■ 李威 曾曉亮 郭宇眉 蘭洋/中國南方航空股份有限公司工程技術(shù)分公司（機務(wù)工程部）

航材智慧物流是通過智能軟硬件、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等智慧化技術(shù)手段，實現(xiàn)航材物流各環(huán)節(jié)精細化、動態(tài)化、可視化管理，提高航材物流系統(tǒng)智能化分析決策和自動化操作執(zhí)行能力，提升航材系統(tǒng)安全運行保障效率的智慧化模式。

0 引言

從第一次工業(yè)革命以來歷次技術(shù)革命都會圍繞一個核心技術(shù)展開。第一次工業(yè)革命是蒸汽機，第二次工業(yè)革命是電力，信息革命是計算機和半導(dǎo)體芯片，而當下大數(shù)據(jù)和機器智能帶來了智能時代，即采用新技術(shù)全面升級產(chǎn)業(yè)鏈，為行業(yè)企業(yè)發(fā)展帶來無限機會。

2022 年南航首屆機務(wù)智慧維修創(chuàng)新大賽新技術(shù)創(chuàng)意賽道，工程技術(shù)分公司航材管理中心以建立安全、高效、智慧的航材系統(tǒng)為目標，采用先進的信息與通信技術(shù)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)構(gòu)建南航航材智慧物流運營中心。

1 項目概述

2017 年，中國民航首次提出了“智慧民航建設(shè)”的概念?！笆奈濉睍r期民航“一二三三四”總體工作思路中明確要求“智慧民航建設(shè)要有新突破”，要把推進智慧民航建設(shè)貫穿到行業(yè)發(fā)展的全過程和各領(lǐng)域。

2021 年，南航集團提出打造“智慧南航”的行動計劃，通過新技術(shù)應(yīng)用和先進管理機制賦能，推動南航向建設(shè)世界一流航空運輸企業(yè)邁進。

2021 年南航工程技術(shù)分公司成立，公司提出在一體化的基礎(chǔ)上，全面推進“市場化、一體化、產(chǎn)業(yè)化、國際化”發(fā)展。因此，航材管理中心需加強對各基地的集中管控能力、提升航材安全運行保障能力、完善航材產(chǎn)業(yè)市場化經(jīng)營機制、全面提升航材管理核心競爭力和價值創(chuàng)造力。

從南航集團行動計劃和技術(shù)公司發(fā)展的需求來看，航材管理亟待向數(shù)字化、智能化和智慧化轉(zhuǎn)型。目前，數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⑴c通信技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、機器智能、數(shù)據(jù)收集設(shè)備、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工智能應(yīng)用、云計算等技術(shù)都較為成熟且得到了廣泛應(yīng)用。

南航技術(shù)工程分公司擬從管理和信息系統(tǒng)兩個方面進行一體化建設(shè)。管理模式從串行推行趨向合作協(xié)同；信息系統(tǒng)連接各基地，重構(gòu)技術(shù)公司航材資產(chǎn)地圖。航材全生命周期實現(xiàn)數(shù)字化、智能化，為航材適航安全、科學(xué)決策提供強有力的支持。

2 解決方案的架構(gòu)設(shè)計

南航技術(shù)工程分公司堅持問題導(dǎo)向、目標導(dǎo)向，從管理模式和數(shù)字化建設(shè)兩方面著手，構(gòu)建以云機務(wù)為底座的智慧物流新架構(gòu)，如圖1 所示。管理模式主要是增強“總部管總”的職能，統(tǒng)一工作標準、優(yōu)化業(yè)務(wù)流程、打通業(yè)務(wù)流和鏈接信息流；智能化建設(shè)則是開展航材庫房基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的升級，引入智能設(shè)備、建設(shè)精細化管理的智慧物流信息系統(tǒng)，實現(xiàn)信息系統(tǒng)、庫房設(shè)施、機器設(shè)備的互聯(lián)互通，對航材全流程進行可視化監(jiān)控。

圖1 以云機務(wù)為底座構(gòu)建智慧物流新架構(gòu)

智慧物流旨在建立安全、高效、智能的數(shù)字化智慧倉儲物流系統(tǒng)，重塑航材倉儲物流的業(yè)務(wù)終端，實現(xiàn)智能化決策、精益化管理、無人化協(xié)同、可視化監(jiān)控，即航材出入庫全生命周期狀態(tài)可視、事件可管、業(yè)務(wù)可控。

2.1 增強數(shù)據(jù)感知能力，重塑業(yè)務(wù)聯(lián)接方式

智慧物流是通過終端層和聯(lián)接層的搭建重塑業(yè)務(wù)聯(lián)接方式的，終端層是由各類傳感器、攝像頭、手持作業(yè)儀器等組成，聯(lián)接層是由5G、路由器、局域網(wǎng)等組成。

2.1.1 終端

終端是智慧物流系統(tǒng)的“神經(jīng)末梢”，是智慧物流系統(tǒng)實現(xiàn)對航材感知的基礎(chǔ)，是智慧物流的起點。常用的感知技術(shù)有：條形碼自動識別技術(shù)、RFID感知技術(shù)、GPS 移動感知技術(shù)、傳感器感知技術(shù)、紅外感知技術(shù)、語音感知技術(shù)、機器視覺感知技術(shù)、無線傳感網(wǎng)技術(shù)等。這類技術(shù)是以計算機、光、機、電、通信等技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)的一種高度自動化的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，通過特定的識別裝置，自動獲取對象的相關(guān)信息，并提交后臺的處理系統(tǒng)進行后續(xù)處理，幫助人們快速、準確地進行海量數(shù)據(jù)的自動采集和輸入，已廣泛應(yīng)用于倉儲、運輸、配送等物流作業(yè)環(huán)節(jié)。

2.1.2 聯(lián)接

智慧物流聯(lián)接層是智慧物流的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，主要由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、傳感網(wǎng)等組成，用于連接并實現(xiàn)多個“神經(jīng)中樞”之間的信息交互。具體功能包括尋址和路由選擇，聯(lián)接的建立、保持和終止等，并利用大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術(shù)分析處理感知信息，產(chǎn)生決策指令，再通過感知通信技術(shù)向執(zhí)行系統(tǒng)下達指令。

目前南航在維修相關(guān)的各類應(yīng)用場景全面鋪設(shè)5G 基站。智慧倉儲系統(tǒng)與大量的智能設(shè)備需要通過廣覆蓋、深覆蓋、低功耗、大連接、低成本通信技術(shù)進行連接。5G 作為關(guān)鍵傳輸層技術(shù)，以其更高速度、更低時延的優(yōu)勢，實現(xiàn)無縫接入物流架構(gòu)中，使得物流架構(gòu)中運用的智能設(shè)備無人車等得以順暢實施。而這類技術(shù)和設(shè)備的使用順暢性和高效率，是4G 及之前的通信技術(shù)無法達到的，如遠程實時監(jiān)控、復(fù)雜環(huán)境的無人配送、超大規(guī)模與超高要求的視頻采集與傳輸?shù)葓鼍啊Ｔ?G 無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的前提下，無論是對物流全流程，還是單個作業(yè)環(huán)節(jié)，無論是管理人員，還是具體業(yè)務(wù)人員，無論是平板電腦，還是智能手機，都可以在任意位置使用一個終端、一套應(yīng)用，完成對所有場景的管控，實現(xiàn)全場景智慧化操作。

2.2 搭建智慧物流平臺，推進“上云用數(shù)賦智”

智慧終端獲取的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運營數(shù)據(jù)將上傳南航云平臺，建立數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的匯聚、開放和共享，打破數(shù)據(jù)孤島和壟斷。

數(shù)據(jù)上云后需要使用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)等完成數(shù)據(jù)分析工作。通過搭建數(shù)據(jù)倉庫，把來源不同的、結(jié)構(gòu)相異的數(shù)據(jù)進行加工，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)倉庫中存儲、提取和維護。數(shù)據(jù)倉庫的存在，為用戶提供了任意提取數(shù)據(jù)的便利，而且在數(shù)據(jù)的提取過程中并不干擾業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的正常運行。數(shù)據(jù)挖掘是從大量的、不完全的、模糊的及隨機的實際應(yīng)用數(shù)據(jù)中，挖掘出隱含的、未知的、對決策有潛在價值的知識和規(guī)則的過程。其目的是通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析、綜合、歸納和推理，揭示事件間的相互關(guān)系，預(yù)測未來的發(fā)展趨勢。通過對智慧物流相關(guān)數(shù)據(jù)進行優(yōu)化、預(yù)測、診斷、評價、分類、聚類、影響分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則分析、回歸分析等，為物流運營提供決策支持。

智慧物流平臺將運用人工智能技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)賦能業(yè)務(wù)的目標。人工智能是新一輪科技與產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力，它可以被看作是正在積累歷次科技與企業(yè)變革的能量，并將其疊加釋放，從而快速催生一系列的物流領(lǐng)域新型產(chǎn)品、服務(wù)與業(yè)態(tài)結(jié)構(gòu)。例如，智慧物流中使用智能配送機器人在提高運行效率、降低成本等方面發(fā)揮了重要作用。究其根本是，配送機器人通過激光感應(yīng)系統(tǒng)的“雷達+傳感器”，對環(huán)境和路況進行全方位監(jiān)測；通過圖像識別系統(tǒng)做出相應(yīng)的決策；機器人通過后臺系統(tǒng)將航材配送信息發(fā)送給工作者，工作者通過人臉識別、輸入取貨碼、點擊手機APP 鏈接等方式取貨。

智慧物流平臺的建設(shè)消除了多系統(tǒng)、數(shù)據(jù)孤島的問題，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)信息的收集、整合、分析和處理，對航材物流中各項業(yè)務(wù)進行預(yù)測和輔助決策，對業(yè)務(wù)流程進行實時監(jiān)督和控制，做到精確分倉、合理調(diào)撥、先進先出、自動盤點，降低整體管理成本，提高安全運行效率。

2.3 搭建統(tǒng)一運營平臺，促進數(shù)據(jù)賦能業(yè)務(wù)

統(tǒng)一的運營平臺為各角色用戶提供一站式自助服務(wù)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)運營中數(shù)據(jù)實時可視化，提前感知業(yè)務(wù)問題，自動預(yù)警潛在問題，在復(fù)雜環(huán)境中智能分析問題，洞察趨勢并推薦方案，支持業(yè)務(wù)客觀、精準決策。例如，基于GIS 技術(shù)的航材物流跟蹤，可以對空間信息進行獲取、存儲、編輯、分析和數(shù)據(jù)顯示，實現(xiàn)基于電子地圖的決策分析服務(wù)，包括將調(diào)撥信息、目的地信息、運輸信息、基地信息等數(shù)據(jù)進行集中并以電子地圖的形式呈現(xiàn)，實現(xiàn)形象化管理，達到運輸物流監(jiān)控與管理等智能化目標；再如，倉庫環(huán)境的實時數(shù)據(jù)監(jiān)測，根據(jù)環(huán)境變化自動向空調(diào)下發(fā)調(diào)節(jié)指令，實現(xiàn)倉庫恒溫恒濕、節(jié)能環(huán)保；航材定位管理，可以根據(jù)剩余架位空間與航材體積進行匹配、航材的領(lǐng)用頻率與該架位取件的便捷程度進行匹配，實現(xiàn)航材科學(xué)存放。

3 應(yīng)用成效

基于以上架構(gòu)，現(xiàn)階段南航技術(shù)工程分公司已投入使用了“智能領(lǐng)料柜”。工作者可以根據(jù)自己的需求在任意時間自行前往“智能領(lǐng)料柜”直接領(lǐng)用航材。

“智能領(lǐng)料柜”的應(yīng)用主要實現(xiàn)了以下三方面目的：

1）自助替代人工。實現(xiàn)“工作者自助領(lǐng)取”替代“配送人員配送的流程”，有效提高工作效率，提升航材周轉(zhuǎn)效率，減少工作者60%的無效工時。

2）全過程數(shù)字化。配送、接收、退料等一系列跨部門協(xié)作的全過程記錄于系統(tǒng)，為后續(xù)優(yōu)化公司維修調(diào)度和航材準備工作提供數(shù)據(jù)支持。

3）實現(xiàn)智能化。通過發(fā)料、庫存等數(shù)據(jù)和相應(yīng)的算法，可以推送庫補預(yù)警，完成庫存管理。

4 展望

現(xiàn)代管理學(xué)之父彼得·德魯克曾說“物流是企業(yè)的第三方利潤源”，因此物流管理人必須學(xué)會從傳統(tǒng)的流通過程中發(fā)掘新利潤源的藍海。堅持“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的新發(fā)展理念，融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，加快倉儲機器人、AGV、無人機、“貨到人”技術(shù)的應(yīng)用，建立基于大數(shù)據(jù)分析的航材供應(yīng)鏈生態(tài)圈，推動行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。