未来的机库


目前可以看到,新技术对飞机维修已产生了巨大影响,但未来十年,新技术将为机库等维修基础设施带来怎样的变化呢?

谈到未来的机库设想,很多维修企业或业内人士认为,未来的机库设计将延续现有技术的发展趋势,如继续提高移动技术和信息技术的使用率、具有更高的适应度和更大的灵活性、可为维修人员提供更加高效和友好的工作环境,如全部无纸化办公、无人机检修机体等。

英国君主航空工程技术公司(MAEL)认为维修企业所依赖的技术并不太可能发生翻天覆地的变化,而是会呈现一个逐渐演化的过程。例如,10年后的机库的形状、温度、亮度等基本工作环境方面不会发生太大的变化,更多的循序渐进的变化将体现在那些有助于提高维修效率的技术上。

一些维修企业认为,新投入运营的波音787和空客A350等新一代飞机将促使机库设计和维修方式发生一些变化。如法荷航在引进波音787飞机后,其维修工程公司正在努力改进机库设计和工艺流程,以满足新一代飞机的维修需求。除了新一代飞机带来的新维修需求之外,日益激烈的市场竞争、增加产能的需求和降本增效等传统压力也在影响着未来机库的设计和维修的方式。

以MAEL公司在伯明翰机场建立的新机库(已于2013年11月投入运营)为例,该机库的兴建目的是增加产能并成功吸引更多的第三方客户,但该新机库的设计方案并不是简单地复制位于曼彻斯特和卢顿等地机库的现有结构布局和实践经验,而是在继承公司核心工艺流程的基础上,尽可能地借此机会对新机库进行升级改进。

FL技术公司认为,未来机库设计过程中需重点考虑的因素是维修企业会根据整个航空业的快速发展步伐和民航维修业的强劲需求相应地拓展其维修能力。也就是说,未来机库将必须有助于维修企业应用新技术和先进的实践经验为新一代飞机提供保障,以保持企业的市场竞争优势。

更加关注创新
与40年前相比,法荷航维修工程公司在为波音787飞机量身打造新机库时,其机库建造理念已经发生了一系列的变化。该公司将这一项目命名为“未来机库”,并且通过两种途径进行创新。一是外部评价,邀请高校学生对现有工艺流程进行客观的评价,要求他们指出薄弱之处,并提出如何利用最新技术手段对薄弱之处改进的建议;二是内部自我评价,邀请企业内部的技术人员结合自身工作实践经验指出有待改进之处。该公司表示将从“人、机、料、法”等方面入手,在尽可能满足时间和资金要求的条件下通过创新寻求提高效率的方法。

目前,法荷航维修工程公司已经计划在“未来机库”中实施2~3个关键创新项目,其一是通过改变机库墙壁的色彩、引入更多自然光,改善维修工作环境。例如,计划引入自然光穿透性更好的材料代替传统的厚重铁质机库门,使维修人员在机库中可以以更愉快的心情工作。同时,该公司也在探讨在机库中采用哪些颜色能够更多地激发员工的积极能量和工作热情。目前该公司已经将其机库的地面涂成白色,并清楚标出放置设备的区域。虽然白色地面已经使机库显得很明亮,但当飞机停放在机库中时,巨大的机身仍会遮挡住光线而产生阴影,因此该公司还在设法利用光线反射将足够的光线引入机翼下方,以帮助维修人员更加顺畅地执行一些精细、复杂的工作。此外,该公司还在考虑是否应该改变机库墙壁的颜色,或者在机库中引入LED照明,并已经就LED照明问题向飞利浦公司进行了技术咨询。

MAEL公司也在其伯明翰机库设计中着重考虑为员工营造良好的工作环境,除了车间的地板外,还在办公区和娱乐区的设计上用尽了心思。该公司已经在其卢顿机库中增设了员工食堂,竭力为员工打造舒适的就餐区和休息区,因为该公司认为员工是公司最大的财富,也希望通过使员工得到更好地照顾证明这一点。

一架空客A380飞机正在汉莎技术德国汉堡基地进行客舱升级改装,但该机库无法完全容纳其体积庞大的机身。
拥有可适应多种机型的维修设施
在法荷航维修工程公司看来,未来的机库必须是一种适用于多种机型的维修设施,这也是总体发展趋势。在过去,维修人员在为飞机进行重维修检查时所使用的接近设备通常是固定的,非常难以操纵和移动,且不同的机型需要配备专用的停靠系统。但现在,法荷航维修工程公司研发了各种可适用于多种机型维修的接近设备系统,这些系统可以更加轻便、灵活地在机身周围移动。此外,法荷航维修工程公司还表示将建立一座无固定接近设备的机库,从而能够在任何维修活动中以最佳的方式完成飞机内部的维修工作。

法荷航维修工程公司于1974年建设戴高乐机场机库时,专为波音747飞机建造了一个维修机位。但是,在法荷航不再运营波音747飞机、也不再维修该型飞机时,却发现无法在这一专用机位上完成其他机型的维修工作,因为该机位四周安装了仅适应于维修波音747飞机的6台接近设备,因此最终只好将其全部拆除。

为了避免这类情况的再次发生,法荷航维修工程公司正在考虑如何有机整合支持各型飞机维修工作的接近设备,而不是简单地复制现有设备。这也是过去机库和未来机库的重大区别:过去的机库通常针对某一机型进行设计,尽可能使机库更好地完成该型飞机的维修工作;未来的机库则更多地关注如何使其适用于多种机型的维修。这不仅可以使投资最优化,而且也使地面维护人员在维修飞机时无需再考虑该准备哪些设备才能接近飞机。

MAEL公司也在强调使机库能够更灵活适应多个机型维修的重要性。该公司在规划其位于伯明翰的新机库时,也希望该机库可以实施波音787、空客A330或者波音747-400等飞机的维修工作。
信息系统将实现经济性最优
尽管维修企业都在采用信息技术手段提高工作效率,但在信息技术的应用方面仍然被认为是较为落后的。专业飞机维修软件供应商Commsoft公司表示,维修企业愿意采用的信息技术工具绝大多数都是能够为其带来直接商业价值的工具,甚至还取决于所处地理位置、当地人力成本、传统信息系统的使用、监管当局的态度,员工和文化抵制等各种因素。

大多数大型维修企业都在运营过程中应用了传统的企业资源管理(ERP)系统,用于处理包括从人力资源管理到采购、财务管理等各方面的工作。但是Commsoft公司认为在工程环境中应用EPR系统通常是不明智的,更多的小型维修企业应该应用Commsoft公司的OASES系统、AMOS系统或TRAX系统。因为这些软件系统首先考虑的是工艺过程,而且能够通过自动数据填充与其他系统进行交互作用。目前,维修企业更倾向于使用维修专用、可与其他系统连接的信息技术系统。Commsoft公司还认为,未来信息系统的发展与其技术变革并无太大关系,更多的是取决于市场的变化。

目前,市场上的维修信息技术系统的优势在于其合规性和数据反馈能力,不足之处在于没有利用数字化数据的优势和快速处理能力做出维修决策支持或者健康预测。Commsoft公司认为信息技术系统的下一个飞跃将是可以在故障发生前就向维修企业发出警示,并且提出可行的应对策略。

维修信息技术系统的数据可以反映机库的工作情况。例如,当数据显示执行某一特殊任务所花费的时间比预计更长时,技术人员会根据这一情况进行深入探讨,考虑是否可以通过更改流程或者加快准备工作等方法缩短执行时间,甚至会考虑是否需要优化机库,以使获取的数据的经济性最大化,这也将是未来亟待研发的一个领域。
无纸化工作环境
MAEL公司运用AMOS软件系统支持其维修活动,主要是通过增强维修活动的可见性实现的,如在3个机库中均安装大量摄像头以获取实时维修图像。其中,MAEL公司在其伯明翰机库内还通过无线网络连接的远程信息技术系统以及在办公区域的墙上设置的大屏幕,持续监控生产计划和过程中产生的实时数据,使技术人员在办公室内就可最大程度地掌握机库内的实时工作情况。

尽管MAEL公司的最终目标是创建无纸化的维修环境,但目前仍然需要大量的纸质文件。MAEL公司非常有信心能够在未来实现无纸化办公,但是该公司也承认这需要建立在“电子化工具能够完全代替纸质文件”的广泛共识基础上。

Commsoft公司也认为无纸化维修是未来的发展趋势。但是,该公司指出,无纸化的发展速度一方面取决于维修企业改变现有流程的能力;另一方面则取决于适航当局是否允许维修企业进行这项改变,因为通常局方更愿意查阅纸质文档。

对于未来的移动技术,Commsoft公司认为,未来10~15年内,可移动设备将会拥有更好的客户体验、更快的速度,能够更好地用于流程管理,并且其硬件成本和通信成本也将会大幅降低。但是该公司强调要想充分地利用移动技术,维修企业需要拥有稳健的流程,以确保连通性和数据的安全性,并且能够更好地管理通信成本和硬件成本。
便利的航材和工具供应
法荷航维修工程公司现已不断提高移动平板电脑(也称为tech pads)在其机库中的使用率。因为该公司希望地面维修人员即使在维修现场时也能够访问系统、查阅技术文档,从而避免了在需要查阅相关资料时再专程从机库返回办公区域。同样,维修人员也可以在飞机内使用平板电脑预订零备件和工具,并且使用电子签名进行工作确认。

法荷航维修工程公司认为维修人员应该像手术台上的外科医生一样,在开始维修工作前所需的航材和设备均已备齐,维修人员只需专心地实施维修任务,从而使其劳动价值最大化,而移动技术和无纸化工作环境就是达到这一目标的一些手段。

在法荷航维修工程公司的波音787“未来机库”项目中,维修人员也是重要的参与者之一。他们指出了日常维修工作中遇到的一些看起来很简单但却涉及浪费时间的问题。例如,需要过度的四处走动、某些电缆太沉重而难以移动、希望避免亲自去仓库取回某个零部件等。因此法荷航维修工程公司希望在“未来机库”的设计方案中能够很好地解决这些问题。目前,法荷航维修工程公司已经在其位于奥利的部附件维修工厂EOLE中应用一个利用压缩空气斜槽传输零部件的系统,维修人员只需在其平板电脑上预定并等待几分钟即可获取所需零部件。

另外,未来的机库还可利用工具管控技术提高维修效率。

MAEL公司表示,在伯明翰机库中,维修人员和工程人员通常携带自有的工具箱,这意味着在维修旺季时该公司需要存储超过200个工具箱,这将浪费大量宝贵的空间。此外,出于安全和合规性的考虑,MAEL公司也希望寻求一种更好的工具管控手段。最终,该公司决定统一为维修人员提供工具箱,并且利用条形码技术跟踪工具箱的发放和返还。

法荷航维修工程公司在其位于戴高乐机场的机库中应用了一个名为“anti FOD plan”的系统,使用共有的工具箱代替所有个人的工具箱,并且利用跟踪系统控制工具箱中工具的取放情况,以提高维修效率。而且其波音787机库项目也在考虑使用无线射频识别(RFID)技术实现工具管控的创新。
无人机的应用
无人机是目前航空领域的一个热点,将其用于维修领域也必将获得很多实际效益。法荷航维修工程公司表示,维修人员执行高度超过25米以上的飞机检修项目难度较大,因此计划利用无人机完成机体上方及机尾的检查工作,如判断这些位置是否存在损伤或者缺陷等。

目前,法荷航维修工程公司已经开始试验性地利用无人机执行飞机结构检修项目,并已经进入第二试验阶段。在试验项目中,该公司使用无人机对荷兰航空航天博物馆的一架退役波音747飞机执行维修检查,以探索如何利用无人机技术帮助维修人员更快、更彻底地执行结构检查任务。试验结果表明,无人机技术在维修领域有着很好的发展前途,如携带3D扫描仪的无人机可使维修人员实现近距离地观察到飞机顶部的目的。现阶段仍需要测试的是无人机是否能够为停放在机库中的飞机执行基地维修工作,因为相比外场,在机库内执行检查工作的限制更多。

此外,英国易捷航空也宣布计划用无人机为旗下的空客飞机提供检查和维修服务,以缩短飞机的维修停场时间从而减少飞机延误、降低运营成本。该公司表示,无人机可高效地检查飞机上方维修人员难以接近的区域,将原本需要一天多时间完成的检修工作缩短至2小时,而且能显著提高检查的准确性。

MAEL公司则对无人机技术在维修工作中的应用抱着怀疑的态度。该公司认为,虽然可以像在发动机无损检测中那样,也在机体检修中应用更多的摄像技术,但是目前仍然不清楚利用远程摄像技术完成检查的效果是否一定会比维修人员直接登上飞机机翼上方执行检查后的效果更好,况且还有更多高精度目视检查的新技术在不断涌现。

复合材料、特别是碳纤维增强复合材料的大量应用,也使超声波相机等无损检测(NDT)设备的应用率大大提高。目前,各种NDT技术得到了广泛应用,但是这些技术在未来肯定会变得更加先进,甚至有只需通过一组扫描仪实现对机库中的飞机进行全身扫描,从而识别出缺陷部位的可能。
先进的技术手段
新一代飞机的到来无疑将改变机库的技术设施。例如,FL 技术公司表示由于越来越多的飞机需要进行复合材料维修,因此希望未来机库能够具备更先进的结构检查系统和技术。法荷航维修工程公司也认为波音787和空客A380飞机上的复杂网络和软件系统是维修企业所面临的另外一个挑战。虽然该公司拥有专门的航电工程师和电子工程师,但是这些工程师还需要通过不断学习,在了解新一代飞机内部的网络系统工作原理的基础上才能进行修理。

此外,目前从飞机和发动机的运行中能够收集到的实时数据越来越多,因此应该考虑利用这些数据对飞机进行预测性维修。英国君主航空在选购飞机时,最关注的也是OEM如何能够帮助其进行故障诊断和减少飞机停机时间。

MAEL公司则认为未来的智能航电设备甚至可以实现无人检查,但日益先进的故障诊断技术不会取代工程人员和技术人员,因为只有熟练的工程人员使用这些故障诊断技术才能从中获得最大利益。FL技术公司也同意这一观点,认为尽管新技术和新实践经验可以大幅提高工作效率,但是并不表示现有的技术人员或者专家是多余的。但该公司认为随着机库内的工艺流程变得更简单化、更自动化,仓库保障人员、机库管理人员等的人数可能会有所减少。
脚踏实地 坚持创新
综上所述,未来的机库将会维持一个微妙的平衡。也就是说,尽管通过信息技术工具增加商业价值的诉求是机库设计和工程实践的主旋律,但维修企业需要在当前法规环境、客户需求和供应链等限制条件下获得一定的效率和成本效益,这在法荷航维修工程公司的波音787飞机“未来机库”项目中已经有所体现。因此未来机库的设想仍然必须从实际出发,在一定时间和资本成本的前提下进行合理创新才是最好的。
详细内容参见《航空维修与工程》第9期,蓝楠,编译自ATEM。