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新形势下航空物流的数字化转型研究与探索

2022-12-21李威曾晓亮郭宇眉兰洋中国南方航空股份有限公司工程技术分公司机务工程部

航空维修与工程 2022年10期
关键词:航材物流智慧

■ 李威 曾晓亮 郭宇眉 兰洋/中国南方航空股份有限公司工程技术分公司(机务工程部)

航材智慧物流是通过智能软硬件、物联网、大数据等智慧化技术手段,实现航材物流各环节精细化、动态化、可视化管理,提高航材物流系统智能化分析决策和自动化操作执行能力,提升航材系统安全运行保障效率的智慧化模式。

0 引言

从第一次工业革命以来历次技术革命都会围绕一个核心技术展开。第一次工业革命是蒸汽机,第二次工业革命是电力,信息革命是计算机和半导体芯片,而当下大数据和机器智能带来了智能时代,即采用新技术全面升级产业链,为行业企业发展带来无限机会。

2022 年南航首届机务智慧维修创新大赛新技术创意赛道,工程技术分公司航材管理中心以建立安全、高效、智慧的航材系统为目标,采用先进的信息与通信技术、人工智能、大数据、云计算等技术构建南航航材智慧物流运营中心。

1 项目概述

2017 年,中国民航首次提出了“智慧民航建设”的概念。“十四五”时期民航“一二三三四”总体工作思路中明确要求“智慧民航建设要有新突破”,要把推进智慧民航建设贯穿到行业发展的全过程和各领域。

2021 年,南航集团提出打造“智慧南航”的行动计划,通过新技术应用和先进管理机制赋能,推动南航向建设世界一流航空运输企业迈进。

2021 年南航工程技术分公司成立,公司提出在一体化的基础上,全面推进“市场化、一体化、产业化、国际化”发展。因此,航材管理中心需加强对各基地的集中管控能力、提升航材安全运行保障能力、完善航材产业市场化经营机制、全面提升航材管理核心竞争力和价值创造力。

从南航集团行动计划和技术公司发展的需求来看,航材管理亟待向数字化、智能化和智慧化转型。目前,数据传输的信息与通信技术、数据存储设备、机器智能、数据收集设备、数据挖掘技术、人工智能应用、云计算等技术都较为成熟且得到了广泛应用。

南航技术工程分公司拟从管理和信息系统两个方面进行一体化建设。管理模式从串行推行趋向合作协同;信息系统连接各基地,重构技术公司航材资产地图。航材全生命周期实现数字化、智能化,为航材适航安全、科学决策提供强有力的支持。

2 解决方案的架构设计

南航技术工程分公司坚持问题导向、目标导向,从管理模式和数字化建设两方面着手,构建以云机务为底座的智慧物流新架构,如图1 所示。管理模式主要是增强“总部管总”的职能,统一工作标准、优化业务流程、打通业务流和链接信息流;智能化建设则是开展航材库房基于物联网技术的升级,引入智能设备、建设精细化管理的智慧物流信息系统,实现信息系统、库房设施、机器设备的互联互通,对航材全流程进行可视化监控。

图1 以云机务为底座构建智慧物流新架构

智慧物流旨在建立安全、高效、智能的数字化智慧仓储物流系统,重塑航材仓储物流的业务终端,实现智能化决策、精益化管理、无人化协同、可视化监控,即航材出入库全生命周期状态可视、事件可管、业务可控。

2.1 增强数据感知能力,重塑业务联接方式

智慧物流是通过终端层和联接层的搭建重塑业务联接方式的,终端层是由各类传感器、摄像头、手持作业仪器等组成,联接层是由5G、路由器、局域网等组成。

2.1.1 终端

终端是智慧物流系统的“神经末梢”,是智慧物流系统实现对航材感知的基础,是智慧物流的起点。常用的感知技术有:条形码自动识别技术、RFID感知技术、GPS 移动感知技术、传感器感知技术、红外感知技术、语音感知技术、机器视觉感知技术、无线传感网技术等。这类技术是以计算机、光、机、电、通信等技术的发展为基础的一种高度自动化的数据采集技术,通过特定的识别装置,自动获取对象的相关信息,并提交后台的处理系统进行后续处理,帮助人们快速、准确地进行海量数据的自动采集和输入,已广泛应用于仓储、运输、配送等物流作业环节。

2.1.2 联接

智慧物流联接层是智慧物流的神经网络,主要由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、传感网等组成,用于连接并实现多个“神经中枢”之间的信息交互。具体功能包括寻址和路由选择,联接的建立、保持和终止等,并利用大数据、云计算、人工智能等技术分析处理感知信息,产生决策指令,再通过感知通信技术向执行系统下达指令。

目前南航在维修相关的各类应用场景全面铺设5G 基站。智慧仓储系统与大量的智能设备需要通过广覆盖、深覆盖、低功耗、大连接、低成本通信技术进行连接。5G 作为关键传输层技术,以其更高速度、更低时延的优势,实现无缝接入物流架构中,使得物流架构中运用的智能设备无人车等得以顺畅实施。而这类技术和设备的使用顺畅性和高效率,是4G 及之前的通信技术无法达到的,如远程实时监控、复杂环境的无人配送、超大规模与超高要求的视频采集与传输等场景。在5G 无线网络全覆盖的前提下,无论是对物流全流程,还是单个作业环节,无论是管理人员,还是具体业务人员,无论是平板电脑,还是智能手机,都可以在任意位置使用一个终端、一套应用,完成对所有场景的管控,实现全场景智慧化操作。

2.2 搭建智慧物流平台,推进“上云用数赋智”

智慧终端获取的生产数据、运营数据将上传南航云平台,建立数据中心,实现数据的汇聚、开放和共享,打破数据孤岛和垄断。

数据上云后需要使用大数据处理技术等完成数据分析工作。通过搭建数据仓库,把来源不同的、结构相异的数据进行加工,实现海量数据在数据仓库中存储、提取和维护。数据仓库的存在,为用户提供了任意提取数据的便利,而且在数据的提取过程中并不干扰业务数据库的正常运行。数据挖掘是从大量的、不完全的、模糊的及随机的实际应用数据中,挖掘出隐含的、未知的、对决策有潜在价值的知识和规则的过程。其目的是通过对数据的统计、分析、综合、归纳和推理,揭示事件间的相互关系,预测未来的发展趋势。通过对智慧物流相关数据进行优化、预测、诊断、评价、分类、聚类、影响分析、关联规则分析、回归分析等,为物流运营提供决策支持。

智慧物流平台将运用人工智能技术实现数据赋能业务的目标。人工智能是新一轮科技与产业变革的核心驱动力,它可以被看作是正在积累历次科技与企业变革的能量,并将其叠加释放,从而快速催生一系列的物流领域新型产品、服务与业态结构。例如,智慧物流中使用智能配送机器人在提高运行效率、降低成本等方面发挥了重要作用。究其根本是,配送机器人通过激光感应系统的“雷达+传感器”,对环境和路况进行全方位监测;通过图像识别系统做出相应的决策;机器人通过后台系统将航材配送信息发送给工作者,工作者通过人脸识别、输入取货码、点击手机APP 链接等方式取货。

智慧物流平台的建设消除了多系统、数据孤岛的问题,实现了整个系统信息的收集、整合、分析和处理,对航材物流中各项业务进行预测和辅助决策,对业务流程进行实时监督和控制,做到精确分仓、合理调拨、先进先出、自动盘点,降低整体管理成本,提高安全运行效率。

2.3 搭建统一运营平台,促进数据赋能业务

统一的运营平台为各角色用户提供一站式自助服务,实现业务运营中数据实时可视化,提前感知业务问题,自动预警潜在问题,在复杂环境中智能分析问题,洞察趋势并推荐方案,支持业务客观、精准决策。例如,基于GIS 技术的航材物流跟踪,可以对空间信息进行获取、存储、编辑、分析和数据显示,实现基于电子地图的决策分析服务,包括将调拨信息、目的地信息、运输信息、基地信息等数据进行集中并以电子地图的形式呈现,实现形象化管理,达到运输物流监控与管理等智能化目标;再如,仓库环境的实时数据监测,根据环境变化自动向空调下发调节指令,实现仓库恒温恒湿、节能环保;航材定位管理,可以根据剩余架位空间与航材体积进行匹配、航材的领用频率与该架位取件的便捷程度进行匹配,实现航材科学存放。

3 应用成效

基于以上架构,现阶段南航技术工程分公司已投入使用了“智能领料柜”。工作者可以根据自己的需求在任意时间自行前往“智能领料柜”直接领用航材。

“智能领料柜”的应用主要实现了以下三方面目的:

1)自助替代人工。实现“工作者自助领取”替代“配送人员配送的流程”,有效提高工作效率,提升航材周转效率,减少工作者60%的无效工时。

2)全过程数字化。配送、接收、退料等一系列跨部门协作的全过程记录于系统,为后续优化公司维修调度和航材准备工作提供数据支持。

3)实现智能化。通过发料、库存等数据和相应的算法,可以推送库补预警,完成库存管理。

4 展望

现代管理学之父彼得·德鲁克曾说“物流是企业的第三方利润源”,因此物流管理人必须学会从传统的流通过程中发掘新利润源的蓝海。坚持“创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念,融合物联网、大数据、云计算等技术,加快仓储机器人、AGV、无人机、“货到人”技术的应用,建立基于大数据分析的航材供应链生态圈,推动行业高质量发展。

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