随着人工智能（artificial intelligence）、数字孪生（digital twins）、增强现实/虚拟现实（AR/VR，Augmented Reality/Virtual Reality）等技术的实用程度增加，防务新闻网站的作者迪迦姆·帕尼格拉希在《利用人工智能、数字孪生、增强现实/虚拟现实技术维修军用飞机》一文中介绍了上述技术的优势和应用场景。译者将其编译以供读者参考，不代表支持其中观点。

　　迪迦姆认为传统的飞机维护方式已经过时，现有的人员培训和装备维护流程普遍依赖纸质手册，可用的数字模型很少。而数字孪生技术的出现已经改变了设计、建模、操作和维修的方式，工业流程的数字化转型也使数字孪生技术融入现代工业的程度越来越深，为未来工业界提供更为合适的数字工具。
　　美国的航空航天产业制造商以及维护人员目前存在缺乏合适3D模型的问题。如果将现有的操作手册、技术规范等文件从2D变成3D模型存在成本高、效率低的问题。由于不同的扫描软件还在互操作性上有所限制，这也使得多种模型缺乏实用性。其它的问题包括将生成的3D模型融入现有SysML工作流，或创建不绑定到专有模型和系统的灵活工作流的能力。

　　为模拟每个模型和子系统的独立行为，以及不同子系统之间的交互。美国的航空航天制造商们需要使用SysML将3D模型及其物理行为纳入系统模拟模型中。这需要创建一个框架，将所有单独和组合的系统需求纳入SysML工作流，为模型配置参数以模拟和监控单个组件的行为及其交互。

人工智能技术加持下的预测性维护
　　美军维护飞机的传统是进行定期检查，根据检查结果和相关报告中提及的问题对症下药。随着人工智能技术加持下的预测性维护方法的应用，维护人员正利用数据分析和机器学习算法对潜在故障发生之前进行预测。

　　已有民航公司利用人工智能技术，分析在飞机部件、发动机和机载子系统上加装的传感器上的数据以推测所需维护或更换的时间，从而使机务人员能提前对飞机进行维修，降低故障概率，提升飞机的运营效率并减小停放时间。

数字孪生技术的作用
　　根据《航空制造技术》杂志的文章《数字孪生模型在产品构型管理中应用探讨》中的介绍，数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。

　　迪迦姆认为数字孪生是将物理资产的虚拟化，能通过传感器数据、历史维护记录和使用中输入的实时数据构建出虚拟模型。这使得航空航天产业的制造商能够在虚拟环境中实现模拟飞机部件和各系统的使用情况的可视化，在人工智能技术集成到数字孪生产生的虚拟模型后，维护人员可以模拟不同环境下的操作场景，从而对需要维护的飞机及其组件的运行状态和完好程度有精准的认知。便于精准评估飞机的性能变化和维护要求，规划维修方案、优化库存管理。
　　数字孪生技术的实用还便于远程监控和分析，维护团队能在不进行物理检查的情况下发现相关问题。例如，通过数字孪生的实时数据结合人工智能算法，可根据关键部件的当前状况确定具体的维护方案，从而提高整体维护效率并降低成本。

融入3D技术
　　当今领先的数字孪生解决方案供应商正在重塑工业部门如何利用人工智能和空间计算实现数字孪生、自动化和机器人实用化。这些提供商利用沉浸式XR接口、人工智能和云技术的发展，提供一个开放式、模块化、高精度和扩展性强的人工智能云平台，实现快速、准确和经济高效的生成数字模型，提高生产、运营、培训和维持的效率、自动化程度等。

　　随着高性能传感器的大量应用到商用货架产品（COTS）中，相关供应商可以获取更精准的空间数据，并近乎实时地生成准确的三维地图。随着3D扫描和数字孪生工作流程使用云计算，也降低了硬件成本并提升了效率。
　　在云中处理数据令移动设备的电池寿命和计算能力方面的限制减少，这使得手机、平板电脑和XR耳机中的传感器快速生成毫米级精度的3D模型。
　　通过将最密集的处理任务转移到云端，通过廉价的商用货架产品（COTS）设备中运行的人工智能驱动的软件产生高质量的点云，大大加快了数字模型的生成。更新的商业解决方案能够使用XR耳机作为捕获设备能快速、准确地生成3D点云，同时在运行服务器的电脑上处理所有数据。

增强现实/虚拟现实在维修中的应用
　　增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术正在重塑飞机维修程序和技术人员培训计划。AR将数字信息投射在技术人员眼前，在维护任务期间提供实时指导和指示。例如，AR可以将原理图、图表或诊断数据叠加到物理飞机部件上，使技术人员能够更准确、高效地维修。

　　另一方面，虚拟现实为学员在虚拟环境中提供沉浸式和交互式的维护程序模拟，让他们在不拆解实机的情况下完成复杂科目的学习和训练，如发动机维修。VR模拟可模拟不同的飞机模型和场景，在安全可控的环境中完成学习。
　　人工智能、数字孪生和增强现实/虚拟现实技术在军用飞机维护和维修工作中有广阔的应用前景，预测性维护能力可减少飞机停飞的时间和次数，延长使用寿命，优化维护成本。
　　数字孪生技术提供了全面了解飞机状况的契机，也实现了主动决策和简化维护流程。增强现实/虚拟现实技术提高了技术人员的工作效率和熟练程度，最终提高了整体安全性和可靠性。