國(guó)內(nèi)航空企業(yè)應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可行性分析

杜永濤 中國(guó)人民大學(xué)商學(xué)院

一、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

（一）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)定義

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，英文名Augmented Reality，簡(jiǎn)寫(xiě)AR，是一種將真實(shí)世界與虛擬信息融合的技術(shù)，它可以將真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)疊加到同一個(gè)畫(huà)面或空間。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)廣泛運(yùn)用了三維建模、智能交互、多媒體、實(shí)時(shí)跟蹤及注冊(cè)、傳感等多種技術(shù)手段，將計(jì)算機(jī)生成的視頻、文字、圖像、三維模型、音樂(lè)等虛擬信息模擬仿真后，應(yīng)用到真實(shí)世界中，兩種信息互為補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)世界的“增強(qiáng)”。

（二）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展歷史

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的起源于20世紀(jì)五、六十年代，第一款名為Sensorama Stimulator的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備是一名電影制作人兼發(fā)明家Morton Heilig發(fā)明的。Sensorama Stimulator將視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)和振動(dòng)結(jié)合在一起，讓人們感受在紐約的布魯克林街道上騎著摩托車風(fēng)馳電掣的場(chǎng)景。這個(gè)發(fā)明在當(dāng)時(shí)非常超前。以此為契機(jī)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)展開(kāi)了它的發(fā)展史。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域都有的顛覆性、革命性，并由此獲得了大量關(guān)注。在20世紀(jì)90年代，就有應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的3D游戲上市，但由于當(dāng)時(shí)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)存在延遲長(zhǎng)、價(jià)格高、計(jì)算能力有限等缺陷，這些增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)類游戲產(chǎn)品以失敗收尾，第一次增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)熱潮就此消退。2014年至2016年，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域共獲得225筆風(fēng)險(xiǎn)投資，投資總額達(dá)到了35億美元，標(biāo)志著第二次增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)熱潮正式開(kāi)始。第二次熱潮還有一個(gè)重要特征就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)擴(kuò)展到更多的新領(lǐng)域，如設(shè)計(jì)制造、虛擬仿真教學(xué)、城市規(guī)劃、手術(shù)診療等。這次熱潮還在一定程度上改變了消費(fèi)者、企業(yè)與數(shù)字世界的互動(dòng)方式和觀念。消費(fèi)者意識(shí)到2D的局限性，更期望從2D轉(zhuǎn)移到沉浸感更強(qiáng)的3D，以此獲得更多的消費(fèi)體驗(yàn)。企業(yè)更期望通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)提高效率、降低成本。

（三）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用案例

GE公司將最新研發(fā)的智能扭矩扳手和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配中。GE公司選擇業(yè)界知名的Upskill公司為其研發(fā)一種名為Skylight的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)工業(yè)軟件，該軟件可以安裝在谷歌智能眼鏡Google Glass中使用，并配合智能扳手進(jìn)行項(xiàng)目試點(diǎn)。當(dāng)機(jī)械師使用智能扭矩扳手進(jìn)行螺母擰緊工作時(shí)，Skylight軟件會(huì)通過(guò)谷歌智能眼鏡提醒他們實(shí)時(shí)調(diào)整擰緊力矩，避免出現(xiàn)過(guò)松或過(guò)緊的現(xiàn)象。使用這套智能工具后，機(jī)械師的錯(cuò)誤率明顯下降，平均生產(chǎn)效率比使用傳統(tǒng)工作方法提高了8%～12%，降低了成本。

歐洲航空巨頭空客公司將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到裝配質(zhì)量檢查環(huán)節(jié)。在空客A350、A380的生產(chǎn)線上，空客公司的質(zhì)量檢查團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用智能增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)工具（SART）可以快速完成機(jī)身上幾萬(wàn)個(gè)管線定位托架的安裝質(zhì)量管理工作。檢查人員使用智能增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)工具訪問(wèn)飛機(jī)3D模型，并將操作和安裝結(jié)果與原始數(shù)字設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，以檢查是否有缺失、錯(cuò)誤定位或托架損壞。檢查完畢后，智能增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)工具還會(huì)自動(dòng)生成一份報(bào)告，報(bào)告中包括各種細(xì)節(jié)，方便工作人員對(duì)其進(jìn)行快速定位、替換或者修理。以A380機(jī)身檢查為例，空客質(zhì)量檢查團(tuán)隊(duì)需檢查8萬(wàn)多個(gè)托架，傳統(tǒng)方式耗時(shí)3周，使用智能增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)工具后，檢查周期縮短至3天。

二、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在航空維修領(lǐng)域應(yīng)用的可行性分析

（一）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)成熟度曲線分析

技術(shù)成熟度曲線（The Hype Cycle），又稱技術(shù)光環(huán)曲線，循環(huán)曲線，指的是企業(yè)用來(lái)評(píng)估新科技的可見(jiàn)度，利用時(shí)間軸與市面上的可見(jiàn)度決定要不要采用新科技的一種工具，曲線分五個(gè)階段：

1.科技誕生的促動(dòng)期(Technology Trigger)：此階段，隨著媒體大肆的報(bào)道過(guò)度，非理性的渲染，產(chǎn)品的知名度無(wú)所不在，然而隨著這個(gè)科技的缺點(diǎn)、問(wèn)題的出現(xiàn)，失敗的案例多于成功的案例。

2.過(guò)高期望的峰值（Peak of Inflated Expectations）：早期公眾的過(guò)分關(guān)注演繹出了一系列成功的故事，同時(shí)也有眾多失敗的例子。對(duì)于失敗，有些公司采取了補(bǔ)救措施，而大部分卻無(wú)動(dòng)于衷。

3.泡沫化的底谷期(Trough of Disillusionment)：在歷經(jīng)前面階段后存活的科技經(jīng)過(guò)多方扎實(shí)有重點(diǎn)的試驗(yàn)，對(duì)此科技的適用范圍及限制有了更深刻的了解，成功并能存活的經(jīng)營(yíng)模式逐漸成長(zhǎng)。

4.穩(wěn)步攀升的光明期(Slope of Enlightenment)：在此階段，有一新科技的誕生，在市面上受到主要媒體與業(yè)界高度的注意。

5.實(shí)質(zhì)生產(chǎn)的高峰期(Plateau of Productivity)：在此階段，新科技產(chǎn)生的利益與潛力被市場(chǎng)實(shí)際接受，實(shí)質(zhì)支援此經(jīng)營(yíng)模式的工具、方法論經(jīng)過(guò)數(shù)代的演進(jìn)，進(jìn)入了非常成熟的階段。

五個(gè)階段如下圖所示。

2018年8月 Gartner公司通過(guò)研究公布的成熟度曲線。從數(shù)據(jù)來(lái)看增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)位于“泡沫化的低谷期”的尾聲。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將于2018年8月之后的5至10年進(jìn)入“實(shí)質(zhì)生產(chǎn)的高峰期”。最晚到2028年，徹底改變用戶感知世界的方式的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將帶來(lái)新的身臨其境的體驗(yàn)。 與此同時(shí)報(bào)告還印證了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)提高生產(chǎn)力的潛力，并且5G、物聯(lián)網(wǎng)等周邊技術(shù)的發(fā)展會(huì)加速增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是沉浸式技術(shù)中的一個(gè)類別，到2022年前后，70%的企業(yè)將嘗試使用沉浸式技術(shù)進(jìn)行消費(fèi)和企業(yè)使用，25%將部署到生產(chǎn)中。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)成熟度曲線如下圖所示。

（二）航空公司運(yùn)營(yíng)成本分析

航空公司運(yùn)營(yíng)成本計(jì)算非常復(fù)雜，能夠影響運(yùn)營(yíng)成本的因素很多，如窄體客機(jī)和寬體客機(jī)運(yùn)營(yíng)成本不同，不同航線的運(yùn)營(yíng)成本不同，飛機(jī)產(chǎn)權(quán)方和飛機(jī)租賃方的運(yùn)營(yíng)成本也不同等等。

根據(jù)中國(guó)民用航空局發(fā)布《2018 年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》來(lái)看，中國(guó)東部地區(qū)旅客吞吐量占全國(guó)的53.2%，中國(guó)東部地區(qū)的貨郵吞吐量占全國(guó)的74.4%。東部地區(qū)在旅客和貨郵兩個(gè)方面都占比很大。下面就東部地區(qū)航空公司部分航線運(yùn)營(yíng)成本進(jìn)行一下具體分析。

據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2018年中國(guó)航空運(yùn)營(yíng)成本測(cè)算、機(jī)場(chǎng)收益水平、飛機(jī)投放存在提升空間及航空行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析》來(lái)看，北京-上海航線的窄體客機(jī)運(yùn)營(yíng)成本和寬體客機(jī)運(yùn)營(yíng)成本如下表所示：

從上表分析得出，在飛機(jī)運(yùn)營(yíng)成本的9大類中，前4位成本分別是航油成本、折舊成本、維修成本、起降費(fèi)。其中維修成本位列寬體客機(jī)第3，窄體客機(jī)第4。但是在這4類成本中，航油成本、折舊成本、起降費(fèi)受政府調(diào)控和國(guó)際因素影響較大，只有維修成本是各個(gè)航空公司可以通過(guò)提高效率等方法來(lái)壓縮的。

目前航空公司依然沿用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行飛機(jī)維護(hù)，一線員工在工作過(guò)程中需嚴(yán)格遵守被中國(guó)民用航空局批準(zhǔn)的公司流程與法規(guī)，維護(hù)飛機(jī)的工作以工卡形式下發(fā)，即便是個(gè)別航空公司有電子工卡，但是也沒(méi)能解決工卡和電子工卡的不友好人機(jī)交互界面。每項(xiàng)工作都需要多個(gè)部門(mén)配合，一線員工操作來(lái)完成，工作流程非常復(fù)雜。隨著航空制造領(lǐng)域新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，飛機(jī)固有可靠性極大提高，影響飛機(jī)良好率的最大因素早已變成人為因素了。在工作中如何提高一線員工的工作質(zhì)量，防止出現(xiàn)人為差錯(cuò)，已經(jīng)是民航界要面對(duì)的頭號(hào)大敵。減少人為差錯(cuò)可以降低運(yùn)營(yíng)成本。

（三）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在航空維修企業(yè)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提高民航一線員工工作效率，使一線員工工作更加流暢，極大的避免了看一眼工卡做一個(gè)步驟的工作方式。減少了一線員工在工作的時(shí)候在《圖解零部件手冊(cè)》、《飛機(jī)維護(hù)手冊(cè)》、《故障隔離手冊(cè)》等多個(gè)手冊(cè)之間來(lái)回切換，極大減少了查閱手冊(cè)的時(shí)間，解放了雙手。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)還提供了所見(jiàn)及所做的便利，減少一線員工找錯(cuò)部件、用錯(cuò)工具、做錯(cuò)步驟等人為差錯(cuò)的發(fā)生。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以記錄員工工作的真實(shí)情況，方便進(jìn)行事故調(diào)查，減少事故調(diào)查周期。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用使得改進(jìn)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)，減少組織分層成為可能，使得公司可以進(jìn)一步改進(jìn)人員配置提高團(tuán)隊(duì)工作效率。

（四）政策層面上的支持

中國(guó)民用航空局近期發(fā)布了民航發(fā)《關(guān)于統(tǒng)籌推進(jìn)民航降成本工作的實(shí)施意見(jiàn)》〔2019〕27號(hào)文件。文件中明確指出其主要目標(biāo)是“經(jīng)過(guò)1至2年努力，民航企業(yè)成本負(fù)擔(dān)明顯下降，進(jìn)一步優(yōu)化民航營(yíng)商環(huán)境”。文件中第十七條中還明確指出“鼓勵(lì)先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用。鼓勵(lì)民航企業(yè)充分利用新一代信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)+等手段，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，強(qiáng)化業(yè)務(wù)協(xié)同”。這個(gè)是中國(guó)民用航空局以降低民航企業(yè)成本單獨(dú)發(fā)布的政策類公告，是政府部門(mén)全力支持各航空公司降低運(yùn)營(yíng)成本的一大舉措。

（五）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品支持

目前市面上已經(jīng)有非常成熟的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的硬件產(chǎn)品，如Magic Leap公司生產(chǎn)的Magic Leap one增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡，微軟的HoloLens 2增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡，兩家還有針對(duì)其硬件產(chǎn)品的解決方案。消費(fèi)級(jí)硬件產(chǎn)品的上市標(biāo)志著增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)從單純的工程定制轉(zhuǎn)型至產(chǎn)品和解決方案方向發(fā)展了。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)從概念階段轉(zhuǎn)向成品階段。

三、航空企業(yè)組織再造設(shè)想

（一）航空公司組織構(gòu)架現(xiàn)狀

目前主營(yíng)業(yè)務(wù)是航線保障的航空公司組織構(gòu)架依然使用直線職能制，主營(yíng)業(yè)務(wù)是飛機(jī)定期檢查和改裝的航空修理廠的不組織構(gòu)架為直線職能制或矩陣制。

直線職能制的顯著缺點(diǎn)是，隨著航空公司的規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，職能部門(mén)也將隨之增多，各部門(mén)之間橫向聯(lián)系和協(xié)作將變得越來(lái)越復(fù)雜和困難。各業(yè)務(wù)和職能部門(mén)向高級(jí)管理者請(qǐng)示、匯報(bào)的事項(xiàng)也越來(lái)越多，高級(jí)管理者將無(wú)法從事務(wù)性工作上脫身，無(wú)暇顧及公司面臨的重大問(wèn)題。

（二）航空公司組織構(gòu)架再造

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，可以改變公司內(nèi)部工作流程，可以極大的改善各部門(mén)之間的橫向聯(lián)系和協(xié)作。公司可以順利的從直線職能制轉(zhuǎn)向矩陣制組織形態(tài)，使組織結(jié)構(gòu)進(jìn)一步扁平化。矩陣制的優(yōu)勢(shì)也很明顯，組織內(nèi)部橫向聯(lián)系和縱向聯(lián)系都很順暢，有利于加強(qiáng)各職能部門(mén)之間的協(xié)作和配合。在不增加機(jī)構(gòu)和人員編制的情況下將不同部門(mén)的專業(yè)人員集中在一起，組建方便。能夠以相對(duì)穩(wěn)定的組織結(jié)構(gòu)來(lái)完成多變的工作任務(wù)。使得公司綜合管理和專業(yè)管理的結(jié)合成為可能。

綜上所述，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在民用航空設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)取得了驕人的戰(zhàn)績(jī)。隨著這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，產(chǎn)品的價(jià)格進(jìn)一步的降低，政府相關(guān)職能部門(mén)的支持力度也逐步增強(qiáng)，該技術(shù)已經(jīng)具備了進(jìn)入民用航空維修領(lǐng)域的條件。一旦增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入航空公司和航空修理廠將會(huì)極大的改善工作效率，并降低運(yùn)營(yíng)成本，還有可能引發(fā)航空企業(yè)的組織變革。