智能化航空維修工具管理系統(tǒng)的研究

劉英　謝家雨

【摘 要】本文通過對比多種工具管理方法，提出了基于RFID技術(shù)的管理系統(tǒng)。該智能化工具管理系統(tǒng)替代了傳統(tǒng)的工具管理方式，將工具管理體統(tǒng)中的三大主力通過應(yīng)用RFID技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)工具的快速存取、定位和監(jiān)控，提高了工具的管理效率，進(jìn)一步為民航航空提供安全保障。

【關(guān)鍵詞】智能化；航空維修；工具管理

0 前言

近幾年來，多個(gè)航空公司屢次發(fā)生過機(jī)務(wù)人員因大意而導(dǎo)致維修工具遺落機(jī)艙內(nèi)，威脅航空安全的現(xiàn)象。像這種依靠人工完成、且繁瑣的機(jī)務(wù)維修工具管理體系，已經(jīng)漸漸跟不上航空事業(yè)發(fā)展的節(jié)奏，在長期以來的機(jī)務(wù)人員工作實(shí)踐中，漸漸展露出其致命的弊端，清點(diǎn)工具時(shí)極易受到人為因素的影響而出現(xiàn)工具遺落和丟失的現(xiàn)象。同時(shí)，隨著工具品種日趨繁雜，數(shù)量也日益增多，工具設(shè)備的查詢、維護(hù)、計(jì)量等工作繁復(fù)、錯(cuò)漏時(shí)有發(fā)生，工具的借出和歸還需要花大量的時(shí)間清點(diǎn)檢查，如何對工具設(shè)備進(jìn)行有計(jì)劃地、科學(xué)地、現(xiàn)代化地管理，提高管理的現(xiàn)代化水平，已是擺在我們面前的緊迫任務(wù)。

在最早的工具管理制度中，甚至一直嚴(yán)重至今且對工具有效防丟的方法是“三清點(diǎn)”制度，即通過識(shí)別工具生產(chǎn)商在工具設(shè)備上的件號(hào)，但有時(shí)，會(huì)由于工具的年限或是腐蝕，刻號(hào)不清楚就難以識(shí)別這些件號(hào)。為了完善工具的“三清點(diǎn)”制度，文獻(xiàn)[1]提出了將虛擬儀器技術(shù)引入到工具的管理中，通過視覺識(shí)別技術(shù)來識(shí)別工具的件號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對航空維修工具的自動(dòng)化管理。Samaranayake等[2]指出：由于工具管理的各個(gè)子系統(tǒng)間的銜接問題，嚴(yán)重影響了公司的維修計(jì)劃和效率，提出了對工具管理系統(tǒng)的重設(shè)，以改變傳統(tǒng)的應(yīng)用管理流程。基于RFID（Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別）技術(shù)來實(shí)現(xiàn)各種工具設(shè)備數(shù)據(jù)的自動(dòng)快速存取已經(jīng)用于空軍航空器的工具管理中[3]。黃媛等[4]認(rèn)為應(yīng)該形成一個(gè)工具管理平臺(tái)，將生產(chǎn)運(yùn)行中的各個(gè)部門聯(lián)系在一起，利于管理，信息共享。張儀哲[5]指出將信息化工程引入到民航維修企業(yè)工具管理過程中是工具管理效率的關(guān)鍵。但這些文獻(xiàn)對工具的管理大多是泛泛而談，或是沒有將核心技術(shù)用于常用工具上。在此，將RFID技術(shù)應(yīng)用于工具設(shè)備管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，即實(shí)現(xiàn)工具庫房、工具本身和工具箱等實(shí)現(xiàn)多個(gè)智能化。

1 工具設(shè)備管理系統(tǒng)建立

智能化工具管理系統(tǒng)主要由“智能工具庫房”、“智能工具箱”及“智能工具”為核心構(gòu)成。無論工具身處何處，由于工具上有RFID識(shí)別，均可以被找到，三者之間的工作關(guān)系參見圖1。

1.1 智能工具庫房

在傳統(tǒng)的工具房管理中，任何工具的借還都由人工來完成，需要專用的工具借還本來記錄工具的現(xiàn)用狀態(tài)，而在被系統(tǒng)中建立智能化工具管理庫房。在工具庫房中，由專用的庫房管理計(jì)算機(jī)經(jīng)由USB接口連接一臺(tái)RF標(biāo)簽讀寫器及一個(gè)Zigbee收發(fā)模塊。使用連接到庫房管理計(jì)算機(jī)上的RF標(biāo)簽讀寫器和位于工具上的RF標(biāo)簽對庫房中的所有“智能工具”進(jìn)行統(tǒng)一管理。通過數(shù)據(jù)采集，包括工具房中的庫位標(biāo)簽、工具箱標(biāo)簽和工具標(biāo)簽，把這些數(shù)據(jù)傳遞到電腦中的中央數(shù)據(jù)庫，從而可以很好的對工具標(biāo)簽進(jìn)行保存。當(dāng)工作人員需要借或還某一工具時(shí)，通過查找數(shù)據(jù)庫，就能快速的對工具進(jìn)行定位，完成借還工作。

1.2 智能工具箱

該智能工具箱可以依靠URF讀頭模塊對放入、接近或進(jìn)入后遠(yuǎn)離工具箱的且攜帶了RF標(biāo)簽的“智能工具”進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，同時(shí)，工具箱所攜帶的Zigbee模塊將和工具庫房中的庫房管理計(jì)算機(jī)上所安裝的Zigbee模塊進(jìn)行無線通信，通過算法定位當(dāng)前位于工作場所內(nèi)的所有“智能工具箱”。并在庫房管理系統(tǒng)軟件上實(shí)時(shí)顯示出來。工具箱能正確識(shí)別箱內(nèi)工具，在工具超出工具箱的監(jiān)控范圍時(shí)能進(jìn)行識(shí)別報(bào)警，在機(jī)務(wù)人員工作完成將工具放入工具箱關(guān)上箱門時(shí)，能自動(dòng)清理箱內(nèi)部工具數(shù)量和種類，若不符合箱內(nèi)原本工具的數(shù)量和種類，能及時(shí)通過聲光報(bào)警提醒機(jī)務(wù)人員，達(dá)到智能管理監(jiān)控化，通過這一套智能化體系，使維修工具箱更加符合機(jī)務(wù)人員日常工作需求。而監(jiān)控機(jī)務(wù)維修工具的管理系統(tǒng)作為維修工具管理的核心執(zhí)行系統(tǒng)，其管理系統(tǒng)的可靠性程度的高低，智能化程度都直接影響系統(tǒng)整體的運(yùn)行。

1.3 智能工具

系統(tǒng)所涉及的“智能工具”，根據(jù)機(jī)務(wù)維修、地面勤務(wù)等特殊要求，采用了在工具表面特定位置進(jìn)行開槽、開孔等工藝，在最大限度不影響工具本身強(qiáng)度和使用壽命的前提下，采用埋設(shè)、粘貼、包覆及懸掛等技術(shù)將普通RF標(biāo)簽或抗金屬RF標(biāo)簽和工具結(jié)合起來。對于開槽、開孔等工藝，在嵌入了RF標(biāo)簽后使用特殊材料對其進(jìn)行回填封裝。

2 總結(jié)

該系統(tǒng)基于RFID射頻標(biāo)簽的機(jī)務(wù)工具智能綜合管理系統(tǒng)的深入研究，通過研制機(jī)務(wù)工具智能管理箱，期望改變機(jī)務(wù)人員對工具管理的繁瑣現(xiàn)狀，用智能化代替人工化，以此來大大降低工具遺落的可能性，提高維修效率，并對借出的在飛機(jī)上使用的工具進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，保障航空安全。

【參考文獻(xiàn)】

[1]謝家雨，何建.基于虛擬儀器的機(jī)器視覺技術(shù)在航空維修工具管理的應(yīng)用研究[J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，6（4）：677-680.

[2]Samaranayake P，Lewis G S，Woxvold E R A，Toncich D. Development of engineering structures for scheduling and control of aircraft maintenance[J]. International Jounal of Operations & Production Management， 2002（8）： 843- 867.

[3]郎軍成，翁興偉，肖樹臣，等.基于RFID技術(shù)的工具設(shè)備管理系統(tǒng)研究[J].航空維修與工程，2010，3：57-59.

[4]黃媛，孫樹棟，李兢堯，王剛.航空制造業(yè)企業(yè)工具管理關(guān)鍵技術(shù)[J].航空制造技術(shù)，2009（5）：90-94.

[5]張儀哲.航空維修管理信息系統(tǒng)[J].大眾科技，2011（6）：22- 23.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]