在夜幕下的杭州萧山国际机场货机机坪上，一辆辆小拖车拉着三四个集装箱，按顺序驶向宽体货机的停放机位。监装师傅对照装机图，指挥现场装载人员将集装箱有序装到货舱指定位置，并逐一核对。大约一个半小时后，航班便可以起飞了。
而十几年前，同样一幕完全是另一番光景：拖车带着多个拖斗，常常需要围着货机转几圈，才能调整好顺序，把集装器依次装上飞机；货物进站、打板、配载、装机环环等待，从进站到起飞通常超过5个小时，配载人员和装载人员还要利用对讲机反复沟通、核对，确保货物装载到正确位置，飞机重心在安全范围内。既慢，又险。
这些减少的时间去哪儿了？
飞机也需要“收纳师”
过去，即便按照国际通用的规则和规范去做，在操作时小心再小心，航空客货运的配载差错依然可能存在。这让中国民航大学科技创新研究院的王岩韬陷入了思考，为什么规则在手、谨慎在行，差错仍难以杜绝？
与此同时，我国航空货运正在快速发展。航空货运本以快速、高效立身，而在实际运行中，货物进站后的打板、配载、装载等环节往往要耗时很久。如果配载环节出现重心失衡或者货物装不下等情况，甚至还要重来。这种情况不仅发生在全货机上，在客机腹舱带货这一场景中也屡见不鲜，不仅降低了运输效率，也增加了人工和时间成本。
第四届CATA大会上，该项目获得2025年民航科技奖一等奖。图为获奖项目介绍（教欣铭/摄）
面对行业痛点和安全隐患，中国民航大学王岩韬教授团队联合杭州机场、中货航、首都机场等单位，组建了一支创新队伍，开始了一场长达10年的攻关——搭建航空客货运智能配载管理平台。这支队伍里不仅有高校科研人员，更有大量来自生产一线的配载、装载骨干，多年来核心成员超过30人。十年耕耘，该项目获得了2025年民航科技奖一等奖。
他们攻关的目标非常明确，培育一名“收纳师”。通俗地理解，就是在保证飞行合理重心的基础上，最大化地利用空间和载重，并争取以最快速度完成装载。
这听起来似乎只是简单的装机过程，但背后的求解过程极其繁复。以波音777货机为例，一架飞机能装下37块PMC集装器，其重量各不相同；如果与其他类型集装器混装，还有尺寸、形状等诸多差异。如何在不同货舱位置、载荷、飞机平衡等限制条件下，寻找装载量、重心、装载效率等最优解？团队核心成员、中国民航大学的赵向领说：“这就像在构建和求解复杂不等式方程组，通常存在多个解，但哪一个解才是民航货运安全和效率真正需要的？”
吾将上下而求“解”
求解的第一步，是要打破国外理论模型的局限。
在理论攻关阶段，团队翻阅了大量国外相关研究和案例，发现长期以来国外配载的数学规划模型普遍采用简化的前后固定偏差代替重心包线（重心包线是描述飞机在不同重量下的重心可行范围）。但这种简化模型存在明显弊端：当配载量接近最大时，飞机原始重心包线变窄，容易影响飞行安全。
该界面展示了飞机的重心包线，用于检查飞机是否满足平衡限制，要求飞机的起飞重心（takeoff weight CG ）和无燃油重心(zero fuel weight CG)都要落在包线以内（中国民航大学供图）
赵向领用了一个形象的比喻解释：“汽车的重心通常比较大，只要物品落在前后轮胎之间，对行驶安全的影响就不大。但飞机就像一个天平，它的重心范围比车辆、轮船要小很多，前后任何一个部位重一些，都会造成重心偏移，影响平衡。”为了概括飞机在不同飞行状态下的真实重心情况，团队创造性地构建了非线性完整重心包线数学规划模型，并进行了线性化等效处理，其原创性得到了国外知名学者的高度评价。
然而，民航使用机型众多，波音、空客、国产大飞机……如何构建新模型？团队采用朴实但最有效的办法，对市面上几乎所有主流机型配载限制条件逐一破解，每一条重心包线、每一个配载模型都需要经历无数次实践打磨。
团队在杭州机场对系统进行初步测试，用系统得出的“解”与人工配载、装载的实际对比，如果系统的“解”利用率低于人工，他们就倒逼算法优化。
“算法和代码中的原则性错误是比较容易发现的，但如何让系统计算速度比人工快、求解利用率更高、更符合人工偏好非常困难。一个机型我们最少也得花半年时间进行测试和反复修订。”赵向领感叹道。
在这种“理论—建模—测试—更新”的过程中，参与创新的机场一线人员也不断将工作中遇到的问题反馈给研发团队，推动技术一路迭代攻坚。
举例来说，电商货物的特点是“多、小、轻、杂”，打板组合难度极大。针对这一难题，团队首创“票分块、形归类、分层组块、逐层组箱”的四步算法，把杂乱无章的散货像搭积木一样规整组合。
此外，团队针对以往现场拖车在机坪上“围着货机转圈”的情况，研发了配装协同技术，确保拖车出场顺序与集装器装载一致；针对体积“盲配”导致运力浪费问题等，研发了“重量+体积”多约束下客机腹舱优化配载技术，通过图像识别货物体积，对每个集装箱精准编号、监控的方式，实现货物精准分配。
随着不同应用场景出现，更新迭代后的系统也都能找到各自对应的“解”法。
从“算得准”到“用得顺”
那么，这个历经10年打磨的系统，到底是如何在机坪上运作的？
想象这样一个场景：货物运抵机场后完成打板，随即在地磅上完成称重，摄像头此时估算货物体积；配载员在系统后台实时获取货物数据，并输入当班机型、飞机实时状态等参数；最后，系统计算出最优方案，输出一张标明“哪个集装箱应该放在哪个位置”的直观装机图并发往机坪；装载人员对照图纸，按顺序将货物送入机舱。
轻松的作业流程解放了生产力，但真正投入应用后，又能否经受住考验呢？
杭州萧山国际机场是“第一个吃螃蟹”的单位。杭州机场地勤保障部的童子琛告诉记者，在系统刚推广时，有些老员工心存抵触：“我都干这么多年了，按老一套经验做就好了，为什么还要花时间去熟悉新系统？”然而，随着系统投入运行，大家在实际操作中慢慢尝到了甜头，不仅装得更快、装得更多，还大幅减少了人工核对差错。“在效率上有直观的变化。”童子琛补充道，“目前杭州机场代理保障的航班从每天100多架增至300多架，在配载员人数没有增长的情况下，还能做好货运保障，说明系统确实起作用了。”
装载人员使用系统进行全货机装载保障（杭州机场供图）
首都机场货站相关负责人也告诉记者：“一般宽体机的配载时间在40分钟左右，使用这个系统能减少20分钟左右。最关键的一点是，货物、行李与舱位的吻合度比较高，避免了反复调舱影响航班起飞。”
此后，这一系统在更多机场、更多机型、更多场景中不断打磨，成绩也越来越好——宽体机装载保障时间压缩至102分钟，优于美国宽体货机120分钟的平均水平及迪拜、新加坡樟宜等国际标杆机场；打板体积利用率突破90%，高于国内80%和国际AI（人工智能）辅助85%的平均水平；货机配载时间少于5分钟，优于CHAMP与ONLINETEK的最快案例5分43秒。
目前，该成果已推广至首都机场、杭州机场、中货航等12家国内民航单位。据了解，2021年~2025年，仅杭州机场、首都机场和中货航3家单位即产生经济效益8.27亿元，投入产出比约为1:20。
更难得的是，这个系统还“飞”出了国门。通过机场货运代理，平台已服务31个国家、45家国外航企。“阿联酋航空起初不相信我们这个系统，后来他们发现使用这个系统确实装得快、装得多，平均每班增载1吨左右。”王岩韬说。
在很多人的想象中，把货物装进飞机似乎就像小品里的经典台词“把大象装进冰箱分三步”一样简单。实际上，这并非简单的搬运，而是一个融合了安全科学、力学、运筹学、管理学等多学科的复杂系统工程。从靠经验到靠算法，将飞机的装载时间至少减少30分钟，在紧急情况下货运整体流程用时能减少两三个小时。
为了从全流程中省下这两三个小时，这支团队走了整整10年。从这个意义上讲，10年的扎实沉淀和匠心攻关印证了——慢，就是快。（中国民航报 记者教欣铭）
编辑｜王亚玲
校对 ｜张 薇
审核｜程 凌
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