智能增強現實工具（SART）可以快速完成機身上幾萬個管線定位托架的安裝質量管理工作。檢查人員使用智能增強現實工具訪問飛機3D模型，并將操作和安裝結果與原始數字設計進行對比，以檢查是否有缺失、錯誤定位或托架損壞。檢查完畢后，智能增強現實工具還會自動生成一份報告，報告中包括各種細節，方便工作人員對其進行快速定位、替換或者修理。以A380機身檢查為例，空客質量檢查團隊需檢查8萬多個托架，傳統方式耗時3周，使用智能增強現實工具后，檢查周期縮短至3天。

二、增強現實技術在航空維修領域應用的可行性分析

（一）增強現實技術成熟度曲線分析

技術成熟度曲線（The Hype Cycle），又稱技術光環曲線，循環曲線，指的是企業用來評估新科技的可見度，利用時間軸與市面上的可見度決定要不要采用新科技的一種工具，曲線分五個階段：

1.科技誕生的促動期(Technology Trigger)：此階段，隨著媒體大肆的報道過度，非理性的渲染，產品的知名度無所不在，然而隨著這個科技的缺點、問題的出現，失敗的案例多于成功的案例。

2.過高期望的峰值（Peak of Inflated Expectations）：早期公眾的過分關注演繹出了一系列成功的故事，同時也有眾多失敗的例子。對于失敗，有些公司采取了補救措施，而大部分卻無動于衷。

3.泡沫化的底谷期(Trough of Disillusionment)：在歷經前面階段后存活的科技經過多方扎實有重點的試驗，對此科技的適用范圍及限制有了更深刻的了解，成功并能存活的經營模式逐漸成長。

4.穩步攀升的光明期(Slope of Enlightenment)：在此階段，有一新科技的誕生，在市面上受到主要媒體與業界高度的注意。

5.實質生產的高峰期(Plateau of Productivity)：在此階段，新科技產生的利益與潛力被市場實際接受，實質支援此經營模式的工具、方法論經過數代的演進，進入了非常成熟的階段。

五個階段如下圖所示。

2018年8月 Gartner公司通過研究公布的成熟度曲線。從數據來看增強現實技術已經位于“泡沫化的低谷期”的尾聲。增強現實技術將于2018年8月之后的5至10年進入“實質生產的高峰期”。最晚到2028年，徹底改變用戶感知世界的方式的增強現實技術將帶來新的身臨其境的體驗。 與此同時報告還印證了增強現實技術提高生產力的潛力，并且5G、物聯網等周邊技術的發展會加速增強現實技術的實現。增強現實技術是沉浸式技術中的一個類別，到2022年前后，70%的企業將嘗試使用沉浸式技術進行消費和企業使用，25%將部署到生產中。

增強現實技術成熟度曲線如下圖所示。

（二）航空公司運營成本分析

航空公司運營成本計算非常復雜，能夠影響運營成本的因素很多，如窄體客機和寬體客機運營成本不同，不同航線的運營成本不同，飛機產權方和飛機租賃方的運營成本也不同等等。

根據中國民用航空局發布《2018 年民航行業發展統計公報》來看，中國東部地區旅客吞吐量占全國的53.2%，中國東部地區的貨郵吞吐量占全國的74.4%。東部地區在旅客和貨郵兩個方面都占比很大。下面就東部地區航空公司部分航線運營成本進行一下具體分析。

據中國產業信息網發布的《2018年中國航空運營成本測算、機場收益水平、飛機投放存在提升空間及航空行業發展趨勢分析》來看，北京-上海航線的窄體客機運營成本和寬體客機運營成本如下表所示：

從上表分析得出，在飛機運營成本的9大類中，前4位成本分別是航油成本、折舊成本、維修成本、起降費。其中維修成本位列寬體客機第3，窄體客機第4。但是在這4類成本中，航油成本、折舊成本、起降費受政府調控和國際因素影響較大，只有維修成本是各個航空公司可以通過提高效率等方法來壓縮的。

目前航空公司依然沿用傳統的方式進行飛機維護，一線員工在工作過程中需嚴格遵守被中國民用航空局批準的公司流程與法規，維護飛機的工作以工卡形式下發，即便是個別航空公司有電子工卡，但是也沒能解決工卡和電子工卡的不友好人機交互界面。每項工作都需要多個部門配合，一線員工操作來完成，工作流程非常復雜。隨著航空制造領域新技術、新材料的應用，飛機固有可靠性極大提高，影響飛機良好率的最大因素早已變成人為因素了。在工作中如何提高一線員工的工作質量，防止出現人為差錯，已經是民航界要面對的頭號大敵。減少人為差錯可以降低運營成本。

（三）增強現實技術在航空維修企業中應用的優勢

增強現實技術可以提高民航一線員工工作效率，使一線員工工作更加流暢，極大的避免了看一眼工卡做一個步驟的工作方式。減少了一線員工在工作的時候在《圖解零部件手冊》、《飛機維護手冊》、《故障隔離手冊》等多個手冊之間來回切換，極大減少了查閱手冊的時間，解放了雙手。增強現實技術還提供了所見及所做的便利，減少一線員工找錯部件、用錯工具、做錯步驟等人為差錯的發生。增強現實技術可以記錄員工工作的真實情況，方便進行事故調查，減少事故調查周期。增強現實技術的應用使得改進企業組織結構，減少組織分層成為可能，使得公司可以進一步改進人員配置提高團隊工作效率。

（四）政策層面上的支持

中國民用航空局近期發布了民航發《關于統籌推進民航降成本工作的實施意見》〔2019〕27號文件。文件中明確指出其主要目標是“經過1至2年努力，民航企業成本負擔明顯下降，進一步優化民航營商環境”。文件中第十七條中還明確指出“鼓勵先進技術應用。鼓勵民航企業充分利用新一代信息技術、互聯網+等手段，優化業務流程，強化業務協同”。這個是中國民用航空局以降低民航企業成本單獨發布的政策類公告，是政府部門全力支持各航空公司降低運營成本的一大舉措。

（五）增強現實技術相關產品支持

目前市面上已經有非常成熟的增強現實技術的硬件產品，如Magic Leap公司生產的Magic Leap one增強現實眼鏡，微軟的HoloLens 2增強現實眼鏡，兩家還有針對其硬件產品的解決方案。消費級硬件產品的上市標志著增強現實技術已經從單純的工程定制轉型至產品和解決方案方向發展了。增強現實技術已經從概念階段轉向成品階段。

三、航空企業組織再造設想

（一）航空公司組織構架現狀

目前主營業務是航線保障的航空公司組織構架依然使用直線職能制，主營業務是飛機定期檢查和改裝的航空修理廠的不組織構架為直線職能制或矩陣制。

直線職能制的顯著缺點是，隨著航空公司的規模進一步擴大，職能部門也將隨之增多，各部門之間橫向聯系和協作將變得越來越復雜和困難。各業務和職能部門向高級管理者請示、匯報的事項也越來越多，高級管理者將無法從事務性工作上脫身，無暇顧及公司面臨的重大問題。

（二）航空公司組織構架再造

增強現實技術的應用，可以改變公司內部工作流程，可以極大的改善各部門之間的橫向聯系和協作。公司可以順利的從直線職能制轉向矩陣制組織形態，使組織結構進一步扁平化。矩陣制的優勢也很明顯，組織內部橫向聯系和縱向聯系都很順暢，有利于加強各職能部門之間的協作和配合。在不增加機構和人員編制的情況下將不同部門的專業人員集中在一起，組建方便。能夠以相對穩定的組織結構來完成多變的工作任務。使得公司綜合管理和專業管理的結合成為可能。

綜上所述，增強現實技術在民用航空設計制造領域的應用已經取得了驕人的戰績。隨著這項技術的進一步發展和完善，產品的價格進一步的降低，政府相關職能部門的支持力度也逐步增強，該技術已經具備了進入民用航空維修領域的條件。一旦增強現實技術進入航空公司和航空修理廠將會極大的改善工作效率，并降低運營成本，還有可能引發航空企業的組織變革。