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“機(jī)場(chǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型”

（映維網(wǎng)Nweon?2022年10月18日）南紀(jì)白浜位于日本和歌山縣南部地區(qū)，面向太平洋。這里是日本著名的旅游景點(diǎn)，包括千畳敷, 三段壁和圓月島等自然美景觀，綿延600m的美麗海灘白良浜，以及飼養(yǎng)著熊貓和海豚等動(dòng)物的白浜野生動(dòng)物園。這里同時(shí)是日本著名的溫泉療養(yǎng)勝地，每年大量的游客都會(huì)來這里盡情享受位于海邊的崎之湯，牟婁之湯，白良湯，松乃湯和白砂等多個(gè)熱門溫泉。

受疫情和工作方式的多樣化影響，公共設(shè)施所要求發(fā)揮的作用正在發(fā)生重大的變化。為了提高機(jī)場(chǎng)來訪者的便利性和提高機(jī)場(chǎng)職員的業(yè)務(wù)效率等，南紀(jì)白浜機(jī)場(chǎng)正在積極進(jìn)行機(jī)場(chǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，并通過機(jī)器人，Microsoft?Azure和HoloLens?2等技術(shù)和服務(wù)來支持這一舉措。下面這篇博文將介紹日本電氣株式會(huì)社NEC與南紀(jì)白浜機(jī)場(chǎng)、THK、微軟日本等共同致力實(shí)現(xiàn)的“機(jī)場(chǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型”項(xiàng)目。

1. 以“機(jī)場(chǎng)型地方創(chuàng)生”為目標(biāo)推進(jìn)機(jī)場(chǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型（地方創(chuàng)生是指，每個(gè)地區(qū)利用自己的特點(diǎn)建立一個(gè)自主和可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)）

隨著數(shù)字化的進(jìn)展和社會(huì)和經(jīng)濟(jì)方式的巨大變化，鐵路、道路、機(jī)場(chǎng)等公共基礎(chǔ)設(shè)施提供的價(jià)值正在進(jìn)行重新評(píng)估。

例如，鐵路車站不僅作為支撐人員流動(dòng)的基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)作為人和物聚集的場(chǎng)所被活用。但是，鐵路車站近年來提供了用于遠(yuǎn)程工作的辦公室功能等。另外，在電動(dòng)汽車和自動(dòng)駕駛車的利用擴(kuò)大中，道路正在為收集傳感器信息的設(shè)備進(jìn)化。將道路本身作為支持電動(dòng)汽車一邊行駛一邊能充電的研究正在進(jìn)行之中。

在這種情況下，南紀(jì)白浜機(jī)場(chǎng)和日本電氣重新將機(jī)場(chǎng)作為地域活性化和地方創(chuàng)生的據(jù)點(diǎn)，為提供新的價(jià)值而努力。兩家公司與THK、微軟等一起成立了通過5G實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的共同項(xiàng)目，推進(jìn)機(jī)場(chǎng)設(shè)施維護(hù)業(yè)務(wù)的智能化和面向機(jī)場(chǎng)利用者的新顧客服務(wù)。

經(jīng)營(yíng)南紀(jì)白浜機(jī)場(chǎng)的池田直隆表示：“本公司以‘機(jī)場(chǎng)型地方創(chuàng)生’理念進(jìn)行事業(yè)運(yùn)營(yíng)。我們的使命不僅是管理機(jī)場(chǎng)，同時(shí)要將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)樞紐，通過向世界傳達(dá)本機(jī)場(chǎng)提供的所有景點(diǎn)并吸引眾多游客，為和歌山縣紀(jì)南地區(qū)注入活力。所以，數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字技術(shù)至關(guān)重要。機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)具有許多不同的任務(wù)，例如空中交通管制、跑道管理或票務(wù)。對(duì)于像我們這樣的地區(qū)性機(jī)場(chǎng)來說，雇用和培訓(xùn)能夠勝任相關(guān)工作的人員一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。我們必須立即提高工作效率和多任務(wù)能力。我們同時(shí)想向來到機(jī)場(chǎng)的人們展示最新的數(shù)字技術(shù)所能取的成就，特別是當(dāng)?shù)氐暮⒆?，這樣他們就可以為自己的社區(qū)感到自豪和充滿希望。我們雄心勃勃，而這個(gè)項(xiàng)目是實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)的第一步?！?/p>

自2021與日本電氣和其他合作伙伴啟動(dòng)這一聯(lián)合項(xiàng)目以來，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)建立了一個(gè)高速本地5G網(wǎng)絡(luò)。然后自2022年以來，重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到引入數(shù)字維護(hù)計(jì)劃和改進(jìn)基于微軟HoloLens 2和云服務(wù)（包括Microsoft Azure）的客戶服務(wù)。

2. 同時(shí)致力于“維護(hù)管理業(yè)務(wù)的效率化”和“顧客服務(wù)的提高”

南紀(jì)白浜位于日本和歌山縣南部地區(qū)，面向太平洋。這里是日本著名的旅游景點(diǎn)，包括千畳敷, 三段壁和圓月島等自然美景觀，綿延600m的美麗海灘白良浜，以及飼養(yǎng)著熊貓和海豚等動(dòng)物的白浜野生動(dòng)物園。這里同時(shí)是日本著名的溫泉療養(yǎng)勝地，每年大量的游客都會(huì)來這里盡情享受位于海邊的崎之湯，牟婁之湯，白良湯，松乃湯和白砂等多個(gè)熱門溫泉。

這一聯(lián)合項(xiàng)目的議程之一是在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)推動(dòng)機(jī)場(chǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型以實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)型地方創(chuàng)生的目標(biāo)時(shí)，融入所述的區(qū)域特征。

日本電氣的山中淳史說到：“為了引入新的機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)方式，改善客戶服務(wù)，我們需要在為客戶服務(wù)創(chuàng)造資源的同時(shí)對(duì)現(xiàn)有流程進(jìn)行全面審查。考慮到這一點(diǎn)，我們決定并行開展兩項(xiàng)活動(dòng)，一項(xiàng)是提高工作效率，另一項(xiàng)是改善客戶服務(wù)。即，為前者引入數(shù)字維護(hù)程序，另一個(gè)是為客戶服務(wù)改進(jìn)引導(dǎo)機(jī)器人。我們的目標(biāo)是提高工作效率和改善客戶服務(wù)。”

團(tuán)隊(duì)圍繞HoloLens 2設(shè)計(jì)了數(shù)字維護(hù)程序，從而幫助一線員工可視化飛機(jī)跑道檢查歷史，并有效檢查機(jī)場(chǎng)周圍的樹木和結(jié)構(gòu)是否超過其高度限制。同時(shí)，機(jī)器人引導(dǎo)計(jì)劃旨在通過移動(dòng)機(jī)器人向機(jī)場(chǎng)游客展示周圍的路線。

正如山中淳史所解釋的一樣，這兩項(xiàng)舉措都有相同的主要目標(biāo)：即提高現(xiàn)有工作的效率和機(jī)場(chǎng)工作人員的生產(chǎn)力，同時(shí)提供新的價(jià)值觀，例如更好地為當(dāng)?shù)厝撕蜋C(jī)場(chǎng)用戶服務(wù)，以及培訓(xùn)和培養(yǎng)數(shù)字化人才。

池田直隆補(bǔ)充道：“例如，新的數(shù)字維護(hù)計(jì)劃將以HoloLens 2等新方法為基礎(chǔ)，利用它們來提高我們的工作效率，并鼓勵(lì)在這里工作的人們通過掌握最新技術(shù)來享受他們?cè)谶@里所做的工作。機(jī)器人指南是我們客戶服務(wù)的新方法。我們同時(shí)希望機(jī)器人能夠與人類員工一起工作，為現(xiàn)有服務(wù)增加新價(jià)值?！?/p>

3. 采用HoloLens 2簡(jiǎn)化檢查作業(yè)，利用錨定和點(diǎn)云數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高速開發(fā)

為了滿足南紀(jì)白浜機(jī)場(chǎng)對(duì)機(jī)場(chǎng)區(qū)域振興的要求，日本電氣在選擇充分利用微軟設(shè)備和云服務(wù)的潛力之前研究了不同的方法和途徑。

日本電氣負(fù)責(zé)使用HoloLens 2開發(fā)數(shù)字維護(hù)程序的北村真奈美回憶道：“數(shù)字維護(hù)程序基于兩個(gè)用例。一個(gè)是跑道表面檢查記錄的可視化，另一個(gè)是零檢查樹高度的任務(wù)更加高效。每一天，工作人員都會(huì)檢查跑道表面是否有損壞或凹痕，并使用文本和圖片記錄結(jié)果。由于工作人員無法訪問檢查歷史記錄，所以這個(gè)過程效率不高，因?yàn)槟愫茈y區(qū)分受損表面和健康表面。至于樹木高度檢查，工人們不得不依靠雙筒望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行目視檢查，并確保樹木不會(huì)高于允許的高度。確保準(zhǔn)確度一直非常困難，如果工人們過于關(guān)注準(zhǔn)確度，他們將需要花費(fèi)太多的時(shí)間才能完成工作。為了提高檢查作業(yè)的效率，我們研究了許多不同的選項(xiàng)，并決定采用MR眼鏡是最好的解決方案。”

如果這僅僅是為了檢查跑道表面損壞情況和機(jī)場(chǎng)周圍樹木的高度，用于設(shè)施外部檢查的其他方法可能同樣有效，如固定攝像機(jī)、機(jī)器人或無人機(jī)。但這對(duì)團(tuán)隊(duì)而言尚遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因?yàn)闄C(jī)場(chǎng)檢查人員必須仔細(xì)檢查缺陷，并在需要時(shí)立即修復(fù)，而所有這一切都高度依賴于工作人員的經(jīng)驗(yàn)和技能。

北村真奈美指出：“當(dāng)我和檢查人員一起外勤時(shí)，我發(fā)現(xiàn)工作時(shí)的雙手自由非常重要。因此，我們開始考慮允許你自由使用雙手的智能眼鏡。另一個(gè)挑戰(zhàn)是正確判斷損壞或孔洞，以及你面前每棵樹的高度。我們意識(shí)到在虛擬空間內(nèi)顯示檢查歷史可以極大地提高工作效率效率，所以我們決定使用MR眼鏡。HoloLens 2是最佳候選。員工可以直觀地使用這一設(shè)備，它可以直接連接到網(wǎng)絡(luò)，其標(biāo)準(zhǔn)功能豐富到足以促進(jìn)開發(fā)過程。”

事實(shí)上，HoloLens 2允許項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在演示階段就非常高效地開發(fā)了相關(guān)的系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了工人可以立即使用的應(yīng)用程序。任何人都可以使用Azure Spatial Anchors空間錨定功能訪問和管理檢查記錄，并共享名為“錨定”的坐標(biāo)。對(duì)于高度檢查，使用空間映射生成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)可以在HoloLens 2顯示樹木和其他超高對(duì)象的高度。

4. 實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)機(jī)器人的協(xié)調(diào)動(dòng)作和遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，并支持將來的多種工作方式

機(jī)器人向?qū)ч_發(fā)存在兩個(gè)關(guān)鍵議程。

首先是支持多個(gè)機(jī)器人一起工作。今天，人們一般認(rèn)為機(jī)器人向?qū)欠胖迷诘昝娴臋C(jī)器，它可以檢測(cè)到新來的客戶，問候他們，解釋提供的服務(wù)，或者提供簡(jiǎn)單的游戲。機(jī)器人只會(huì)呆在一個(gè)地方。它們無法站起來并一路帶領(lǐng)人們到達(dá)目的地。

在這個(gè)項(xiàng)目中，機(jī)器人向?qū)⒃谠O(shè)施內(nèi)漫游。每當(dāng)機(jī)場(chǎng)旅客問路時(shí)，它們都會(huì)跟著游客，為他們指路。根據(jù)游客的目的地，特定區(qū)域的另一個(gè)機(jī)器人將接管向?qū)Х?wù)。這個(gè)過程將由數(shù)個(gè)機(jī)器人一起重復(fù)，直到游客達(dá)到目的地。

負(fù)責(zé)機(jī)器人引導(dǎo)程序的山中淳史表示：“這一次，我們通過本地5G網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器控制兩個(gè)機(jī)器人，測(cè)試它們是否能夠一個(gè)接一個(gè)地協(xié)同工作，帶領(lǐng)游客一路到達(dá)目的地。如果它們能夠協(xié)同工作，我們就可以允許更多的機(jī)器人協(xié)同執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)。例如，一個(gè)機(jī)器人可以把游客帶到電梯。當(dāng)游客離開電梯時(shí)并達(dá)到另一層時(shí)，下一個(gè)機(jī)器人可以接管。機(jī)器人同時(shí)可以有許多不同的功能。他們可以在漫游時(shí)作為移動(dòng)數(shù)字標(biāo)牌。當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)游客在尋找方向時(shí)，他們可以轉(zhuǎn)換為向?qū)C(jī)器人。我們可以為每個(gè)機(jī)器人分配多個(gè)角色。將來，當(dāng)它們不忙于引導(dǎo)游客或在晚上時(shí)，它們可以作為清潔工和保安?！?/p>

第二個(gè)議程是機(jī)器人的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作。機(jī)器人的攝像頭圖像通過本地5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，這樣機(jī)器人可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)地共享和監(jiān)控所看到的內(nèi)容。機(jī)器人同時(shí)可以接收命令，并在遠(yuǎn)程進(jìn)行控制。

山中淳史說到：“我們的控制器不必在機(jī)器人所在的地方，因?yàn)樗鼈兛梢赃h(yuǎn)程監(jiān)控和操作。另外，操作團(tuán)隊(duì)可以很小，因?yàn)閹讉€(gè)機(jī)器人可以集中控制。一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員團(tuán)隊(duì)使用相關(guān)功能來提供高質(zhì)量的客戶服務(wù)，即使在家工作都是如此。這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)非常好的工具，可以幫助他們后疫情時(shí)代更好地完成管理工作?！?/p>

5. 模塊化機(jī)器人平臺(tái)可在短時(shí)間內(nèi)加速開發(fā)

每個(gè)機(jī)器人向?qū)Ф加幸粋€(gè)自主驅(qū)動(dòng)單元和一個(gè)大型LCD面板。所述機(jī)器人由THK的高級(jí)創(chuàng)意制作人永塚正樹開發(fā)。

他說到：“我THK主要開發(fā)，生產(chǎn)并且向世界提供包括LM滾動(dòng)導(dǎo)軌、滾珠花鍵、滾珠絲杠、電動(dòng)智能組合單元等在內(nèi)的機(jī)械元件，它們可以提高工業(yè)機(jī)械的性能。我們同時(shí)利用我們作為機(jī)械元件頂級(jí)制造商之一的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)工業(yè)機(jī)器人元件和服務(wù)機(jī)器人。由于勞動(dòng)力短缺和多樣化的工作方式，服務(wù)機(jī)器人的需求每年都在增長(zhǎng)。像這樣的自主和移動(dòng)顯示機(jī)器人已經(jīng)在大量應(yīng)用中取得了成功。”

自主移動(dòng)顯示機(jī)器人通常有一個(gè)處理器和一個(gè)像標(biāo)準(zhǔn)PC一樣的顯示面板。你可以在面板顯示根據(jù)不同需求定制的廣告內(nèi)容，同時(shí)可以根據(jù)需要安裝各種應(yīng)用程序來控制機(jī)器人。日本電氣開發(fā)了控制一組機(jī)器人并使它們相互協(xié)作的軟件，同時(shí)開發(fā)了任務(wù)控制軟件和指示應(yīng)用程序。THK則對(duì)程序進(jìn)行了測(cè)試，檢查它們?cè)诘綑C(jī)器人后是否能夠按預(yù)期執(zhí)行。

山中淳史指出：“在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域，我們通常只看到一個(gè)或兩個(gè)機(jī)器人一起工作。更多機(jī)器人協(xié)作的應(yīng)用依然非常有限。如果不同供應(yīng)商為不同目的制造的大量機(jī)器人能夠一起協(xié)作，我們可以期待進(jìn)一步提高生產(chǎn)力，支持人們的多種工作方式。所以，我們需要快速可靠的以及控制機(jī)器人的本地5G網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于機(jī)器人來說，擁有一個(gè)模塊化平臺(tái)同樣至關(guān)重要，它可以令開發(fā)任務(wù)更容易，并能夠響應(yīng)廣泛的需求?！?/p>

作為模塊化和通用平臺(tái)，THK服務(wù)機(jī)器人具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

永塚正樹解釋道：“將各種元件組合在一起開發(fā)不同類型的機(jī)器人，這是THK最喜歡的概念。元件可以非常靈活地組合在一起。項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間非常短，但我們依然可以很快構(gòu)建機(jī)器人來滿足規(guī)定的需求。更換每個(gè)元件十分簡(jiǎn)單。”

6. 將希望和夢(mèng)想帶給成人和兒童，想把“白浜模型”擴(kuò)展到其他公共設(shè)施

多個(gè)機(jī)器人的協(xié)作控制系統(tǒng)是使用各種Azure服務(wù)進(jìn)行構(gòu)建。它們包括用于建模和仿真的Azure Digital Twins、用于分析大型數(shù)據(jù)和日志文件的Azure Data Explorer、用于處理流式數(shù)據(jù)的Azure Event Hubs、用于收集物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的Azure-IoT Hub以及用于無服務(wù)器計(jì)算的Azure Functions。

所述系統(tǒng)不僅僅是關(guān)于云服務(wù)。機(jī)場(chǎng)內(nèi)的本地5G網(wǎng)絡(luò)成為這種多接入邊緣計(jì)算（MEC）環(huán)境的基礎(chǔ)，為機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、平板電腦、智能手機(jī)和眾多其他設(shè)備提供了快速寬帶連接。

北村真奈美說到：“MEC環(huán)境基于Azure IoT Edge，一個(gè)使用眾多iAzure功能構(gòu)建本地邊緣計(jì)算環(huán)境的平臺(tái)。在硬件方面，我們有NEC Express 5800服務(wù)器。所述解決方案已作為NEC Express5800 for MEC提供給我們的客戶。MEC環(huán)境不僅適用于機(jī)器人協(xié)作控制系統(tǒng)。它同時(shí)是使用HoloLens 2運(yùn)行數(shù)字維護(hù)程序的平臺(tái)。通過將IoT Edge與云端IoT Hub連接，并同時(shí)使用本地和云資源，我們可以以較小的延遲高效地處理海量數(shù)據(jù)?！?/p>

機(jī)器人向?qū)Ш推渌O(shè)備收集的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)由本地IoT Edge（在MEC環(huán)境中）處理，然后通過云端IoT Hub發(fā)送給Digital Twins和Data Explorer進(jìn)行進(jìn)一步處理，最后發(fā)送給PC和智能手機(jī)前端。

山中淳史表示：“MEC環(huán)境是協(xié)作機(jī)器人控制、處理機(jī)器人發(fā)送的圖像、以及處理數(shù)字維護(hù)項(xiàng)目點(diǎn)云數(shù)據(jù)的不可或缺的平臺(tái)，而所有這一切都需要快速寬帶網(wǎng)絡(luò)。另外還有IoT Hub，Digital Twins，Data Explorer和其他Azure PaaS服務(wù)，它們對(duì)于機(jī)器人狀態(tài)管理和控制必不可少。在Azure中，日本電氣無需從零開始構(gòu)建，從而能夠釋放我們的資源，并專注于集成管理和協(xié)作控制系統(tǒng)。Azure允許我們能夠在短時(shí)間內(nèi)高效地開發(fā)系統(tǒng)。另外，這個(gè)項(xiàng)目明確了一個(gè)主要目標(biāo)，即利用 IoT Edge構(gòu)建一個(gè)MEC環(huán)境，并驗(yàn)證與IoT Hub之間的Azure服務(wù)的互操作性，展示基于本地5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施情況。接下來的步驟可以是機(jī)器人之間的協(xié)作、機(jī)器人與人一起工作、機(jī)器人基礎(chǔ)設(shè)施合作，以及許多其他使用本地5G網(wǎng)絡(luò)和機(jī)場(chǎng)和其他公共設(shè)施中提供的Azure的新服務(wù)。”

所述聯(lián)合項(xiàng)目驗(yàn)證了維護(hù)和指導(dǎo)服務(wù)在提高維護(hù)操作效率和客戶服務(wù)方面的用例。清潔和安全服務(wù)以及交付和其他運(yùn)輸服務(wù)的用例驗(yàn)證同樣可能包含在本項(xiàng)目中。

池田直隆總結(jié)了這個(gè)聯(lián)合項(xiàng)目的成就和未來：“我認(rèn)為我們?cè)跈C(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中提供了一個(gè)提升勞動(dòng)力和改善客戶服務(wù)的解決方案，我們做得很好。但這并不是我們的唯一目標(biāo)。我們的最終目標(biāo)是幫助和歌山人民，尤其是兒童擁有夢(mèng)想和希望?，F(xiàn)在我們已經(jīng)在南紀(jì)白浜機(jī)場(chǎng)建立了機(jī)場(chǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)向方法，我們可以推廣這種白濱模式，與其他地區(qū)機(jī)場(chǎng)以及任何其他公共設(shè)施共享，從而激勵(lì)整個(gè)日本?！?/p>

日本電氣和微軟將繼續(xù)支持南紀(jì)白浜機(jī)場(chǎng)和其他組織，通過基于本地5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建MEC環(huán)境并提供多種解決方案，為區(qū)域社區(qū)注入活力。

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