飛機(jī)維修引入自動(dòng)化 “智修時(shí)代”正式來臨
在飛機(jī)維修產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新時(shí)期，固有的MRO，航空公司的維修廠正遇到著前所未有的巨大挑戰(zhàn)。國外OEM廠商加力發(fā)展飛機(jī)售后維修業(yè)務(wù)，對(duì)傳統(tǒng)的維修單位實(shí)施大規(guī)模的產(chǎn)品封鎖，技術(shù)限制，極大限制了傳統(tǒng)飛機(jī)維修企業(yè)的做強(qiáng)做大。
然而，困境往往與機(jī)遇并存，在現(xiàn)有智能化技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，將智能化技術(shù)引入飛機(jī)維修領(lǐng)域而形成的飛機(jī)智修概念，將重新優(yōu)化現(xiàn)有的維修模式，降低成本，提高安全與效率，帶來傳統(tǒng)飛機(jī)維修行業(yè)的新發(fā)展。
下面，我們初步了解一下什么是智能化、智能化技術(shù)以其這些技術(shù)在飛機(jī)維修方面應(yīng)用，探討“智修時(shí)代”的幾大特征。
一、什么是智能化技術(shù)？
智能化技術(shù)指由現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、精密傳感技術(shù)、人工智能技術(shù)匯集而成的針對(duì)某一個(gè)方面的應(yīng)用。
從感覺到記憶再到思維這一過程稱為“智慧”，智慧的結(jié)果產(chǎn)生了行為和語言，將行為和語言的表達(dá)過程稱為“能力”，兩者合稱“智能”。
智能一般具有這樣一些特點(diǎn)：
1、是具有感知能力，即具有能夠感知外部世界、獲取外部信息的能力，這是產(chǎn)生智能活動(dòng)的前提條件和必要條件；
2、是具有記憶和思維能力，即能夠存儲(chǔ)感知到的外部信息及由思維產(chǎn)生的知識(shí)，同時(shí)能夠利用已有的知識(shí)對(duì)信息進(jìn)行分析、計(jì)算、比較、判斷、聯(lián)想、決策；
3、是具有學(xué)習(xí)能力和自適應(yīng)能力，即通過與環(huán)境的相互作用，不斷學(xué)習(xí)積累知識(shí)，使自己能夠適應(yīng)環(huán)境變化；
4、是具有行為決策能力，即對(duì)外界的刺激作出反應(yīng)，形成決策并傳達(dá)相應(yīng)的信息。
具有上述特點(diǎn)的技術(shù)則為智能化技術(shù)。
二、目前智能化技術(shù)有哪些代表技術(shù)產(chǎn)品？
智能化技術(shù)的代表產(chǎn)品非常多，本文僅舉出其中一些與飛機(jī)維修相關(guān)的技術(shù)做為案例進(jìn)行講解。
1、RFID（Radio Frequency Identification）
這是是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。
無線電的信號(hào)是通過調(diào)成無線電頻率的電磁場，把數(shù)據(jù)從附著在物品上的標(biāo)簽上傳送出去，以自動(dòng)辨識(shí)與追蹤該物品。某些標(biāo)簽在識(shí)別時(shí)從識(shí)別器發(fā)出的電磁場中就可以得到能量，并不需要電池；也有標(biāo)簽本身擁有電源，并可以主動(dòng)發(fā)出無線電波（調(diào)成無線電頻率的電磁場）。標(biāo)簽包含了電子存儲(chǔ)的信息，數(shù)米之內(nèi)都可以識(shí)別。與條形碼不同的是，射頻標(biāo)簽不需要處在識(shí)別器視線之內(nèi)，也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。
2、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)
利用計(jì)算機(jī)算法，配合投影感應(yīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一種輔助人員進(jìn)行分析，判斷的技術(shù)?？梢宰鳛榫S修輔助設(shè)備廣泛應(yīng)用于飛機(jī)維修領(lǐng)域。它不僅是一種硬件設(shè)備，更是通過軟件支持以及數(shù)據(jù)交互、云端交互來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能。
在實(shí)際工作當(dāng)中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)首先通過虛擬仿真，迭代出施工方案，自動(dòng)設(shè)置好相應(yīng)的工具設(shè)備，并將虛擬操作影像傳送到工作者電子眼鏡上，實(shí)現(xiàn)維修工作的“所見即所得”。同時(shí)，輔助設(shè)備也可以實(shí)時(shí)收集維修過程數(shù)據(jù)。維修輔助設(shè)備將極大地提高維修人員工作效率、減少人為差錯(cuò)、提高維修質(zhì)量。
3、3D打印機(jī)技術(shù)
3D打印機(jī)又稱三維打印機(jī)(3DP)，是一種累積制造技術(shù)，即快速成形技術(shù)的一種機(jī)器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體?，F(xiàn)階段三維打印機(jī)被用來制造產(chǎn)品。逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印機(jī)的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中，機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。
4、智能機(jī)器人（不展開解釋，地球人都知道啦。）
5、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
指通過各種信息傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識(shí)別、管理和控制。
智能技術(shù)目前有很多，總體上其實(shí)還包括云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)安全等技術(shù)，這一切就構(gòu)造了工業(yè)4.0的技術(shù)核心。
三、現(xiàn)有智能化技術(shù)在飛機(jī)維修領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用
目前，在眾多智能化技術(shù)中，上文提過的無線射頻技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將是應(yīng)用于飛機(jī)維修領(lǐng)域的最優(yōu)選擇。
首先，我們先了解一下RFID無線射頻技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用案例。
某飛機(jī)維修單位采用較原始的工具管理模式，工具的領(lǐng)用和發(fā)放均是人工操作，導(dǎo)致效率低下，人員疲憊。而后，經(jīng)過無線射頻技術(shù)的改善后，形成了新型的智能化工具管理系統(tǒng)，大大減化了人員的操作頻率，提高了工具管理的效率和準(zhǔn)確度。
RFID是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)。RFID技術(shù)可以通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別對(duì)象，無需可見光源，具有穿透性，可通過外部包裝材料直接讀取數(shù)據(jù)。對(duì)應(yīng)用環(huán)境的要求低；讀取距離遠(yuǎn)，無需與目標(biāo)接觸就可以得到數(shù)據(jù)，同時(shí)支持寫入數(shù)據(jù)，無需重新制作新標(biāo)簽。同時(shí)，RFID技術(shù)還能夠追蹤工具的位置，避免工具遺失風(fēng)險(xiǎn)。另外，實(shí)現(xiàn)快速采集出入庫的工具信息，提高工作效率。更重要的是，RFID技術(shù)的工具管理系統(tǒng)可以利用電子化標(biāo)簽對(duì)每件工具和所有存儲(chǔ)架進(jìn)行標(biāo)記管理，能夠?qū)崟r(shí)了解每件工具設(shè)備的性能，狀態(tài)，位置和歷史變化等信息，并根據(jù)這些信息進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理，已以采取相應(yīng)的管理對(duì)策和措施的目的。
在飛機(jī)維修領(lǐng)域，RFID技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于零部件周轉(zhuǎn)管理，航材管理，工具管理，附件維修的檢驗(yàn)等專業(yè)?，F(xiàn)在在一些新型的飛機(jī)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了飛機(jī)的一些重要的零部件上面，后續(xù)飛機(jī)維修領(lǐng)域，將無可避免的要廣泛應(yīng)用到這個(gè)技術(shù)，未來，飛機(jī)的每一個(gè)零部件將會(huì)有自己的記憶，有自己的使用記錄，也會(huì)有自己的自檢、自測、自修等行為?，F(xiàn)在，很多先進(jìn)的飛機(jī)計(jì)算機(jī)組件已經(jīng)具備了上述一定功能。
其次，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)也在飛機(jī)維修領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
它是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，是把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息(視覺信息,聲音,觸覺等),通過電腦等科學(xué)技術(shù)，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫面或空間同時(shí)存在，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。
依托增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)而成的工作輔助系統(tǒng)可以在工作、管理、培訓(xùn)、和知識(shí)積累這幾方面展示出智能化維修的優(yōu)勢。下面幾點(diǎn)是有關(guān)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用。
1，實(shí)時(shí)指導(dǎo)：結(jié)合手冊，可以將飛機(jī)維修工作程序或者工卡導(dǎo)入智能眼鏡工作輔助系統(tǒng)內(nèi)，結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)工作將工作過程和要求可視化，流程規(guī)范化，節(jié)省時(shí)間，提高效率，降低成本，避免重復(fù)勞動(dòng)。
2，透明管理：管理人員通過智能終端設(shè)備，同時(shí)可以和維修計(jì)劃系統(tǒng)、工時(shí)工卡管理系統(tǒng)、航材系統(tǒng)對(duì)接，對(duì)工作過程中從人到物的各個(gè)環(huán)節(jié)加以控制和管理，保證工作結(jié)果的高效率和高質(zhì)量。工作輔助系統(tǒng)可以對(duì)員工做績效，技能考核。通過先進(jìn)的工作輔助系統(tǒng)和智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能管理 。
3，員工培訓(xùn)：將工作程序或者工卡導(dǎo)入智能眼鏡工作輔助系統(tǒng)內(nèi)，結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)工作將工作過程和要求可視化，流程規(guī)范化，讓學(xué)習(xí)場景與工作場景無限接近直至重疊，真正的互動(dòng)式和沉浸式的場景與模擬訓(xùn)練，強(qiáng)化培訓(xùn)重點(diǎn)，改變對(duì)培訓(xùn)效果的評(píng)估模式，解決傳統(tǒng)在線學(xué)習(xí)理論和實(shí)際脫節(jié)，“學(xué)時(shí)不能用，用時(shí)不能學(xué)”和“遺忘曲線”的困境,實(shí)現(xiàn)智能化培訓(xùn).
4，知識(shí)積累：實(shí)時(shí)捕獲員工維修過程中的好的經(jīng)驗(yàn)和技能，對(duì)一線員工維修大數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與分析，讓輔助工作系統(tǒng)成為維修知識(shí)管理的過濾器和沉淀器，實(shí)現(xiàn)知識(shí)管理智能化。
智能化穿戴設(shè)備目前很多在國內(nèi)已經(jīng)開始進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域使用，需要感謝游戲行業(yè)，因?yàn)檫@個(gè)行業(yè)，智能化的穿戴設(shè)備發(fā)展會(huì)更加迅速，由此逐步進(jìn)入到工業(yè)的領(lǐng)域。
第三，看看高效機(jī)身故障掃描系統(tǒng)的應(yīng)用。
以法荷航工程維修公司（AFI KLM E&M）的一些小改進(jìn)為例，其利用三維掃描儀在波音777飛機(jī)超過120平方米的機(jī)體上進(jìn)行機(jī)體損傷檢查。掃描儀可將獲得的三維圖像傳輸至維修人員的便攜式電腦，并以損傷報(bào)告的形式發(fā)送給工程師。更重要的是，相比于人工檢查每平米機(jī)體區(qū)域需要4~5小時(shí)，三維掃描儀僅需30分鐘，由此就可以大大提高可靠性、準(zhǔn)確性和生產(chǎn)效率。
第四，附件倉儲(chǔ)管理機(jī)器人的應(yīng)用。
漢莎技術(shù)將機(jī)器人應(yīng)用于維修實(shí)踐，目前，漢莎技術(shù)的AutoStore中有19臺(tái)機(jī)器人正在德國漢堡工廠工作，主要負(fù)責(zé)執(zhí)行小部件倉儲(chǔ)和接收工作。該項(xiàng)目研究組成立于2011年，旨在實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)檢查并評(píng)估燃燒室組件缺陷。當(dāng)前執(zhí)行的該類型維修和檢修程序非常復(fù)雜、能耗高、且對(duì)生態(tài)非常有害，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化后可幫助企業(yè)極大地降低維修成本、提高維修質(zhì)量。
最后，就是3D打印技術(shù)在客艙部件制造方面的應(yīng)用。
易捷航空正在測試3D打印客艙部件，如扶手、托盤和窗簾等，以加快部件更換速度，減少備件庫存。易捷航空認(rèn)為未來航空公司也會(huì)考慮使用3D打印技術(shù)制造關(guān)鍵安全性部件。易捷航空也會(huì)繼續(xù)探索3D打印并尋找更多的合作伙伴，致力于更高效的供應(yīng)鏈解決方案。
目前國內(nèi)也有多家激光加工技術(shù)的企業(yè)，其實(shí)也就是3D打印機(jī)的一個(gè)分支，而且有些企業(yè)也已經(jīng)開始在工業(yè)領(lǐng)域乃至航空領(lǐng)域里面應(yīng)用，尤其是3D掃描儀早就在廣泛應(yīng)用，后續(xù)結(jié)合3D打印機(jī)技術(shù)，前景無限。
四、“智修時(shí)代”的幾大特征探討
上面所介紹的智能化技術(shù)及其產(chǎn)品僅僅是未來智修時(shí)代的一部分，隨著時(shí)間、科技的發(fā)展，將會(huì)有越來越多的智能化技術(shù)得以開發(fā)和應(yīng)用。
同時(shí)，在“智造時(shí)代”，智修其實(shí)應(yīng)該是智造的一很很小的分支而已，從產(chǎn)業(yè)鏈而言，智修其實(shí)是智造的下游環(huán)節(jié)，因此智修也具有自己獨(dú)特的特征。
1、 智修企業(yè)，應(yīng)該具有智造企業(yè)的大部分特征：人機(jī)一體化，虛擬現(xiàn)實(shí)，具有自組織和超融性的能力，具有學(xué)習(xí)能力和自我維護(hù)能力，有自律的能力。
智能制造系統(tǒng)不僅有邏輯思維、形象思維，而且具有靈感。它能夠獨(dú)立地承擔(dān)起分析、判斷、決策的任務(wù)。人機(jī)一體化的智能系統(tǒng)，在智能機(jī)器的配合下能夠更好的發(fā)揮出人的潛力，使人機(jī)之間表現(xiàn)出一種平等共事、互相理解、互相協(xié)作的關(guān)系。
2、 智修企業(yè)，如果在航空器本身還沒有很好的融合具有智能化特性的階段，智修時(shí)代更多體現(xiàn)在維修的信息流、物流、工具設(shè)備等方面，比如智能維修工具設(shè)備的使用、互聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)的使用等等；現(xiàn)在對(duì)于飛機(jī)維修行業(yè)而言，在這個(gè)階段是大有潛力可為。這個(gè)階段，我們可以稱之為“智修時(shí)代1.0”
3、 智修企業(yè)，如果航空器本身已經(jīng)具備了一定的智能化特征以后，遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷、自我檢測、自我維修和自我放行將成為顯著特色，這是我們可以稱之為“智修時(shí)代2.0”。
目前僅僅可以做到前面兩步，異地AOG外派機(jī)務(wù)排故依然還會(huì)存在很長的一段時(shí)間；畢竟飛機(jī)維修行業(yè)是飛機(jī)制造、航空運(yùn)輸?shù)南掠萎a(chǎn)業(yè)，智修不得不建立在智造的基礎(chǔ)之上。
工業(yè)4.0時(shí)代、智造時(shí)代已經(jīng)拉開序幕，飛機(jī)維修行業(yè)的“智修時(shí)代”也正在逐步來臨，我們認(rèn)為，技術(shù)的革新永遠(yuǎn)是傳統(tǒng)MRO企業(yè)應(yīng)對(duì)未來市場競爭的有效手段之一。
而目前技術(shù)的革新方向就是智能化在維修領(lǐng)域的應(yīng)用，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)的維修技術(shù)融合，最后經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證能解決實(shí)際問題，也就是飛機(jī)維修行業(yè)進(jìn)入“智修時(shí)代1.0”，從而意味著MRO的“智修時(shí)代”正式來臨（來源：工控網(wǎng)）。
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