飞机维修引入自动化 “智修时代”正式来临

XIAOZHONGMING

在飞机维修产业发展的新时期，固有的MRO，航空公司的维修厂正遇到着前所未有的巨大挑战。国外OEM厂商加力发展飞机售后维修业务，对传统的维修单位实施大规模的产品封锁，技术限制，极大限制了传统飞机维修企业的做强做大。


    然而，困境往往与机遇并存，在现有智能化技术蓬勃发展的今天，将智能化技术引入飞机维修领域而形成的飞机智修概念，将重新优化现有的维修模式，降低成本，提高安全与效率，带来传统飞机维修行业的新发展。


    下面，我们初步了解一下什么是智能化、智能化技术以其这些技术在飞机维修方面应用，探讨“智修时代”的几大特征。


    一、什么是智能化技术？


    智能化技术指由现代通信与信息技术、计算机网络技术、精密传感技术、人工智能技术汇集而成的针对某一个方面的应用。


    从感觉到记忆再到思维这一过程称为“智慧”，智慧的结果产生了行为和语言，将行为和语言的表达过程称为“能力”，两者合称“智能”。


    智能一般具有这样一些特点：


    1、是具有感知能力，即具有能够感知外部世界、获取外部信息的能力，这是产生智能活动的前提条件和必要条件；


    2、是具有记忆和思维能力，即能够存储感知到的外部信息及由思维产生的知识，同时能够利用已有的知识对信息进行分析、计算、比较、判断、联想、决策；


    3、是具有学习能力和自适应能力，即通过与环境的相互作用，不断学习积累知识，使自己能够适应环境变化；




    4、是具有行为决策能力，即对外界的刺激作出反应，形成决策并传达相应的信息。


    具有上述特点的技术则为智能化技术。


    二、目前智能化技术有哪些代表技术产品？


    智能化技术的代表产品非常多，本文仅举出其中一些与飞机维修相关的技术做为案例进行讲解。


    1、RFID（Radio Frequency Identification）


    这是是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。


     无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。


    2、增强现实技术


    利用计算机算法，配合投影感应技术实现的一种辅助人员进行分析，判断的技术。可以作为维修辅助设备广泛应用于飞机维修领域。它不仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能。


    在实际工作当中，计算机系统首先通过虚拟仿真，迭代出施工方案，自动设置好相应的工具设备，并将虚拟操作影像传送到工作者电子眼镜上，实现维修工作的“所见即所得”。同时，辅助设备也可以实时收集维修过程数据。维修辅助设备将极大地提高维修人员工作效率、减少人为差错、提高维修质量。


    3、3D打印机技术


    3D打印机又称三维打印机(3DP)，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。

    4、智能机器人（不展开解释，地球人都知道啦。）


    5、物联网技术


    指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。


    智能技术目前有很多，总体上其实还包括云计算、大数据、人工智能、工业自动化、网络安全等技术，这一切就构造了工业4.0的技术核心。
三、现有智能化技术在飞机维修领域的实际应用


    目前，在众多智能化技术中，上文提过的无线射频技术和增强现实技术将是应用于飞机维修领域的最优选择。


    首先，我们先了解一下RFID无线射频技术的实际应用案例。


    某飞机维修单位采用较原始的工具管理模式，工具的领用和发放均是人工操作，导致效率低下，人员疲惫。而后，经过无线射频技术的改善后，形成了新型的智能化工具管理系统，大大减化了人员的操作频率，提高了工具管理的效率和准确度。


    RFID是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预。RFID技术可以通过射频信号自动识别对象，无需可见光源，具有穿透性，可通过外部包装材料直接读取数据。对应用环境的要求低；读取距离远，无需与目标接触就可以得到数据，同时支持写入数据，无需重新制作新标签。同时，RFID技术还能够追踪工具的位置，避免工具遗失风险。另外，实现快速采集出入库的工具信息，提高工作效率。更重要的是，RFID技术的工具管理系统可以利用电子化标签对每件工具和所有存储架进行标记管理，能够实时了解每件工具设备的性能，状态，位置和历史变化等信息，并根据这些信息进行计算机自动处理，已以采取相应的管理对策和措施的目的。


    在飞机维修领域，RFID技术可以广泛应用于零部件周转管理，航材管理，工具管理，附件维修的检验等专业。现在在一些新型的飞机设计环节，该技术已经应用到了飞机的一些重要的零部件上面，后续飞机维修领域，将无可避免的要广泛应用到这个技术，未来，飞机的每一个零部件将会有自己的记忆，有自己的使用记录，也会有自己的自检、自测、自修等行为。现在，很多先进的飞机计算机组件已经具备了上述一定功能。


    其次，增强现实技术也在飞机维修领域有着广泛的应用前景。


     它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,触觉等),通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在，从而达到超越现实的感官体验。


    依托增强现实技术设计而成的工作辅助系统可以在工作、管理、培训、和知识积累这几方面展示出智能化维修的优势。下面几点是有关增强现实技术在实际中的应用。


    1，实时指导：结合手册，可以将飞机维修工作程序或者工卡导入智能眼镜工作辅助系统内，结合增强现实技术工作将工作过程和要求可视化，流程规范化，节省时间，提高效率，降低成本，避免重复劳动。

    2，透明管理：管理人员通过智能终端设备，同时可以和维修计划系统、工时工卡管理系统、航材系统对接，对工作过程中从人到物的各个环节加以控制和管理，保证工作结果的高效率和高质量。工作辅助系统可以对员工做绩效，技能考核。通过先进的工作辅助系统和智能设备实现智能管理。


    3，员工培训：将工作程序或者工卡导入智能眼镜工作辅助系统内，结合增强现实技术工作将工作过程和要求可视化，流程规范化，让学习场景与工作场景无限接近直至重叠，真正的互动式和沉浸式的场景与模拟训练，强化培训重点，改变对培训效果的评估模式，解决传统在线学习理论和实际脱节，“学时不能用，用时不能学”和“遗忘曲线”的困境,实现智能化培训.


    4，知识积累：实时捕获员工维修过程中的好的经验和技能，对一线员工维修大数据进行收集与分析，让辅助工作系统成为维修知识管理的过滤器和沉淀器，实现知识管理智能化。


    智能化穿戴设备目前很多在国内已经开始进入工业领域使用，需要感谢游戏行业，因为这个行业，智能化的穿戴设备发展会更加迅速，由此逐步进入到工业的领域。


     第三，看看高效机身故障扫描系统的应用。


    以法荷航工程维修公司（AFI KLM E&M）的一些小改进为例，其利用三维扫描仪在波音777飞机超过120平方米的机体上进行机体损伤检查。扫描仪可将获得的三维图像传输至维修人员的便携式电脑，并以损伤报告的形式发送给工程师。更重要的是，相比于人工检查每平米机体区域需要4~5小时，三维扫描仪仅需30分钟，由此就可以大大提高可靠性、准确性和生产效率。


    第四，附件仓储管理机器人的应用。


    汉莎技术将机器人应用于维修实践，目前，汉莎技术的AutoStore中有19台机器人正在德国汉堡工厂工作，主要负责执行小部件仓储和接收工作。该项目研究组成立于2011年，旨在实现完全自动检查并评估燃烧室组件缺陷。当前执行的该类型维修和检修程序非常复杂、能耗高、且对生态非常有害，在实现自动化后可帮助企业极大地降低维修成本、提高维修质量。


    最后，就是3D打印技术在客舱部件制造方面的应用。


    易捷航空正在测试3D打印客舱部件，如扶手、托盘和窗帘等，以加快部件更换速度，减少备件库存。易捷航空认为未来航空公司也会考虑使用3D打印技术制造关键安全性部件。易捷航空也会继续探索3D打印并寻找更多的合作伙伴，致力于更高效的供应链解决方案。


    目前国内也有多家激光加工技术的企业，其实也就是3D打印机的一个分支，而且有些企业也已经开始在工业领域乃至航空领域里面应用，尤其是3D扫描仪早就在广泛应用，后续结合3D打印机技术，前景无限。


    四、“智修时代”的几大特征探讨


    上面所介绍的智能化技术及其产品仅仅是未来智修时代的一部分，随着时间、科技的发展，将会有越来越多的智能化技术得以开发和应用。


    同时，在“智造时代”，智修其实应该是智造的一很很小的分支而已，从产业链而言，智修其实是智造的下游环节，因此智修也具有自己独特的特征。


    1、智修企业，应该具有智造企业的大部分特征：人机一体化，虚拟现实，具有自组织和超融性的能力，具有学习能力和自我维护能力，有自律的能力。


    智能制造系统不仅有逻辑思维、形象思维，而且具有灵感。它能够独立地承担起分析、判断、决策的任务。人机一体化的智能系统，在智能机器的配合下能够更好的发挥出人的潜力，使人机之间表现出一种平等共事、互相理解、互相协作的关系。


    2、智修企业，如果在航空器本身还没有很好的融合具有智能化特性的阶段，智修时代更多体现在维修的信息流、物流、工具设备等方面，比如智能维修工具设备的使用、互联网信息系统的使用等等；现在对于飞机维修行业而言，在这个阶段是大有潜力可为。这个阶段，我们可以称之为“智修时代1.0”


    3、智修企业，如果航空器本身已经具备了一定的智能化特征以后，远程监控、远程诊断、自我检测、自我维修和自我放行将成为显著特色，这是我们可以称之为“智修时代2.0”。


    目前仅仅可以做到前面两步，异地AOG外派机务排故依然还会存在很长的一段时间；毕竟飞机维修行业是飞机制造、航空运输的下游产业，智修不得不建立在智造的基础之上。


    工业4.0时代、智造时代已经拉开序幕，飞机维修行业的“智修时代”也正在逐步来临，我们认为，技术的革新永远是传统MRO企业应对未来市场竞争的有效手段之一。


    而目前技术的革新方向就是智能化在维修领域的应用，通过互联网技术与传统的维修技术融合，最后经过实践验证能解决实际问题，也就是飞机维修行业进入“智修时代1.0”，从而意味着MRO的“智修时代”正式来临。（来源：中国航空新闻网）