在飛機維修產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新時期,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)展飛機售后維修業(yè)務,對傳統(tǒng)的維修單位實施大規(guī)模的產(chǎn)品封鎖,技術限制,極大限制了傳統(tǒng)飛機維修企業(yè)的做強做大。
然而,困境往往與機遇并存,在現(xiàn)有智能化技術蓬勃發(fā)展的今天,將智能化技術引入飛機維修領域而形成的飛機智修概念,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、智能化技術以其這些技術在飛機維修方面應用,探討“智修時代”的幾大特征。
一、什么是智能化技術?
智能化技術指由現(xiàn)代通信與信息技術、計算機網(wǎng)絡技術、精密傳感技術、人工智能技術匯集而成的針對某一個方面的應用。
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過程稱為“能力”,兩者合稱“智能”。
智能一般具有這樣一些特點:
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,即能夠存儲感知到的外部信息及由思維產(chǎn)生的知識,同時能夠利用已有的知識對信息進行分析、計算、比較、判斷、聯(lián)想、決策;
3、是具有學習能力和自適應能力,即通過與環(huán)境的相互作用,不斷學習積累知識,使自己能夠適應環(huán)境變化;
4、是具有行為決策能力,即對外界的刺激作出反應,形成決策并傳達相應的信息。
具有上述特點的技術則為智能化技術。
二、目前智能化技術有哪些代表技術產(chǎn)品?
智能化技術的代表產(chǎn)品非常多,本文僅舉出其中一些與飛機維修相關的技術做為案例進行講解。
1、RFID(Radio Frequency Identification)
這是是一種無線通信技術,可以通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數(shù)據(jù),而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或者光學接觸。
無線電的信號是通過調(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簽上傳送出去,以自動辨識與追蹤該物品。某些標簽在識別時從識別器發(fā)出的電磁場中就可以得到能量,并不需要電池;也有標簽本身擁有電源,并可以主動發(fā)出無線電波(調(diào)成無線電頻率的電磁場)。標簽包含了電子存儲的信息,數(shù)米之內(nèi)都可以識別。與條形碼不同的是,射頻標簽不需要處在識別器視線之內(nèi),也可以嵌入被追蹤物體之內(nèi)。
2、增強現(xiàn)實技術
利用計算機算法,配合投影感應技術實現(xiàn)的一種輔助人員進行分析,判斷的技術。可以作為維修輔助設備廣泛應用于飛機維修領域。它不僅是一種硬件設備,更是通過軟件支持以及數(shù)據(jù)交互、云端交互來實現(xiàn)強大的功能。
在實際工作當中,計算機系統(tǒng)首先通過虛擬仿真,迭代出施工方案,自動設置好相應的工具設備,并將虛擬操作影像傳送到工作者電子眼鏡上,實現(xiàn)維修工作的“所見即所得”。同時,輔助設備也可以實時收集維修過程數(shù)據(jù)。維修輔助設備將極大地提高維修人員工作效率、減少人為差錯、提高維修質(zhì)量。
3、3D打印機技術
3D打印機又稱三維打印機(3DP),是一種累積制造技術,即快速成形技術的一種機器,它是一種數(shù)字模型文件為基礎,運用特殊蠟材、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)階段三維打印機被用來制造產(chǎn)品。逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印機的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進3D打印機中,機器會按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。
4、智能機器人(不展開解釋,地球人都知道啦。)
5、物聯(lián)網(wǎng)技術
指通過各種信息傳感設備,實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程等各種需要的信息,與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個巨大網(wǎng)絡。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人,所有的物品與網(wǎng)絡的連接,方便識別、管理和控制。
智能技術目前有很多,總體上其實還包括云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)自動化、網(wǎng)絡安全等技術,這一切就構造了工業(yè)4.0的技術核心。
三、現(xiàn)有智能化技術在飛機維修領域的實際應用
目前,在眾多智能化技術中,上文提過的無線射頻技術和增強現(xiàn)實技術將是應用于飛機維修領域的最優(yōu)選擇。
首先,我們先了解一下RFID無線射頻技術的實際應用案例。
某飛機維修單位采用較原始的工具管理模式,工具的領用和發(fā)放均是人工操作,導致效率低下,人員疲憊。而后,經(jīng)過無線射頻技術的改善后,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確度。
RFID是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù),識別工作無須人工干預。RFID技術可以通過射頻信號自動識別對象,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)。對應用環(huán)境的要求低;讀取距離遠,無需與目標接觸就可以得到數(shù)據(jù),同時支持寫入數(shù)據(jù),無需重新制作新標簽。同時,RFID技術還能夠追蹤工具的位置,避免工具遺失風險。另外,實現(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技術的工具管理系統(tǒng)可以利用電子化標簽對每件工具和所有存儲架進行標記管理,能夠?qū)崟r了解每件工具設備的性能,狀態(tài),位置和歷史變化等信息,并根據(jù)這些信息進行計算機自動處理,已以采取相應的管理對策和措施的目的。
在飛機維修領域,RFID技術可以廣泛應用于零部件周轉(zhuǎn)管理,航材管理,工具管理,附件維修的檢驗等專業(yè)?,F(xiàn)在在一些新型的飛機設計環(huán)節(jié),該技術已經(jīng)應用到了飛機的一些重要的零部件上面,后續(xù)飛機維修領域,將無可避免的要廣泛應用到這個技術,未來,飛機的每一個零部件將會有自己的記憶,有自己的使用記錄,也會有自己的自檢、自測、自修等行為?,F(xiàn)在,很多先進的飛機計算機組件已經(jīng)具備了上述一定功能。
其次,增強現(xiàn)實技術也在飛機維修領域有著廣泛的應用前景。
它是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術,是把原本在現(xiàn)實世界的一定時間空間范圍內(nèi)很難體驗到的實體信息(視覺信息,聲音,觸覺等),通過電腦等科學技術,模擬仿真后再疊加,將虛擬的信息應用到真實世界,真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在,從而達到超越現(xiàn)實的感官體驗。
依托增強現(xiàn)實技術設計而成的工作輔助系統(tǒng)可以在工作、管理、培訓、和知識積累這幾方面展示出智能化維修的優(yōu)勢。下面幾點是有關增強現(xiàn)實技術在實際中的應用。
1,實時指導:結(jié)合手冊,可以將飛機維修工作程序或者工卡導入智能眼鏡工作輔助系統(tǒng)內(nèi),結(jié)合增強現(xiàn)實技術工作將工作過程和要求可視化,流程規(guī)范化,節(jié)省時間,提高效率,降低成本,避免重復勞動。
2,透明管理:管理人員通過智能終端設備,同時可以和維修計劃系統(tǒng)、工時工卡管理系統(tǒng)、航材系統(tǒng)對接,對工作過程中從人到物的各個環(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)可以對員工做績效,技能考核。通過先進的工作輔助系統(tǒng)和智能設備實現(xiàn)智能管理 。
3,員工培訓:將工作程序或者工卡導入智能眼鏡工作輔助系統(tǒng)內(nèi),結(jié)合增強現(xiàn)實技術工作將工作過程和要求可視化,流程規(guī)范化,讓學習場景與工作場景無限接近直至重疊,真正的互動式和沉浸式的場景與模擬訓練,強化培訓重點,改變對培訓效果的評估模式,解決傳統(tǒng)在線學習理論和實際脫節(jié),“學時不能用,用時不能學”和“遺忘曲線”的困境,實現(xiàn)智能化培訓.
4,知識積累:實時捕獲員工維修過程中的好的經(jīng)驗和技能,對一線員工維修大數(shù)據(jù)進行收集與分析,讓輔助工作系統(tǒng)成為維修知識管理的過濾器和沉淀器,實現(xiàn)知識管理智能化。
智能化穿戴設備目前很多在國內(nèi)已經(jīng)開始進入工業(yè)領域使用,需要感謝游戲行業(yè),因為這個行業(yè),智能化的穿戴設備發(fā)展會更加迅速,由此逐步進入到工業(yè)的領域。
第三,看看高效機身故障掃描系統(tǒng)的應用。
以法荷航工程維修公司(AFI KLM E&M)的一些小改進為例,其利用三維掃描儀在波音777飛機超過120平方米的機體上進行機體損傷檢查。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體區(qū)域需要4~5小時,三維掃描儀僅需30分鐘,由此就可以大大提高可靠性、準確性和生產(chǎn)效率。
第四,附件倉儲管理機器人的應用。
漢莎技術將機器人應用于維修實踐,目前,漢莎技術的AutoStore中有19臺機器人正在德國漢堡工廠工作,主要負責執(zhí)行小部件倉儲和接收工作。該項目研究組成立于2011年,旨在實現(xiàn)完全自動檢查并評估燃燒室組件缺陷。當前執(zhí)行的該類型維修和檢修程序非常復雜、能耗高、且對生態(tài)非常有害,在實現(xiàn)自動化后可幫助企業(yè)極大地降低維修成本、提高維修質(zhì)量。
最后,就是3D打印技術在客艙部件制造方面的應用。
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。易捷航空認為未來航空公司也會考慮使用3D打印技術制造關鍵安全性部件。易捷航空也會繼續(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鏈解決方案。
目前國內(nèi)也有多家激光加工技術的企業(yè),其實也就是3D打印機的一個分支,而且有些企業(yè)也已經(jīng)開始在工業(yè)領域乃至航空領域里面應用,尤其是3D掃描儀早就在廣泛應用,后續(xù)結(jié)合3D打印機技術,前景無限。
四、“智修時代”的幾大特征探討
上面所介紹的智能化技術及其產(chǎn)品僅僅是未來智修時代的一部分,隨著時間、科技的發(fā)展,將會有越來越多的智能化技術得以開發(fā)和應用。
同時,在“智造時代”,智修其實應該是智造的一很很小的分支而已,從產(chǎn)業(yè)鏈而言,智修其實是智造的下游環(huán)節(jié),因此智修也具有自己獨特的特征。
1、 智修企業(yè),應該具有智造企業(yè)的大部分特征:人機一體化,虛擬現(xiàn)實,具有自組織和超融性的能力,具有學習能力和自我維護能力,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。它能夠獨立地承擔起分析、判斷、決策的任務。人機一體化的智能系統(tǒng),在智能機器的配合下能夠更好的發(fā)揮出人的潛力,使人機之間表現(xiàn)出一種平等共事、互相理解、互相協(xié)作的關系。
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,智修時代更多體現(xiàn)在維修的信息流、物流、工具設備等方面,比如智能維修工具設備的使用、互聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)的使用等等;現(xiàn)在對于飛機維修行業(yè)而言,在這個階段是大有潛力可為。這個階段,我們可以稱之為“智修時代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,遠程監(jiān)控、遠程診斷、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“智修時代2.0”。
目前僅僅可以做到前面兩步,異地AOG外派機務排故依然還會存在很長的一段時間;畢竟飛機維修行業(yè)是飛機制造、航空運輸?shù)南掠萎a(chǎn)業(yè),智修不得不建立在智造的基礎之上。
工業(yè)4.0時代、智造時代已經(jīng)拉開序幕,飛機維修行業(yè)的“智修時代”也正在逐步來臨,我們認為,技術的革新永遠是傳統(tǒng)MRO企業(yè)應對未來市場競爭的有效手段之一。
而目前技術的革新方向就是智能化在維修領域的應用,通過互聯(lián)網(wǎng)技術與傳統(tǒng)的維修技術融合,最后經(jīng)過實踐驗證能解決實際問題,也就是飛機維修行業(yè)進入“智修時代1.0”,從而意味著MRO的“智修時代”正式來臨。