智能化航空维修工具管理系统的研究

刘英　谢家雨

【摘 要】本文通过对比多种工具管理方法，提出了基于RFID技术的管理系统。该智能化工具管理系统替代了传统的工具管理方式，将工具管理体统中的三大主力通过应用RFID技术，来实现工具的快速存取、定位和监控，提高了工具的管理效率，进一步为民航航空提供安全保障。

【关键词】智能化；航空维修；工具管理

0 前言

近几年来，多个航空公司屡次发生过机务人员因大意而导致维修工具遗落机舱内，威胁航空安全的现象。像这种依靠人工完成、且繁琐的机务维修工具管理体系，已经渐渐跟不上航空事业发展的节奏，在长期以来的机务人员工作实践中，渐渐展露出其致命的弊端，清点工具时极易受到人为因素的影响而出现工具遗落和丢失的现象。同时，随着工具品种日趋繁杂，数量也日益增多，工具设备的查询、维护、计量等工作繁复、错漏时有发生，工具的借出和归还需要花大量的时间清点检查，如何对工具设备进行有计划地、科学地、现代化地管理，提高管理的现代化水平，已是摆在我们面前的紧迫任务。

在最早的工具管理制度中，甚至一直严重至今且对工具有效防丢的方法是“三清点”制度，即通过识别工具生产商在工具设备上的件号，但有时，会由于工具的年限或是腐蚀，刻号不清楚就难以识别这些件号。为了完善工具的“三清点”制度，文献[1]提出了将虚拟仪器技术引入到工具的管理中，通过视觉识别技术来识别工具的件号，从而实现对航空维修工具的自动化管理。Samaranayake等[2]指出：由于工具管理的各个子系统间的衔接问题，严重影响了公司的维修计划和效率，提出了对工具管理系统的重设，以改变传统的应用管理流程。基于RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）技术来实现各种工具设备数据的自动快速存取已经用于空军航空器的工具管理中[3]。黄媛等[4]认为应该形成一个工具管理平台，将生产运行中的各个部门联系在一起，利于管理，信息共享。张仪哲[5]指出将信息化工程引入到民航维修企业工具管理过程中是工具管理效率的关键。但这些文献对工具的管理大多是泛泛而谈，或是没有将核心技术用于常用工具上。在此，将RFID技术应用于工具设备管理的各个环节，即实现工具库房、工具本身和工具箱等实现多个智能化。

1 工具设备管理系统建立

智能化工具管理系统主要由“智能工具库房”、“智能工具箱”及“智能工具”为核心构成。无论工具身处何处，由于工具上有RFID识别，均可以被找到，三者之间的工作关系参见图1。

1.1 智能工具库房

在传统的工具房管理中，任何工具的借还都由人工来完成，需要专用的工具借还本来记录工具的现用状态，而在被系统中建立智能化工具管理库房。在工具库房中，由专用的库房管理计算机经由USB接口连接一台RF标签读写器及一个Zigbee收发模块。使用连接到库房管理计算机上的RF标签读写器和位于工具上的RF标签对库房中的所有“智能工具”进行统一管理。通过数据采集，包括工具房中的库位标签、工具箱标签和工具标签，把这些数据传递到电脑中的中央数据库，从而可以很好的对工具标签进行保存。当工作人员需要借或还某一工具时，通过查找数据库，就能快速的对工具进行定位，完成借还工作。

1.2 智能工具箱

该智能工具箱可以依靠URF读头模块对放入、接近或进入后远离工具箱的且携带了RF标签的“智能工具”进行实时监视，同时，工具箱所携带的Zigbee模块将和工具库房中的库房管理计算机上所安装的Zigbee模块进行无线通信，通过算法定位当前位于工作场所内的所有“智能工具箱”。并在库房管理系统软件上实时显示出来。工具箱能正确识别箱内工具，在工具超出工具箱的监控范围时能进行识别报警，在机务人员工作完成将工具放入工具箱关上箱门时，能自动清理箱内部工具数量和种类，若不符合箱内原本工具的数量和种类，能及时通过声光报警提醒机务人员，达到智能管理监控化，通过这一套智能化体系，使维修工具箱更加符合机务人员日常工作需求。而监控机务维修工具的管理系统作为维修工具管理的核心执行系统，其管理系统的可靠性程度的高低，智能化程度都直接影响系统整体的运行。

1.3 智能工具

系统所涉及的“智能工具”，根据机务维修、地面勤务等特殊要求，采用了在工具表面特定位置进行开槽、开孔等工艺，在最大限度不影响工具本身强度和使用寿命的前提下，采用埋设、粘贴、包覆及悬挂等技术将普通RF标签或抗金属RF标签和工具结合起来。对于开槽、开孔等工艺，在嵌入了RF标签后使用特殊材料对其进行回填封装。

2 总结

该系统基于RFID射频标签的机务工具智能综合管理系统的深入研究，通过研制机务工具智能管理箱，期望改变机务人员对工具管理的繁琐现状，用智能化代替人工化，以此来大大降低工具遗落的可能性，提高维修效率，并对借出的在飞机上使用的工具进行实时监控管理，保障航空安全。

【参考文献】

[1]谢家雨，何建.基于虚拟仪器的机器视觉技术在航空维修工具管理的应用研究[J].西南民族大学学报（自然科学版），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]郎军成，翁兴伟，肖树臣，等.基于RFID技术的工具设备管理系统研究[J].航空维修与工程，2010，3：57-59.

[4]黄媛，孙树栋，李兢尧，王刚.航空制造业企业工具管理关键技术[J].航空制造技术，2009（5）：90-94.

[5]张仪哲.航空维修管理信息系统[J].大众科技，2011（6）：22- 23.

[责任编辑：杨玉洁]