后疫情時(shí)代的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新

齊汀

盡管新冠肺炎疫情對(duì)全球航空業(yè)的沖擊是前所未有的，但這并沒有阻擋行業(yè)不斷創(chuàng)新的步伐。進(jìn)入2020年的“下半場(chǎng)”，航空業(yè)已經(jīng)不再只有裁員、減產(chǎn)這樣令人扼腕的消息。

7月，波音宣布，盡管疫情對(duì)公司的發(fā)展產(chǎn)生了負(fù)面影響，但公司2020年將繼續(xù)在787-10飛機(jī)平臺(tái)上推進(jìn)“生態(tài)演示驗(yàn)證機(jī)”（ecoDemonstrator）計(jì)劃。另一行業(yè)巨頭空客則在一架使用了機(jī)載圖像識(shí)別技術(shù)的A350-1000飛機(jī)上成功實(shí)現(xiàn)了自主滑行、起飛和著陸，這意味著經(jīng)過兩年的試驗(yàn)后，空客的自主滑行和起降項(xiàng)目（ATTOL）取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

8月初，空客中國(guó)創(chuàng)新中心再度發(fā)力，“官宣”了在中國(guó)的5G空地互聯(lián)項(xiàng)目。除了將5G技術(shù)應(yīng)用于飛機(jī)互聯(lián)領(lǐng)域外，英國(guó)開始關(guān)注將這一技術(shù)應(yīng)用于復(fù)合材料的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。疫情后，為了助力本國(guó)航空制造業(yè)的發(fā)展，英國(guó)政府在位于布里斯托的國(guó)家復(fù)合材料制造中心開始部署5G網(wǎng)絡(luò)，以探索這一新興技術(shù)在復(fù)合材料生產(chǎn)中的創(chuàng)新應(yīng)用模式。

5G技術(shù)與飛機(jī)互聯(lián)

“4G改變生活，5G改變社會(huì)?！?G，即第五代移動(dòng)通信技術(shù)，如今已經(jīng)不僅對(duì)人們的日常生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，對(duì)航空業(yè)來說，5G技術(shù)已經(jīng)開始滲入產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)。

8月，空客宣布將通過其在深圳的創(chuàng)新中心與SkyFive公司一起探索開發(fā)滿足中國(guó)市場(chǎng)需求的5G空地互聯(lián)解決方案。一直擅長(zhǎng)本土化戰(zhàn)略的空客，2019年在深圳成立了創(chuàng)新中心，這一創(chuàng)新中心是空客除了美國(guó)硅谷技術(shù)與創(chuàng)新中心——A3之外，在全球的第二個(gè)創(chuàng)新中心，同時(shí)也是在亞洲設(shè)立的首個(gè)創(chuàng)新中心。

根據(jù)空客的規(guī)劃，深圳創(chuàng)新中心在成立之初將主要圍繞硬件實(shí)驗(yàn)室、客艙體驗(yàn)、互聯(lián)技術(shù)、制造業(yè)創(chuàng)新、城市空中交通等業(yè)務(wù)開展相關(guān)研發(fā)工作。此次啟動(dòng)的5G空地互聯(lián)業(yè)務(wù)則是創(chuàng)新中心互聯(lián)技術(shù)研發(fā)業(yè)務(wù)的一部分。

空客深圳創(chuàng)新中心的互聯(lián)技術(shù)項(xiàng)目研發(fā)主要包括兩個(gè)部分，一是為乘客提供客艙聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，二是幫助航空公司飛機(jī)機(jī)隊(duì)之間組成物聯(lián)網(wǎng)傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)。此次與SkyFive公司的合作中，雙方希望通過5G技術(shù)的應(yīng)用不僅可以讓乘客享受到更高速的互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)，同時(shí)航空公司也能夠通過5G技術(shù)的使用提高自身的運(yùn)營(yíng)效率。根據(jù)計(jì)劃，雙方聯(lián)手開發(fā)的這一5G空地互聯(lián)解決方案將于2020年年底進(jìn)行技術(shù)演示。同時(shí)，這一全新的空地互聯(lián)解決方案也將率先在中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)推出，成為對(duì)目前衛(wèi)星通信解決方案容量限制的有效補(bǔ)充。

空客對(duì)互聯(lián)技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃是能夠建成一個(gè)數(shù)字天空網(wǎng)絡(luò)（Digital Sky），通過互聯(lián)技術(shù)將天空中各種飛行器、機(jī)場(chǎng)和地面服務(wù)中心聯(lián)接起來，共享大數(shù)據(jù)服務(wù)。由于中國(guó)擁有全球最多的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶，且中國(guó)目前已成為全球第二大航空市場(chǎng)，乘客的機(jī)上互聯(lián)體驗(yàn)已經(jīng)成為業(yè)界關(guān)注的一大商機(jī)。因此，空客早在幾年前就開始布局在中國(guó)的機(jī)上互聯(lián)業(yè)務(wù)。在與SkyFive公司合作之前，空客已經(jīng)開始與國(guó)內(nèi)的企業(yè)探索合作。例如，基于國(guó)內(nèi)民航領(lǐng)域已逐漸放開機(jī)上便攜式電子設(shè)備使用的優(yōu)惠政策以及未來5G技術(shù)帶來的良好機(jī)遇期，空客在2018年珠海航展期間就與華為簽署了合作備忘錄，雙方將在飛聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域合作開展研究和應(yīng)用，打造全新的空中高速互聯(lián)體驗(yàn);在2018年廣州舉辦的中國(guó)移動(dòng)全球合作伙伴大會(huì)上，空客又與中國(guó)移動(dòng)面向交通行業(yè)的專業(yè)公司中移智行網(wǎng)絡(luò)科技有限公司簽署合作備忘錄，雙方將在中國(guó)大陸地區(qū)就地對(duì)空（ATG）高速網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行全面合作，共同開發(fā)端到端的一整套解決方案，打造全新的機(jī)上高速互聯(lián)系統(tǒng)。

除了5G技術(shù)的探索之外，空客還在積極與國(guó)內(nèi)高校合作，探索北斗通信系統(tǒng)在航空業(yè)的應(yīng)用。短期內(nèi)公司希望能首先在國(guó)內(nèi)民航和通航飛機(jī)上落地，中期計(jì)劃將會(huì)著眼于與國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)合作探索星基增強(qiáng)和地基增強(qiáng)在內(nèi)的可以進(jìn)一步提高定位精度的技術(shù)，長(zhǎng)期計(jì)劃則將探討如何將北斗導(dǎo)航設(shè)備機(jī)載化。

5G技術(shù)與生產(chǎn)制造

根據(jù)歐盟發(fā)布的《5G和未來工廠白皮書》，隨著虛擬工廠等創(chuàng)新概念的出現(xiàn)，工廠內(nèi)部和外部之間的界限將變得模糊，未來工廠將不再是孤立、封閉的實(shí)體，而是更大價(jià)值鏈和生態(tài)系統(tǒng)的一部分。在此前提下，報(bào)告提出了5G在智能制造工廠的五大類具體應(yīng)用，給出了典型的場(chǎng)景說明和對(duì)航空制造業(yè)的潛在影響。結(jié)合現(xiàn)階段的實(shí)踐與探索，具體應(yīng)用到航空智能制造工廠，5G的賦能主要體現(xiàn)為與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能以及其他最新技術(shù)的結(jié)合。而在天津空客A320的總裝車間，由5G驅(qū)動(dòng)的智能工廠正在一步步從虛擬變成現(xiàn)實(shí)。

今年6月，空客宣布與天津移動(dòng)合作，在空客天津A320總裝生產(chǎn)線共同建設(shè)智能制造試驗(yàn)床，構(gòu)建“5G+AI”的全球標(biāo)桿示范應(yīng)用。目前，雙方已在5S管理、質(zhì)量檢測(cè)、物流管理、遠(yuǎn)程交付、現(xiàn)場(chǎng)工作流優(yōu)化、安全管理（避免FOD飛機(jī)外來物、虛擬圍欄保障人員安全、管控人員保護(hù)設(shè)備）以及人員管理等各生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)，基于獨(dú)立組網(wǎng)（SA）+邊緣計(jì)算（MEC）的5G企業(yè)虛擬專網(wǎng)開展七大“5G+AI”應(yīng)用場(chǎng)景技術(shù)創(chuàng)新，同步開發(fā)5G模組并整合入生產(chǎn)設(shè)備，幫助A320總裝車間提升生產(chǎn)效率、降低管理成本。目前，這一基于5G技術(shù)的智能工廠已經(jīng)初步完成了4個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的性能驗(yàn)證和基于5G SA網(wǎng)絡(luò)、嵌入5G模組的智慧工廠應(yīng)用嘗試。

空客與天津移動(dòng)對(duì)于A320總裝車間的這一嘗試已經(jīng)成功創(chuàng)造了多項(xiàng)紀(jì)錄：第一個(gè)由中國(guó)移動(dòng)和歐洲高端制造業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)共同打造的基于5G專網(wǎng)的應(yīng)用、第一個(gè)符合歐洲企業(yè)生產(chǎn)和信息化安全的5G應(yīng)用和第一個(gè)吸引外國(guó)運(yùn)營(yíng)商關(guān)注并推廣的5G應(yīng)用項(xiàng)目。

除了在智能工廠的應(yīng)用之外，5G技術(shù)在炙手可熱的復(fù)合材料生產(chǎn)中也有望發(fā)揮更大的作用。

近日，英國(guó)政府宣布了迄今為止最大的5G制造業(yè)應(yīng)用研發(fā)投資——“5G編碼”（5G-Encode）項(xiàng)目。該項(xiàng)目將在位于布里斯托的國(guó)家復(fù)合材料中心（NCC）部署一個(gè)5G專用網(wǎng)絡(luò)，探索工業(yè)環(huán)境中5G專用網(wǎng)絡(luò)新的業(yè)務(wù)模型，并在實(shí)際的工作條件下測(cè)試網(wǎng)絡(luò)拼接和網(wǎng)絡(luò)切片等5G新技術(shù)。更重要的是，它還將研究5G技術(shù)在改進(jìn)復(fù)合材料設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中的實(shí)際應(yīng)用。

英國(guó)國(guó)家復(fù)合材料中心成立于2009年，該中心的5個(gè)創(chuàng)始成員分別是空客、阿古斯塔韋斯特蘭、羅羅、GKN航宇和維斯塔斯風(fēng)電公司。在5G編碼項(xiàng)目中，作為創(chuàng)始成員之一的空客表現(xiàn)十分活躍，公司計(jì)劃聯(lián)手雅奇、Avcorp、通用電氣公司、以色列航宇工業(yè)等企業(yè)一起探索5G技術(shù)在復(fù)合材料生產(chǎn)中的應(yīng)用，并計(jì)劃率先將這一技術(shù)應(yīng)用于空客哈飛復(fù)合材料工廠，以優(yōu)化A350飛機(jī)碳纖維方向舵、升降舵和機(jī)腹整流罩等復(fù)合材料構(gòu)件的生產(chǎn)。

空客希望，依托5G編碼項(xiàng)目，通過企業(yè)間的合作可以研發(fā)一套基于人工智能的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案追蹤零部件、材料和工具，從而使哈飛空客復(fù)合材料工廠可以準(zhǔn)確地了解材料的使用情況，精確計(jì)算出材料進(jìn)出存放冷庫(kù)的時(shí)間，包括預(yù)浸料的保質(zhì)期和暴露時(shí)間等。依托工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)不斷收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，提醒員工材料接近或者超過了保質(zhì)期和暴露時(shí)間，或者有工具需要維修等情況。此外，基于人工智能的數(shù)字助理還可以讓員工優(yōu)化材料選擇方案，盡可能減少浪費(fèi)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。這種基于5G網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化解決方案能夠創(chuàng)建并維護(hù)生產(chǎn)流程中各個(gè)階段的數(shù)字線索，建立起一個(gè)全流程的零部件譜系，并且能夠在考慮所有相關(guān)生產(chǎn)要素（比如客戶訂單和中心庫(kù)存）的情況下，優(yōu)化公司的生產(chǎn)流程，大大提高復(fù)合材料部件的生產(chǎn)效率，同時(shí)減少材料的浪費(fèi)。

后疫情時(shí)代的降本節(jié)能

后疫情時(shí)代，除了上述新技術(shù)的應(yīng)用是企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)之外，降本與節(jié)能也是航空業(yè)新技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)。

近日，波音宣布其生態(tài)演示驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目將繼續(xù)按計(jì)劃推進(jìn)。波音生態(tài)演示驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目于2010年啟動(dòng)，該項(xiàng)目通過與行業(yè)和政府合作，采用客運(yùn)和貨運(yùn)噴氣飛機(jī)為平臺(tái)，評(píng)估一系列與安全性和飛行效率有關(guān)的飛機(jī)新技術(shù)。作為行業(yè)領(lǐng)跑者，波音生態(tài)演示驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目著眼于整個(gè)航空生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)步，對(duì)可提高效率、降低噪音、改善飛行體驗(yàn)的新技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)、改進(jìn)和應(yīng)用，以促進(jìn)行業(yè)降低油耗、排放和噪音。

從2012年開始首次飛行測(cè)試以來，波音已使用包括777-200、777貨機(jī)、E170、787-8等在內(nèi)的6種不同機(jī)型作為試驗(yàn)平臺(tái)評(píng)估了165項(xiàng)新技術(shù)。今年，波音計(jì)劃以阿提哈德航空的一架787-10飛機(jī)為平臺(tái)完成飛機(jī)降噪技術(shù)和先進(jìn)空中交通管制技術(shù)的飛行測(cè)試任務(wù)。

其中，在飛機(jī)減噪技術(shù)方面，2020年波音生態(tài)演示驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目的測(cè)試任務(wù)主要涉及飛機(jī)噪音和緩解噪音的整流罩。波音將在這架787-10飛機(jī)上配備222個(gè)動(dòng)態(tài)壓力傳感器，測(cè)試團(tuán)隊(duì)將使用這些傳感器以及地面上的1006個(gè)附加聽聲器陣列，檢測(cè)這架787-10飛機(jī)在飛行中的噪音，形成飛機(jī)上噪音源的映射圖，由此將能夠準(zhǔn)確找出飛機(jī)上噪音的來源。而在工程師測(cè)量了787的基準(zhǔn)噪音之后，波音將與賽峰起落架系統(tǒng)公司合作，評(píng)估賽峰的低噪聲起落架整流罩。根據(jù)計(jì)劃，今年生態(tài)演示驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目的這一噪音測(cè)試，將有助于確定賽峰研制的這種緩解噪音的整流罩在787和其他飛機(jī)上使用的可行性。

據(jù)賽峰起落架系統(tǒng)公司相關(guān)研發(fā)人員介紹，飛機(jī)在進(jìn)近時(shí)，起落架是造成噪音的最大因素之一。因此，賽峰希望和波音一起通過生態(tài)演示驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目將這種能夠緩解噪音的整流罩應(yīng)用于民用飛機(jī)。如此，不僅可以減少噪音，還可以幫助航空公司減少飛機(jī)著陸時(shí)需要支付的費(fèi)用（飛機(jī)噪音是機(jī)場(chǎng)收取著陸費(fèi)用的一項(xiàng)重要指標(biāo)）。

此外，在今年的生態(tài)演示驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目中，波音還將與美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）一起測(cè)試一種全新的空中交通管制技術(shù)（ATC），以通過提高飛機(jī)航路效率來節(jié)省燃油。

波音表示，這項(xiàng)全新的空中交通管制技術(shù)將取代常規(guī)的語(yǔ)音通信，使飛行路線和相關(guān)數(shù)據(jù)能夠以數(shù)字方式從ATC系統(tǒng)傳輸?shù)斤w機(jī)，甚至直接傳送到飛機(jī)飛行管理計(jì)算機(jī)和航空公司的運(yùn)營(yíng)中心。這一技術(shù)也是FAA下一代ATC系統(tǒng)的重要組成部分，旨在幫助空中交通管制員在緯度、經(jīng)度、高度和時(shí)間四個(gè)維度上更好地管理空中交通。這一全新的空中交通管制系統(tǒng)可以減少機(jī)組人員的工作量，并防止出錯(cuò)。在今年的生態(tài)演示驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目中，波音將用這架787-10飛機(jī)從南卡羅來納州飛到蒙大拿州，在往返的飛行途中測(cè)試這一新技術(shù)的使用情況。

一直關(guān)注在飛行中應(yīng)用自主技術(shù)的空客公司則在今年6月宣布，已順利完成了自主滑行和起降（ATTOL）項(xiàng)目的試飛工作。對(duì)于航空公司來說，這一技術(shù)可以緩解飛行員短缺的問題，降低公司的運(yùn)營(yíng)成本。

ATTOL項(xiàng)目于2018年啟動(dòng)，該項(xiàng)目旨在通過使用包括機(jī)器學(xué)習(xí)算法和自動(dòng)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)記、處理和模型生成等，以探索自主技術(shù)如何幫助飛行員減少對(duì)飛機(jī)操作的關(guān)注，將更多精力用于任務(wù)管理等工作中。在兩年多的時(shí)間里，ATTOL項(xiàng)目共進(jìn)行了約500次測(cè)試飛行，其中有近450次非特定的試飛被用于收集原始視頻數(shù)據(jù)，以便開發(fā)和調(diào)整圖像識(shí)別算法。

在空客ATTOL項(xiàng)目中，“自主”的定義是指系統(tǒng)不僅能控制飛行器，還具有應(yīng)對(duì)意外危險(xiǎn)的能力。在“自主飛行”中，系統(tǒng)能夠在沒有飛行員干預(yù)的情況下對(duì)不可預(yù)見的事件作出反應(yīng)。

2019年12月，一架改裝過的A350-1000飛機(jī)在4個(gè)半小時(shí)的時(shí)間里共完成了8次自動(dòng)起飛試驗(yàn)，這是空客第一次成功實(shí)現(xiàn)基于視覺的全自動(dòng)起飛演示。此次自主起飛是由直接安裝在飛機(jī)上的圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，而不是依賴于儀表著陸系統(tǒng)（ILS），這是空客ATTOL項(xiàng)目一個(gè)重要的里程碑事件。

2020年1月，空客又開展了基于視覺的著陸試驗(yàn)。作為研究項(xiàng)目的一部分，空客共進(jìn)行了6次飛行測(cè)試。在6次飛行測(cè)試中，空客進(jìn)行了4次自動(dòng)起飛和5次自動(dòng)降落。

盡管目前不少航空公司對(duì)這一技術(shù)表現(xiàn)出了濃厚的興趣，但空客表示，ATTOL項(xiàng)目還面對(duì)諸多挑戰(zhàn)，其中包括解決視覺系統(tǒng)在低能見度下如何有效工作、機(jī)場(chǎng)是否要將各種邊線和標(biāo)識(shí)線畫得更清晰以及當(dāng)出現(xiàn)識(shí)別錯(cuò)誤時(shí)如何處理等。同時(shí)，空客也表示，未來公司將繼續(xù)在ATTOL項(xiàng)目的推動(dòng)下，探索一系列先進(jìn)的自主技術(shù)，從自主駕駛的城市空運(yùn)飛行器、貨運(yùn)無人機(jī)等項(xiàng)目中吸取經(jīng)驗(yàn)，不斷提高技術(shù)成熟度，以達(dá)到最終在民用飛機(jī)上應(yīng)用這一技術(shù)的目標(biāo)。