人工智能作為21世紀(jì)最熱門的先進技術(shù)之一，在基礎(chǔ)制造業(yè)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，且早有布局。但在航空維修業(yè)也并非空白，而且除了傳統(tǒng)制造商在不斷研發(fā)之外，有許多新進入者也在花大力氣開發(fā)新產(chǎn)品，助力維修業(yè)。
近年來，維修業(yè)中呼聲最高的將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于預(yù)測性維修。通過對飛機部件失效的可能性進行預(yù)測，將以前很多不可控的非計劃維修轉(zhuǎn)變?yōu)橛媱澬跃S修。盡管如此，但是突發(fā)故障仍然無法完全避免，鑒于人工智能技術(shù)能夠通過多種形式最大程度提高故障診斷水平,所以維修業(yè)希望利用人工智能(AI)技術(shù)可以使排故工作變得更快捷、更高效。
例如，自然語言處理技術(shù)（natural language processing）能將技術(shù)人員的口頭詢問轉(zhuǎn)化為文本，進而找到最佳的解決方案。同時，也可以將維修歷史報告直接轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，或者在消化維修手冊的基礎(chǔ)上快速給出相關(guān)修理建議。再如，機器學(xué)習(xí)技術(shù)（machine learning）可以篩選排故經(jīng)驗，排查出最有可能發(fā)生的潛在風(fēng)險并及時提出最佳的解決辦法。在航線排故過程中，能夠更好地使航線技術(shù)人員與技術(shù)專家合作、更便捷地運用文檔化的專業(yè)工具，特別是對于一些長期性的復(fù)雜技術(shù)難題，人工智能技術(shù)有助于更好地集中人力、物力，并快速提出解決方案。
排故應(yīng)用
一直以來，大型飛機制造商都在提供相關(guān)的排故技術(shù)服務(wù)，而當(dāng)前越來越多的高科技企業(yè)和創(chuàng)業(yè)公司也開始投身其中。
波音公司曾測試將增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于智能眼鏡，為維修人員提供交互式的3D電纜接線圖，徹底解放工作人員的雙手，改變維修過程中不得不隨時查看手冊的常規(guī)方法，且在維修時還可隨時保存相關(guān)信息。波音公司指出，通過測試分析顯示，該技術(shù)在首次修理時效率提高了90%，減少約30%的維修時間。當(dāng)然，波音公司現(xiàn)行的航線維修APP也能夠為維修人員提供迅速查閱手冊、零件號和關(guān)鍵排故信息的服務(wù)。再有，名為“Toolbox”的工具箱也在通過智能文檔和可視化導(dǎo)航為故障診斷提供幫助，記錄結(jié)構(gòu)修理信息及管理部件和工作卡，現(xiàn)已在200多家客戶中獲得應(yīng)用。“工具箱”內(nèi)收集了維修手冊和航空公司自建的內(nèi)容，使用戶可以便捷地查閱相關(guān)部件信息和故障歷史數(shù)據(jù)。
與此同時，波音公司的“Turn Time” APP也在通過移動設(shè)備使航線維修人員與工程技術(shù)人員建立密切聯(lián)系，如通過上傳損壞零件的照片，實現(xiàn)信息共享，幫助排故人員更快速地獲得維修方案。
創(chuàng)新永無止步。5年前成立的SparkCognition公司與波音公司和美國空軍也在合作開展預(yù)測性維修和排故研究。該公司指出，它們可以通過機器學(xué)習(xí)技術(shù)自動建立程序化模型的運算速度比數(shù)據(jù)專家的運算快很多。該公司能夠運用自然語言處理技術(shù)充分整合維修手冊的要求和維修人員的歷史經(jīng)驗。首次試運行顯示，這套系統(tǒng)的故障預(yù)測準(zhǔn)確性達(dá)70％~80％，并且隨著運行經(jīng)驗的不斷積累以及公司聘用大數(shù)據(jù)專家和航空專家對其改進，該系統(tǒng)正在成為一站式解決方案。
快速解決方案
自1999年以來，Casebank技術(shù)公司一直在為航空公司提供故障診斷服務(wù)。到目前為止，該公司已為300家公司的1萬多架飛機提供了技術(shù)支持。據(jù)介紹，Casebank技術(shù)公司擁有兩款基礎(chǔ)性應(yīng)用產(chǎn)品——Spotlight和 ChronicX。
Spotlight能夠儲存故障癥候、原因以及部件失效的解決方案等數(shù)據(jù)信息。隨后，通過分析診斷提出最優(yōu)化的排故方案。這些數(shù)據(jù)一部分來自原始制造商的維修手冊，一部分來自航空公司的經(jīng)驗積累。Spotlight并不是直接的維修工具，而是為航空公司或維修企業(yè)提供維修診斷建議。該公司指出，試驗證明，對于初級機械員而言，Spotlight可以大幅降低排故時間，節(jié)省約75％的工作時間，這幾乎是一位沒有獲得任何Spotlight幫助的熟練技師所用時間的一半。
ChronicX能夠檢測和管理反復(fù)出現(xiàn)的故障，并根據(jù)出現(xiàn)的故障預(yù)測未來的故障趨勢。通過運用自然語言處理技術(shù)，從飛行員語音和維修記錄中解讀出非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)，然后找出重復(fù)出現(xiàn)的故障。通過定期上傳的最新維修記錄，ChronicX能夠為用戶提供最新的潛在故障趨勢信息。維修人員可以直接檢修這些預(yù)測的故障點，省去大量無效的排查工作。
Casebank技術(shù)公司表示，將Spotlight和ChronicX結(jié)合應(yīng)用可以形成一套獨一無二的維修解決方案，大幅提升首次排故成功率、降低未發(fā)現(xiàn)故障（NFF）比例。通常，Casebank技術(shù)公司的這些產(chǎn)品是由OEM提供給航空公司使用，如龐巴迪和普惠公司等OEM推薦給航空公司使用。到目前為止，這些技術(shù)在航線維修方面已得到廣泛應(yīng)用。未來，Casebank還將把產(chǎn)品延伸至飛機大修領(lǐng)域，為航空公司提供更加全面的服務(wù)。
再有，IBM公司開發(fā)出的“認(rèn)知計算”（cognitive computing）技術(shù)，是基于歷史經(jīng)驗數(shù)據(jù)，通過運算模型，使技術(shù)人員能夠獲得最有可能完成故障檢修的方法和實施步驟。IBM 公司認(rèn)為，該技術(shù)可提高首檢一次性成功率，縮短維修周期達(dá)90%，進而節(jié)約大量的維修支出。4年前，韓國航空公司就已經(jīng)開始在單架飛機上運用認(rèn)知計算技術(shù)，并很快推廣到全機隊。目前，IBM已與眾多航空公司建立合作關(guān)系。IBM公司認(rèn)為其解決方案更適用于具備自主維修能力的航空公司，因為這些解決方案需要大量的維修數(shù)據(jù)。
Acsis的另一項服務(wù)APP名為“Cross Sense”。這種最新的交互式技術(shù)能夠提醒工程師注意飛機維護過程中可能重復(fù)發(fā)生的問題，因為這些隱患經(jīng)常會導(dǎo)致飛機緊急停場（AOG）、航班取消或延誤。盡管一般情況下管理人員和工程人員會在早會上討論昨晚發(fā)生的較大技術(shù)故障或存在的隱患，但是一線維修人員并不直接參與討論，甚至可能毫不知情，所以如果再次執(zhí)行檢修時也很難察覺這些尚未造成重大影響的潛在隱患。
這正是Acsis這項技術(shù)的使命所在。這套技術(shù)可以從航空公司的維修執(zhí)行系統(tǒng)中獲取最新的數(shù)據(jù)，通過復(fù)雜的精密運算分析出潛在的故障風(fēng)險，然后將這些風(fēng)險提示發(fā)送給具體負(fù)責(zé)管理的高級經(jīng)理。當(dāng)高級管理人員點擊問題后，就會顯示各個問題所涉及的飛機以及解決此類問題的以往經(jīng)驗；再次點擊后，就會顯示所有相關(guān)的飛行和維修報告，包括以前的排故步驟、每次例行維修及歷史換件信息，甚至能夠提出未來飛機運行中造成飛機延誤的概率。Acsis并不針對具體的排故步驟提出建議，但是它能夠?qū)δ切╅L期從事排故的工程技術(shù)人員提出警示。
Intel公司剛剛推出了“Saffron”維護支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)運用了關(guān)聯(lián)記憶，而非機器學(xué)習(xí)。因為機器學(xué)習(xí)需要利用海量的數(shù)據(jù)來搭建有價值的模型，而關(guān)聯(lián)記憶只需收集每起事件，不需要用數(shù)據(jù)來訓(xùn)練算法。Saffron具備兩項功能。其一是相似度建議功能，該功能通過尋找相似維護事件并識別出維修路徑，這些路徑甚至可能是基于很少的相似事件而形成的，但這項功能可以幫助制造商減少部件搜索時間，通過對復(fù)雜零件數(shù)據(jù)的整理和分類找到所需要的零部件，測試顯示采用該系統(tǒng)可將部件搜索時間從平均4小時縮短至5分鐘。Saffron的另一項能力是分類建議功能。通過采用全自動化技術(shù)，能夠提高維修事件分類的準(zhǔn)確性，并檢測ATA代碼是否正確。手工作業(yè)只能保證初始兩位數(shù)70%的準(zhǔn)確率及后兩位數(shù)23%的準(zhǔn)確率，而Saffron在頭六位數(shù)上的準(zhǔn)確率達(dá)80%~90%。
目前，已經(jīng)有一家飛機制造商在使用Saffron，而且Intel公司仍在開發(fā)Saffron的新功能。未來新功能的實現(xiàn)大概需要6～12周的時間，包括提取數(shù)據(jù)、形成方案、精煉結(jié)構(gòu)、正式程序等工作。
總部位于悉尼的1Ansah公司多年來一直為澳大利亞旋翼飛機提供維修服務(wù)。目前，該公司正將該項服務(wù)延伸到固定翼飛機領(lǐng)域。據(jù)1Ansah公司介紹，1Ansah公司將自然語言和機器學(xué)習(xí)技術(shù)相結(jié)合，使技術(shù)人員更容易查詢技術(shù)文檔，從相似的問題中獲得幫助。該技術(shù)綜合吸收了航線維修手冊、部件手冊、服務(wù)通告、適航指令和故障隔離手冊的內(nèi)容，通過分析歸納，為維修提供具體的索引指南，該程序能夠迅速找出所有與排故工作相關(guān)的信息，能夠攝取含插圖的零件目錄圖，并將這些數(shù)據(jù)與3D模型結(jié)合起來，創(chuàng)建了一個運用增強現(xiàn)實技術(shù)的識別搜索引擎。因此，1Ansah公司的這套系統(tǒng)與大多數(shù)OEM廠商的故障診斷軟件相比更勝一籌。
（郭志帥，譯自AW&ST Inside MRO ）
