后疫情时代的产业创新

齐汀

尽管新冠肺炎疫情对全球航空业的冲击是前所未有的，但这并没有阻挡行业不断创新的步伐。进入2020年的“下半场”，航空业已经不再只有裁员、减产这样令人扼腕的消息。

7月，波音宣布，尽管疫情对公司的发展产生了负面影响，但公司2020年将继续在787-10飞机平台上推进“生态演示验证机”（ecoDemonstrator）计划。另一行业巨头空客则在一架使用了机载图像识别技术的A350-1000飞机上成功实现了自主滑行、起飞和着陆，这意味着经过两年的试验后，空客的自主滑行和起降项目（ATTOL）取得了实质性进展。

8月初，空客中国创新中心再度发力，“官宣”了在中国的5G空地互联项目。除了将5G技术应用于飞机互联领域外，英国开始关注将这一技术应用于复合材料的设计和生产。疫情后，为了助力本国航空制造业的发展，英国政府在位于布里斯托的国家复合材料制造中心开始部署5G网络，以探索这一新兴技术在复合材料生产中的创新应用模式。

5G技术与飞机互联

“4G改变生活，5G改变社会。”5G，即第五代移动通信技术，如今已经不仅对人们的日常生活产生深远的影响，对航空业来说，5G技术已经开始渗入产业链的各个环节。

8月，空客宣布将通过其在深圳的创新中心与SkyFive公司一起探索开发满足中国市场需求的5G空地互联解决方案。一直擅长本土化战略的空客，2019年在深圳成立了创新中心，这一创新中心是空客除了美国硅谷技术与创新中心——A3之外，在全球的第二个创新中心，同时也是在亚洲设立的首个创新中心。

根据空客的规划，深圳创新中心在成立之初将主要围绕硬件实验室、客舱体验、互联技术、制造业创新、城市空中交通等业务开展相关研发工作。此次启动的5G空地互联业务则是创新中心互联技术研发业务的一部分。

空客深圳創新中心的互联技术项目研发主要包括两个部分，一是为乘客提供客舱联网服务，二是帮助航空公司飞机机队之间组成物联网传输相关数据。此次与SkyFive公司的合作中，双方希望通过5G技术的应用不仅可以让乘客享受到更高速的互联网体验，同时航空公司也能够通过5G技术的使用提高自身的运营效率。根据计划，双方联手开发的这一5G空地互联解决方案将于2020年年底进行技术演示。同时，这一全新的空地互联解决方案也将率先在中国国内市场推出，成为对目前卫星通信解决方案容量限制的有效补充。

空客对互联技术的长远规划是能够建成一个数字天空网络（Digital Sky），通过互联技术将天空中各种飞行器、机场和地面服务中心联接起来，共享大数据服务。由于中国拥有全球最多的移动互联网用户，且中国目前已成为全球第二大航空市场，乘客的机上互联体验已经成为业界关注的一大商机。因此，空客早在几年前就开始布局在中国的机上互联业务。在与SkyFive公司合作之前，空客已经开始与国内的企业探索合作。例如，基于国内民航领域已逐渐放开机上便携式电子设备使用的优惠政策以及未来5G技术带来的良好机遇期，空客在2018年珠海航展期间就与华为签署了合作备忘录，双方将在飞联网和物联网领域合作开展研究和应用，打造全新的空中高速互联体验;在2018年广州举办的中国移动全球合作伙伴大会上，空客又与中国移动面向交通行业的专业公司中移智行网络科技有限公司签署合作备忘录，双方将在中国大陆地区就地对空（ATG）高速网络的技术和应用进行全面合作，共同开发端到端的一整套解决方案，打造全新的机上高速互联系统。

除了5G技术的探索之外，空客还在积极与国内高校合作，探索北斗通信系统在航空业的应用。短期内公司希望能首先在国内民航和通航飞机上落地，中期计划将会着眼于与国内机构合作探索星基增强和地基增强在内的可以进一步提高定位精度的技术，长期计划则将探讨如何将北斗导航设备机载化。

5G技术与生产制造

根据欧盟发布的《5G和未来工厂白皮书》，随着虚拟工厂等创新概念的出现，工厂内部和外部之间的界限将变得模糊，未来工厂将不再是孤立、封闭的实体，而是更大价值链和生态系统的一部分。在此前提下，报告提出了5G在智能制造工厂的五大类具体应用，给出了典型的场景说明和对航空制造业的潜在影响。结合现阶段的实践与探索，具体应用到航空智能制造工厂，5G的赋能主要体现为与增强现实技术、物联网、人工智能以及其他最新技术的结合。而在天津空客A320的总装车间，由5G驱动的智能工厂正在一步步从虚拟变成现实。

今年6月，空客宣布与天津移动合作，在空客天津A320总装生产线共同建设智能制造试验床，构建“5G+AI”的全球标杆示范应用。目前，双方已在5S管理、质量检测、物流管理、远程交付、现场工作流优化、安全管理（避免FOD飞机外来物、虚拟围栏保障人员安全、管控人员保护设备）以及人员管理等各生产管理环节，基于独立组网（SA）+边缘计算（MEC）的5G企业虚拟专网开展七大“5G+AI”应用场景技术创新，同步开发5G模组并整合入生产设备，帮助A320总装车间提升生产效率、降低管理成本。目前，这一基于5G技术的智能工厂已经初步完成了4个应用场景的性能验证和基于5G SA网络、嵌入5G模组的智慧工厂应用尝试。

空客与天津移动对于A320总装车间的这一尝试已经成功创造了多项纪录：第一个由中国移动和欧洲高端制造业研发团队共同打造的基于5G专网的应用、第一个符合欧洲企业生产和信息化安全的5G应用和第一个吸引外国运营商关注并推广的5G应用项目。

除了在智能工厂的应用之外，5G技术在炙手可热的复合材料生产中也有望发挥更大的作用。

近日，英国政府宣布了迄今为止最大的5G制造业应用研发投资——“5G编码”（5G-Encode）项目。该项目将在位于布里斯托的国家复合材料中心（NCC）部署一个5G专用网络，探索工业环境中5G专用网络新的业务模型，并在实际的工作条件下测试网络拼接和网络切片等5G新技术。更重要的是，它还将研究5G技术在改进复合材料设计和生产过程中的实际应用。

英国国家复合材料中心成立于2009年，该中心的5个创始成员分别是空客、阿古斯塔韦斯特兰、罗罗、GKN航宇和维斯塔斯风电公司。在5G编码项目中，作为创始成员之一的空客表现十分活跃，公司计划联手雅奇、Avcorp、通用电气公司、以色列航宇工业等企业一起探索5G技术在复合材料生产中的应用，并计划率先将这一技术应用于空客哈飞复合材料工厂，以优化A350飞机碳纤维方向舵、升降舵和机腹整流罩等复合材料构件的生产。

空客希望，依托5G编码项目，通过企业间的合作可以研发一套基于人工智能的工业物联网解决方案追踪零部件、材料和工具，从而使哈飞空客复合材料工厂可以准确地了解材料的使用情况，精确计算出材料进出存放冷库的时间，包括预浸料的保质期和暴露时间等。依托工业物联网不断收集数据并进行分析，提醒员工材料接近或者超过了保质期和暴露时间，或者有工具需要维修等情况。此外，基于人工智能的数字助理还可以让员工优化材料选择方案，尽可能减少浪费，提高产品质量。这种基于5G网络的自动化解决方案能够创建并维护生产流程中各个阶段的数字线索，建立起一个全流程的零部件谱系，并且能够在考虑所有相关生产要素（比如客户订单和中心库存）的情况下，优化公司的生产流程，大大提高复合材料部件的生产效率，同时减少材料的浪费。

后疫情时代的降本节能

后疫情时代，除了上述新技术的应用是企业关注的焦点之外，降本与节能也是航空业新技术研发的重点。

近日，波音宣布其生态演示验证机项目将继续按计划推进。波音生态演示验证机项目于2010年启动，该项目通过与行业和政府合作，采用客运和货运喷气飞机为平台，评估一系列与安全性和飞行效率有关的飞机新技术。作为行业领跑者，波音生态演示验证机项目着眼于整个航空生态系统的进步，对可提高效率、降低噪音、改善飞行体验的新技术进行试验、改进和应用，以促进行业降低油耗、排放和噪音。

从2012年开始首次飞行测试以来，波音已使用包括777-200、777货机、E170、787-8等在内的6种不同机型作为试验平台评估了165项新技术。今年，波音计划以阿提哈德航空的一架787-10飞机为平台完成飞机降噪技术和先进空中交通管制技术的飞行测试任务。

其中，在飞机减噪技术方面，2020年波音生态演示验证机项目的测试任务主要涉及飞机噪音和缓解噪音的整流罩。波音将在这架787-10飞机上配备222个动态压力传感器，测试团队将使用这些传感器以及地面上的1006个附加听声器阵列，检测这架787-10飞机在飞行中的噪音，形成飞机上噪音源的映射图，由此将能够准确找出飞机上噪音的来源。而在工程师测量了787的基准噪音之后，波音将与赛峰起落架系统公司合作，评估赛峰的低噪声起落架整流罩。根据计划，今年生态演示验证机项目的这一噪音测试，将有助于确定赛峰研制的这种缓解噪音的整流罩在787和其他飞机上使用的可行性。

据赛峰起落架系统公司相关研发人员介绍，飞机在进近时，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过生态演示验证机项目将这种能够缓解噪音的整流罩应用于民用飞机。如此，不仅可以减少噪音，还可以帮助航空公司减少飞机着陆时需要支付的费用（飞机噪音是机场收取着陆费用的一项重要指标）。

此外，在今年的生态演示验证机项目中，波音还将与美国联邦航空局（FAA）一起测试一种全新的空中交通管制技术（ATC），以通过提高飞机航路效率来节省燃油。

波音表示，这项全新的空中交通管制技术将取代常规的语音通信，使飞行路线和相关数据能够以数字方式从ATC系统传输到飞机，甚至直接传送到飞机飞行管理计算机和航空公司的运营中心。这一技术也是FAA下一代ATC系统的重要组成部分，旨在帮助空中交通管制员在纬度、经度、高度和时间四个维度上更好地管理空中交通。这一全新的空中交通管制系统可以减少机组人员的工作量，并防止出错。在今年的生态演示验证机项目中，波音将用这架787-10飞机从南卡罗来纳州飞到蒙大拿州，在往返的飞行途中测试这一新技术的使用情况。

一直关注在飞行中应用自主技术的空客公司则在今年6月宣布，已顺利完成了自主滑行和起降（ATTOL）项目的试飞工作。对于航空公司来说，这一技术可以缓解飞行员短缺的问题，降低公司的运营成本。

ATTOL项目于2018年启动，该项目旨在通过使用包括机器学习算法和自动工具进行数据标记、处理和模型生成等，以探索自主技术如何帮助飞行员减少对飞机操作的关注，将更多精力用于任务管理等工作中。在两年多的时间里，ATTOL项目共进行了约500次测试飞行，其中有近450次非特定的试飞被用于收集原始视频数据，以便开发和调整图像识别算法。

在空客ATTOL项目中，“自主”的定义是指系统不仅能控制飞行器，还具有应对意外危险的能力。在“自主飞行”中，系统能够在没有飞行员干预的情况下对不可预见的事件作出反应。

2019年12月，一架改装过的A350-1000飞机在4个半小时的时间里共完成了8次自动起飞试验，这是空客第一次成功实现基于视觉的全自动起飞演示。此次自主起飞是由直接安装在飞机上的图像识别技术实现的，而不是依赖于仪表着陆系统（ILS），这是空客ATTOL项目一个重要的里程碑事件。

2020年1月，空客又开展了基于视觉的着陆试验。作为研究项目的一部分，空客共进行了6次飞行测试。在6次飞行测试中，空客进行了4次自动起飞和5次自动降落。

尽管目前不少航空公司对这一技术表现出了浓厚的兴趣，但空客表示，ATTOL项目还面对诸多挑战，其中包括解决视觉系统在低能见度下如何有效工作、机场是否要将各种边线和标识线画得更清晰以及当出现识别错误时如何处理等。同时，空客也表示，未来公司将继续在ATTOL项目的推动下，探索一系列先进的自主技术，从自主驾驶的城市空运飞行器、货运无人机等项目中吸取经验，不断提高技术成熟度，以达到最终在民用飞机上应用这一技术的目标。