整合区块链以实现航空维修的可追溯性

期限 blockchain区块链技术如今随处可见，但其含义却常常被误解。人们听到“区块链”这个词，往往会想到加密货币、数字钱包和暗网。

但实际上，区块链是一个安全的数字系统，它从根本上重塑了我们存储、共享和验证数据的方式，并且它对航空业具有惊人的潜力。

区块链是一种去中心化的数字账本（共享的点对点文件），能够以安全的方式记录跨多个系统的交易。这些系统包括企业资源规划 (ERP) 系统、维护、维修和运行 (MRO)软件、库存管理平台、数字孪生平台和飞机健康监测工具。

账本安全可靠，不可篡改。它的工作原理是将交易分组到“区块”中，然后按时间顺序将它们串联起来。一旦数据录入账本并经过验证，就无法以任何方式被移除或更改。账本记录提供了所有活动的清晰审计线索。

由于账本不可更改（通常称为“不可变”），区块链特别适合零件的可追溯性。这对于供应链管理 (SCM) 和物流尤其有效，因为物流网络跨越大洲，并依赖于无数的次级供应商。

在这一数据空白中，区块链很可能填补这一空白。麦肯锡的研究一直认为，该技术在记录数据交易方面的“永久性”特性非常适合管理全球供应网络（麦肯锡）。

除了安全、不可更改的存储之外，区块链还是一种强有力的验证手段，可确保其记录的信息准确无误。

区块链的每次更新都由参与网络运行的计算机（称为节点）进行验证。这些节点使用诸如工作量证明（例如解决复杂的数学问题）或权益证明（以承诺的形式获得网络所有权）之类的规则，就添加到账本的内容达成一致。这种分层流程可防止任何一家公司或用户拥有完全控制权。

为什么可追溯性在供应链中很重要

由于商品的质量和安全受到监管，企业需要了解产品的完整来源和运输过程。虽然最终制造可能在当地工厂安全且合乎道德地完成，但单个航空部件可能包含来自数十个国家的数百个零件。

这种存在潜在安全漏洞的黑匣子，使航空业等受到严格监管的行业始终面临安全风险。企业必须（往往是盲目地）依赖庞大的全球网络，才能安全地交付制作精良、妥善存储、符合质量和监管标准的产品。

通过可追溯性，公司可以追踪每个部件的整个旅程供应链的每个阶段这使公司能够快速识别和隔离有缺陷的批次，验证真实性，降低假冒风险，并满足安全、可持续性和劳工标准的要求。

在传统供应链中，如果没有区块链，就无法实现完全可追溯性。数据通常有限，被困于孤立的系统、纸质文档或不一致的数据格式中。

有了区块链，一切都会被记录下来。从原材料的加工时间和地点，到最终交付给最终客户，每一个流程、每一个动作和每一手的易手都会被记录在区块链上，所有利益相关者都可以实时访问。

这种开放性允许对货物进行即时跟踪和回溯，这对于在发生召回或其他中断时最大限度地减少盲点或加快响应时间至关重要。

为什么航空维修需要区块链升级

航空航天业是全球监管最严格的行业之一，近几个月来审查力度不断加大。维护日志、零件认证和可追溯性是证明适航性的必要条件，然而许多公司和 MRO 供应商仍然依赖过时的工具（包括纸笔）和遗留软件，而这些软件根本无法应对当今全球的复杂性。

这种碎片化做法的后果已充分显现。2023年，一桩涉及AOG技术部门和涉嫌伪造零件文件的丑闻震惊了整个行业，迫使美联航和达美航空等航空公司停飞数十架飞机进行检查。

作为回应，波音、通用电气航空航天和美国航空等主要行业参与者组成了航空供应链诚信联盟，以提高可追溯性并防范未经批准的零件（航空周刊）。

航空零件比大多数零件更棘手，因为它们可能在几十年内多次易手，在原始设备制造商、租赁公司、航空公司、独立 MRO 和经销商之间流动。

每次转移都会带来新的人为错误、记录不完整甚至欺诈的机会。CIMPA 2023 年可追溯性白皮书指出，“由于格式、标准和 IT 能力的不一致，从飞机原始设备制造商到航空公司，通过供应链参与者实现数字连续性仍然非常困难”。CIMPA白皮书）。

航空区块链直接解决了这些缺陷。作为共享的真相来源，它允许所有授权方在部件的整个生命周期内访问相同的、安全且不可篡改的使用记录。这极大地提高了检查和适航认证记录的可靠性，对于二手或大修部件尤其有价值。

让我们探讨一下区块链在航空领域的三个当前用例。

用例 1：零件来源和可追溯性

对于航空业而言，区块链最有前景的应用可能是为零部件创建不可篡改的审计线索，也就是通常所说的“追溯到诞生地”。追溯到诞生地意味着拥有一个零件从最初制造到当前配置和使用的完整、可验证的历史记录。

这项技术已经在航空航天领域得到应用。由 AFI KLM E&M 和派克航空航天集团开发的基于区块链的平台 SkyThread for Parts 正被用于追踪波音 787 飞机的数十万个零部件（航空周刊）。

这在安全和成本节约方面具有重大意义，因为记录缺失或不准确可能导致零件被隔离、维修延误并增加成本。AFI KLM E&M 报告称，使用 SkyThread“显著减少了入库隔离零件的数量”，从而简化了维护流程，并实现了更顺畅的运营。航空周刊）。

其他航空公司正在将人工智能与区块链结合使用，以增强零部件的可追溯性。例如，GA Telesis 已与 Alitheon 合作，将光学人工智能集成到其 Wilbur 平台中。

这款名为 FeaturePrint 的工具使用标准摄像头和区块链验证为每个部件创建“数字指纹”，从而无需使用可能被损坏或篡改的标签。

Alitheon 声称，两张 FeaturePrints 完全相同的概率是“万亿分之一”，这使得它成为一种几乎万无一失的验证真实性的方法（航空周刊）。

用例 2：维护日志和生命周期事件

区块链还可以记录飞机整个生命周期内的维护事件，记录谁在何时、何地以及在何种条件下执行了哪些维护服务。这些日志是合规性、安全调查、保险审计以及最终转售估值的重要参考点。

如今，维护数据通常存储在原始设备制造商 (OEM)、运营商和 MRO 提供商之间互不关联的系统中。因此，数据不一致、延迟或记录缺失的情况屡见不鲜，即便一个小小的错误就可能造成航空公司数百万美元的停机损失。

2023 年的一篇文章国际生产经济学杂志认为区块链通过实现“维护价值链中所有利益相关者之间实时同步数据的单一事实来源”解决了这些协调问题（ScienceDirect：IJPE）。

航空区块链平台 SkyThread for Parts 的功能包括自动记录，可无缝捕获所有零件的安装、维修和完整的服务历史记录。每个飞机零件都带有自己的维护日志，并以买家、出租人或监管机构可以轻松访问的格式保存。

利益相关者也可以信任这些数据。区块链的超安全设计最大限度地降低了伪造条目的风险，智能合约可以用来标记逾期服务或验证技术人员的资质。(边界）。

用例3：用于实时验证的智能合约

智能合约是存储在区块链上的自动执行代码，它提供了一种无需人工干预即可执行规则和自动执行操作的强大方法。

在航空 MRO 中，他们可以确保在安装零件、完成服务或付款之前满足特定条件。

例如，智能合约可以验证组件是否已通过必要的控制测试，以及技术人员是否获得认证，然后才允许安装。所有条件均已验证后，合约将自动执行，记录事件、更新库存，甚至发放款项或通知审计员。

这种自动化可以减少延误，提高问责制，并最大限度地降低错误或欺诈的可能性。2023 年的一项研究工业计算机指出，“区块链上的智能合约减少了验证任务对中介机构的需求，并实现了自主的信任建立机制”（ScienceDirect：工业计算机）。

这 CIMPA 可追溯性白皮书强调了类似的优势，描述了区块链和智能合约如何在整个产品生命周期中“消除协调问题并提高数据可靠性”（CIMPA白皮书）。

简而言之，智能合约减少了摩擦。维护团队和质量经理无需费力追查审批或翻阅文件，而是可以根据透明、永久编码的规则获得即时验证。

实施障碍

尽管航空区块链前景光明，但其普及速度却很慢。虽然这项技术已经渗透到整个行业，但其大规模应用仍然存在重大障碍。

互操作性是最大的挑战之一。许多利益相关者（原始设备制造商、航空公司、维护、大修 (MRO) 供应商和政府机构）使用不同的系统和格式来管理记录。为了实现区块链的全面集成，供应链中的所有参与者都需要同意、采用并集成相同的数字追溯方法（CIMPA白皮书）。

数据隐私是另一个令人担忧的问题。由于航空数据包含高度敏感的信息，区块链的透明度也是其致命弱点。决定哪些信息应该记录在链上（公共和共享）还是链下（私有），以及如何管理访问权限，都存在诸多挑战。

公司必须决定哪些数据应该记录在链上（公共或共享），哪些数据应该记录在链下（私有），以及如何管理权限。许多区块链专家呼吁一种混合解决方案，为许可型区块链框架提供选择性数据披露，同时兼顾透明度和隐私性。前沿能源研究）。

成本和可扩展性也是主要因素。从传统系统过渡到基于区块链的架构需要新技术、新的工作流程和大量的培训。

许多中小企业缺乏数字化成熟度以及其他资源，无法采用区块链技术。大型合作伙伴必须发挥带头作用。

最后，监管环境充满质疑。像美国联邦航空管理局（FAA）和欧洲航空安全局（EASA）这样的机构必须承认区块链记录在合规审计和适航证书方面具有法律效力。许多组织在监管审批通过之前对区块链投资持谨慎态度，在此之前将继续完全依赖去中心化技术。

行业发展势头和试点项目

尽管存在这些挫折，但进展仍在迅速推进。越来越多的公司启动试点项目，并组建联盟，尝试利用区块链技术实现航空业的可追溯性。

GA Telesis 是最引人注目的早期采用者之一。他们的 Wilbur 零件来源（追踪）平台结合了 Alitheon 的 FeaturePrint 技术（非接触式序列化）、光学人工智能和区块链，为每个零件的旅程创建了完整的数字化记录（阿利瑟恩，航空周刊）。

与此同时，SkyThread for Parts 的部署规模也在不断扩大。该平台最初在试点阶段用于追踪波音 787 的零部件，后来也被 AJW Technique 和 L3 Harris 等其他公司采用。航空周刊）。

监管机构关注的早期信号正在显现。为了迎接未来的批准，航空供应链完整性联盟 (ASCIC) 正在为此做准备。ASCIC 在其 2024 年 10 月的报告中发布了一系列关于零部件可追溯性的建议 (航空供应商）。

该报告的调查结果包括：

在航空维修领域扩展区块链需要什么

正如 ASICC 的报告所概述的，一项新技术要从试点走向生产需要广泛的合作。

获得认可是第一个障碍，因为区块链只有在其他人采用的情况下才能发挥作用。成功的采用取决于信任与合作。

接下来，组织必须就数据标准达成一致，包括一致的定义和数据格式（联合军械库）。

此外，公司还投资区块链技术所需的底层基础设施，包括人力和数字资产。这包括用于遗留系统的API连接器、基于云的区块链节点、智能合约库，以及工程师和数据管理员的技能提升。

最后，或许也是最关键的一点，必须有一个清晰的激励模式。利益相关者必须看到可衡量且明确的效益，例如缩短维护周转时间 (TAT)、减少停飞飞机数量，或加快并简化监管审核。规模较大、资源充足的机构可能需要支持那些缺乏资金进行技术基础设施转型的小型企业。

如果早期采用者能够看到区块链如何随着时间的推移降低可追溯性的成本和复杂性，他们通常更有可能进行投资（CIMPA白皮书）。

从可追溯性迈向智能化

区块链在航空领域的应用远不止于可追溯性。它有潜力成为维护计划、维修和记录、零件生命周期以及深度数据分析的运营中心。

区块链数据与人工智能和机器学习相结合，可以检测模式、预测故障并自动采取纠正措施。人工智能系统已被用于识别最容易出现缺陷的部件、发现维护异常，并根据使用模式优化备件库存。

区块链还可以与预测分析相结合，实现更动态的任务，例如安排维修、检查和自动重新订购。

这种双重方法还能支持更新、更复杂的模型，例如基于数字孪生的预测和基于绩效的物流 (PBL)。但要使这种集成方法发挥作用，这些模型需要大量准确、可靠的数据——而区块链的独特优势恰恰能够提供这一点。

研究人员预测，区块链将成为航空业和其他高风险行业下一代运营智能的“基础设施”。边界）。

区块链在未来航空维修中的作用

航空维修中的区块链已经在航空领域得到积极测试、使用和完善，以简化零件的可追溯性、维护日志更新和智能合约驱动的合规性。

初步试点测试显示出良好的前景。区块链可以填补传统系统无法解决的可追溯性、信任和协调方面的空白。

但无论航空区块链解决方案多么优秀，成功的关键不仅仅在于概念验证的成功。区块链要发挥作用，需要整个行业的共同承诺，包括航空航天业的全面参与、共同治理和监管协调。

监管支持更倾向于“何时”而非“是否”，但这并无保证。不过，随着波音、通用电气和法航工业等重量级企业纷纷进军区块链系统，未来政府的支持似乎很有可能。全面批准可能取决于能否解决标准化、数据隐私以及数字记录的法律可采性等方面的担忧。

航空业区块链可追溯性的势头已然到来，但整个行业仍将谨慎行事。与此同时，为最终的审批做好准备是明智之举。即使监管机构审批时间比预期更长，或者未能以行业领导者所期望的方式批准该技术，您的组织仍将受益。弥合可见性差距、清理碎片化数据以及实现传统工作流程的现代化本身就是重大胜利。

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