航空维修中的数字化与智能化技术

航空维修中的数字化与智能化技术

王继祥

东方航空工程技术公司云南分公司 650200

摘要：本文首先探究了智能化技术在航空维修中的应用，然后分析了数字化与智能化技术在维修管理中的应用。

关键词：数字化技术；智能化技术；航空维修

随着故障监测与诊断技术、网络技术、数据库技术和通信工程技术的发展，航空维修在经过后维修和定期预防性维修之后，正朝着数字化维修方向发展，又称状态维修。数字化维修是面向未来的一种新思想和新理论，是与信息技术密切相关的一系列以可靠性为中心的维修新理念的全面融合[1]。它将飞机状态、诊断结果、维修资源、人力配置、备件服务、制造商、供应商技术支持等传统维修信息形式如文字、图表、语音等转化为数字信息，综合利用计算机技术、数字通信技术、网络传输技术、检测诊断技术、多媒体技术和智能技术。将相关功能系统连接在一起，实现各种数字化信息的实时或近实时传输、处理、存储和交换，从而实现整个维修系统范围内的信息资源共享，最终实现飞机维修的诊断、监控、决策、通信和保障的高度集成。

1智能化技术在航空维修中的应用

1.1智能机器人在现场维修中的应用

在航空设备的维修保养中，飞机发动机是重要的部件之一，起飞前会仔细检查，一旦发现飞机发动机出现故障需要立即组织人员进行维修。但定位故障本身需要较长时间。确定故障后，需要调用设备和备件，确定场地进行拆卸准备，然后进行具体的修理工作。现在由劳斯莱斯领衔的哈佛大学和英国诺丁汉大学的一些专家学者发明的专用维修机器人有两种[2]，一种是蛇形机器人，主要起到运输的作用；另一种是蟑螂型机器人，主要依靠它来完成修复工作。蟑螂机器人本身体积小，能在有限的空间内灵活穿梭，并将采集到的数据通过智能系统传递给专家，由专家编程远程控制，使这些机器人进行具体的维修工作。蛇形机器人目前主要用于运输，就是把这些蟑螂机器人运送到飞机发动机的内部。当他们完成工作后，他们会回到蛇机器人那里，蛇机器人会顺利地把他们带出来。将轻型智能机器人和机械臂引入航空装备的现场维修，实现维修备件直接运至现场快速安装使用、摄像机监控、操纵杆遥控、计算机记录数据等。在维修过程中只要有机器人通行和操作的空间，就不需要拆卸机器，这样就简化了维修过程。降低了维修要求，大大减少了维修时间，同时也减少了由于人工检查、拆卸等工作而造成的隐性故障的可能性。

1.2增强现实和虚拟现实在维修培训中的应用

增强现实是一种将数字图像实时叠加在真实图像上的技术，其目标是将虚拟世界置于现实世界，并在屏幕上与现实世界互动，无缝集成[3]。增强现实技术使维修人员能够与相关大数据平台对接，将维修步骤、部件拆装要求、注意事项等数据图像实时叠加在待修航空设备上，指导维修人员更加直观、方便、快捷、安全的操作。例如，深圳增强现实科技有限公司将人工智能技术、智能眼镜和增强现实技术相结合，设计了ogglass增强现实智能眼镜全终端工作辅助培训系统，可将飞机维修工作流程或工作卡导入增强现实智能眼镜工作辅助系统。结合增强现实技术，将工作流程和需求可视化、标准化，使学习场景和工作场景无限接近，直至重合，真正实现了交互式、沉浸式的场景，实时指导维护，提高效率、降低成本，避免重复劳动。在模拟训练中，可以强化训练重点，改变训练效果的评估模式，解决传统在线学习理论与实践之间“学习时间用不上、学习时间学不上”和“遗忘曲线”的困境，实现智能训练。增强现实技术不仅可以指导维修人员逐级进行实时维修，降低人员技术要求，而且通过大数据平台，允许每个维修人员与3D模型、零件规格、库存信息、实时数据、维修支持信息等图像数据进行虚拟交互，大大提高了工作速度和操作精度。

2数字化与智能化技术在维修管理中的应用

2.1人员方面

在人员培训和信息管理方面，可以利用VR/AR技术，通过虚拟场景进行维修操作培训，使维修培训人员接触到接近真实的维修场景，对维修培训产生印象，从而提高培训效果。同时，智能算法可以用于分析训练数据，改进训练方案或指定个性化的训练方案[4]。虚拟培训场景的创建需要较少的维护资源，不受场地和环境的限制，可以在短时间内快速提高维护人员的操作和执行能力，提高培训效率，降低投入成本。另一方面，可以通过数字化平台直接管理维修人员信息，在需要维修时，可以通过数字化平台直接选择合适的人员进行维修工作。

2.2飞机结构

在飞机结构数据和配置管理方面，Creaform与波音、劳斯莱斯等公司合作进行3D结构建模和测量，其HandySCAN 3D激光扫描仪产品可用于质量控制/检验、OEM和旧零件重建、MRO和损伤评估。实现了结构的三维扫描和数字模型的建立，加强了维修过程中配置数据的管理。顺丰航空在货机维修方面，基于OEM提供的连续适航文件，建立了飞机维修数字化管理平台。结合三维扫描设备，实现了基于三维重构的精确配置维修管理，保证了维修工作的正确性，实现了老化飞机结构数据信息的全过程管理。满足了老化飞机复杂的维修管理需求，有效提高了维修效率。

2.3航材工具

在维修材料和维修工具的管理方面，空客公司开发了智能拧紧维修工具，可以准确控制扭矩值，并实时记录和传输，减少人员的工作量，并在出现异常时发出警报，对维修能力的提高有一定的促进作用。在维修工具管理方面，广州飞机维修工程有限公司开发了数字化管理平台，依托物联网技术实现对维修工具的管理，可以准确获取维修工具的状态和位置，方便查找维修工具，缩短维修准备时间[5]。

2.4维修方案

在维护方案、维护过程和操作实施交互管理方面，可穿戴智能设备具有良好的应用前景。维护人员在真实飞机上结合虚拟场景进行维护操作，实时收集维护过程数据进行反馈，用于改进虚拟维护方案。在完善虚拟维修方案后，引入可穿戴设备，实现维修方案、维修过程和详细操作的可视化，指导维修人员进行施工，提高维修质量和效率。在维修过程与运行实施的交互方面，我国飞机强度研究院开发了损伤检测数据与知识管理平台，实现了对维修过程的有效管理，实现了检测过程的标准化和关键数据的数字化存储，实现了整个飞机损伤数据的可视化，可以快速输出损伤结果，提高了检测管理能力。

2.5维修环境

在终端的维护配置环境和网络交互环境管理方面，广州飞机维修工程有限公司与中国电信合作，应用5G+AR等智能技术。在飞机外部和维修库出口入口处安装雷达测距和视觉系统，可以为5G网络环境下的飞机进出库提供准确的路径引导，确保飞机进出库过程中不会发生碰撞，缩短飞机进出库时间。在保证飞机安全的同时，提高了维修效率。新技术的应用与维修堆场的环境条件密切相关。维修堆场的人员、设备、厂房、网络环境等条件是新技术应用的基础。如果维修的基本条件不具备，即使是先进的技术也无法发挥作用。

参考文献

[1] 邢静，姚洪光，顾杨波等.基于数字化的飞机维修方案优化思路[J].航空维修与工程，2023(09):25-29.

[2] 姚冉，邵毅.推动飞机智慧维修打造数字MRO企业——记Am eco数字化创新应用的探索与实践[J].空运商务，2023(03):40-43.

[3] 董满其.飞机维修工程为民航发展保驾护航[J].中国航班，2021(10):4-7.

[4] 王雪飞，刘东，史泽波.增强现实技术在飞机维修保障过程中的应用研究[J].飞机设计，2020，40(04):7-11.

[5] 杨尔兵.加强飞机维修质量与管理的几点体会[J].内燃机与配件，2020(04):156-157.