基于RFID技術(shù)的飛機(jī)維修工具管理系統(tǒng)

　　1.項(xiàng)目背景

　　高昂的維修費(fèi)用占航空公司的支出費(fèi)用最高可達(dá)到百分之二十，這是一個(gè)十分沉重的負(fù)擔(dān)，在航空器的使用過(guò)程中，維修成本可達(dá)整個(gè)購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用的三分之二。目前，331家國(guó)外/地區(qū)的維修單位，包括35家運(yùn)輸航空公司的維修單位在的389家國(guó)內(nèi)維修單位得到了中國(guó)民用航空器的批準(zhǔn)。我國(guó)民用航空業(yè)的增速較快，實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，目前我國(guó)民用航空器超過(guò)了1300余架，在整體維修保養(yǎng)方面的費(fèi)用可達(dá)上百億人民幣。航空公司的安全準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)營(yíng)離不開(kāi)飛機(jī)的維修保養(yǎng)，良好的維修保養(yǎng)可以大大降低航空公司的運(yùn)營(yíng)成本。優(yōu)秀的飛機(jī)維修團(tuán)隊(duì)是一個(gè)航空公司成功的重要因素。

　　ThingMagic與AIRBUS合作應(yīng)用RFID管理飛機(jī)零部件。

ThingMagic USB PRO 超高頻RFID讀寫(xiě)器

　　當(dāng)前世界各國(guó)航空市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速，包括A380、B787等新機(jī)型陸續(xù)投入使用，維修工具不管是數(shù)量還是種類(lèi)都不斷增加，它們的使用、保養(yǎng)，還有各種借還記錄等工作十分繁瑣復(fù)雜，時(shí)常出現(xiàn)各種差錯(cuò)，工具的借出和歸還需要花大量的時(shí)間清點(diǎn)檢查。目前各大民航企業(yè)在工具管理上都不同程度存在重視前期配備、輕視后期管理的現(xiàn)象，只有部分工具使用頻繁，甚至有少量工具存在從未使用過(guò)的情況。針對(duì)這些現(xiàn)場(chǎng)，就需要有一個(gè)完善的工具管理方法來(lái)進(jìn)行科學(xué)化的管理，也就是工具管理要有計(jì)劃性、要能自動(dòng)化。另外，隨著民航企業(yè)對(duì)空防安全要求的日益提高，對(duì)借出的在飛機(jī)上使用的工具進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控管理也將成為一種需要。

　　2. 現(xiàn)狀分析

　　航空維修是一項(xiàng)精細(xì)作業(yè)，工具的質(zhì)量、精度、完整性等都影響飛機(jī)維修的質(zhì)量，以至于影響飛行安全。工具的科學(xué)管理可以保證工具有效可用，并保證工具完好，不會(huì)缺失，所以要進(jìn)行工具科學(xué)管理的研究。在飛機(jī)維修過(guò)程中使用的各種工具，同資料、設(shè)備一樣，是飛機(jī)維護(hù)人員的左膀右臂。在日常的維護(hù)工作中，經(jīng)常使用成百上千件工具，它們的種類(lèi)繁多、規(guī)格復(fù)雜、數(shù)量很大。因此工具的科學(xué)管理，對(duì)單位的安全生產(chǎn)、提高勞動(dòng)效率、改善維護(hù)質(zhì)量、減小勞動(dòng)強(qiáng)度、加速流動(dòng)資金周轉(zhuǎn)，都有著十分重要的意義。

　　目前，維修單位工具管理的主要任務(wù)是將合適的工具供應(yīng)給各維護(hù)隊(duì)伍;做好工具的分類(lèi)編號(hào);建立健全工具的清點(diǎn)制度;對(duì)需要修復(fù)、更換的工具，及時(shí)進(jìn)行修復(fù)更換。但是由于缺乏足夠的信息化手段，還停留在人工管理的初級(jí)階段，各維修單位歷來(lái)丟失的工具不在少數(shù)。

　　3.技術(shù)簡(jiǎn)介

　　RFID無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)是利用雷達(dá)反射原理，通過(guò)天線向電子標(biāo)簽發(fā)出微波查詢(xún)信號(hào)，電子標(biāo)簽被讀寫(xiě)器微波能量激活，接受到微波信號(hào)后應(yīng)答并發(fā)出帶有標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息的回波信號(hào)。射頻識(shí)別技術(shù)的基本特點(diǎn)是采用無(wú)線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止的或移動(dòng)的物體進(jìn)行識(shí)別，達(dá)到確定待識(shí)別物體的身份、提取待識(shí)別物體的特征信息(或標(biāo)識(shí)信息)的目的。

　　通過(guò)射頻識(shí)別系統(tǒng)采集到的待識(shí)別物體的特征信息通常情況下先由中間軟件進(jìn)行處理，或直接將采集到的識(shí)別信息通過(guò)計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)(如數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Intranet & Internet技術(shù))實(shí)現(xiàn)信息的融合、共享、遠(yuǎn)距離傳送等直接服務(wù)于有關(guān)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。

　　基于RFID的飛機(jī)維修工具管理可以成為先進(jìn)航空公司的重要組成部分，可以使得整體維修工作高效、快捷，是航空公司持續(xù)安全準(zhǔn)點(diǎn)的運(yùn)營(yíng)的重要保證。

　　系統(tǒng)總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)

　　3.1系統(tǒng)總體架構(gòu)

　　本文的核心基礎(chǔ)是無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)。結(jié)合現(xiàn)有飛機(jī)維修工具管理方法的飛機(jī)維修工具管理系統(tǒng)主要由手持電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器、工具電子標(biāo)簽、維修人員電子標(biāo)簽、主機(jī)管理系統(tǒng)四大部分組成。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖：

　　系統(tǒng)主要有RFID發(fā)卡器、RFID固定式讀寫(xiě)器、RFID手持機(jī)、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器等構(gòu)成。在航空維修工具管理系統(tǒng)中，RFID發(fā)卡器完成電子標(biāo)簽的初始化，固定式讀寫(xiě)器來(lái)實(shí)現(xiàn)工具的批量出入庫(kù)管理，在盤(pán)點(diǎn)的時(shí)候可以采用手持機(jī)管理。

　　固定式的讀寫(xiě)器安裝在工具庫(kù)門(mén)的兩側(cè)，構(gòu)成掃描通道，當(dāng)貼有標(biāo)簽的工具通過(guò)大門(mén)時(shí)，讀寫(xiě)器讀取工具的電子標(biāo)簽相關(guān)信息，把數(shù)據(jù)上傳給后臺(tái)中心數(shù)據(jù)庫(kù)，中心數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)相關(guān)的信息進(jìn)行處理，進(jìn)行記錄，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)航材的管理。

　　RFID手持機(jī)是倉(cāng)庫(kù)管理員用來(lái)盤(pán)點(diǎn)庫(kù)存工具，或者進(jìn)行一些移動(dòng)數(shù)據(jù)采集作業(yè)。手持機(jī)讀到的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳到后臺(tái)中心數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的相關(guān)交換。

　　3.2系統(tǒng)流程

　　3.2.1發(fā)卡系統(tǒng)

　　發(fā)卡系統(tǒng)是用來(lái)將工具信息與電子標(biāo)簽信息綁定，并錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中。主要方式是使用RFID發(fā)卡器，將工具信息進(jìn)行編碼后寫(xiě)入到電子標(biāo)簽中，然后將電子標(biāo)簽安裝到工具上，完成綁定?；玖鞒倘缦拢?/p>

　　3.2.2工具借用

　　借用是工具使用的開(kāi)始，是指維修人員根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，提出借用工具的需求，經(jīng)過(guò)維修人員找到工具、讀取工具信息進(jìn)行登記、生成工具借用單、借出工具等一系列使用環(huán)節(jié)構(gòu)成的操作過(guò)程。這里借出工具主要是對(duì)工具從工具庫(kù)借出到維修人員使用而言，要對(duì)其進(jìn)行查找、登記、借出等操作處理。

　　工具借出流程如下：

　　操作流程：維修人員根據(jù)生產(chǎn)需求得出相應(yīng)的工具需求，登錄系統(tǒng)查找所需工具是否在工具庫(kù)內(nèi)，如果查找結(jié)果為所需工具均有庫(kù)存，則由維修人員根據(jù)存放位置領(lǐng)出相應(yīng)的工具，在經(jīng)過(guò)庫(kù)門(mén)時(shí)，批量讀出所有借出工具的信息并進(jìn)行登記，生產(chǎn)工具借用單，給出提示，并由維修人員核對(duì)無(wú)誤后借出工具業(yè)務(wù)完成。

　　3.2.3工具歸還

　　工具歸還主要負(fù)責(zé)登記歸還工具時(shí)的工具信息與借用單上的信息相對(duì)應(yīng)，如果有工具損壞再填寫(xiě)工具損壞報(bào)告單轉(zhuǎn)入工具存儲(chǔ)管理流程。

　　工具歸還必須由被授權(quán)維修人員歸還，工具管理人員在登記歸還工具時(shí)，整張借用單上的工具均歸還到位，系統(tǒng)才能關(guān)閉該借用單。工具歸還流程圖如下：

　　該流程操作與工具借出類(lèi)似，由維修人員攜帶需歸還工具通過(guò)庫(kù)門(mén)掃描通道，系統(tǒng)自動(dòng)讀取所有工具信息，并在后臺(tái)與借出單核對(duì)，歸還結(jié)果交由維修人員確認(rèn)后，自動(dòng)關(guān)閉工具借用單，完成工具借還過(guò)程。

　　3.2.4工具盤(pán)點(diǎn)

　　工具盤(pán)點(diǎn)主要是由倉(cāng)管人員定期對(duì)庫(kù)存工具進(jìn)行清點(diǎn)盤(pán)存的作業(yè)。倉(cāng)管人員將系統(tǒng)中的庫(kù)存工具清單下載到RFID手持機(jī)中，持手持設(shè)備，到相應(yīng)的庫(kù)房對(duì)工具進(jìn)行清點(diǎn)。

　　3.3關(guān)鍵設(shè)備部署

　　在各存放工具的庫(kù)房門(mén)口部署RFID固定式讀寫(xiě)器，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行射頻規(guī)劃，最多支持在左右安裝四個(gè)天線，形成掃描通道。在安裝有電子標(biāo)簽的飛機(jī)維修工具單個(gè)或批量進(jìn)出各庫(kù)房大門(mén)時(shí)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)進(jìn)出各倉(cāng)庫(kù)的工具信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)工具信息的實(shí)時(shí)管控。

　　存放在庫(kù)房?jī)?nèi)的工具，當(dāng)需要階段性資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)時(shí)，可通過(guò)RFID手持設(shè)備批量、遠(yuǎn)距離讀取庫(kù)房?jī)?nèi)所有工具上的電子標(biāo)簽信息，快速高效的完成資產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)。

　　5.核心設(shè)備選型

　　在航空業(yè)高速發(fā)展的今天，把射頻識(shí)別技術(shù)很好的應(yīng)用于飛機(jī)維修工具管理上有很重要的意義。利用其對(duì)管理維修工具的管理和控制，可以保障整個(gè)維修工作的順利開(kāi)展，保證航空器運(yùn)行的安全。

　　5.1 RFID讀寫(xiě)器

　　ThingMagic M6超高頻讀寫(xiě)器具備750標(biāo)簽/秒的高速讀取能力，滿足維修工具應(yīng)用對(duì)多標(biāo)簽處理能力的要求，同時(shí)，ThingMagic M6作為四通道讀寫(xiě)器，最多可同時(shí)連接4路天線工作，覆蓋范圍更廣，更低成本即可實(shí)現(xiàn)最大量標(biāo)簽的實(shí)時(shí)監(jiān)控、跟蹤。ThingMagic M6具備超強(qiáng)的抗干擾能力，可適應(yīng)各種惡劣的工業(yè)環(huán)境，良好的功耗和散熱雙重優(yōu)化可保證設(shè)備長(zhǎng)期不斷電穩(wěn)定運(yùn)行，適合機(jī)場(chǎng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性的要求。

　　3.2 手持設(shè)備

　　本系統(tǒng)中，手持設(shè)備主要用來(lái)進(jìn)行工具的快速識(shí)別、定位和盤(pán)點(diǎn)，其涉及到的功能比較多，應(yīng)用范圍廣，這就對(duì)設(shè)備中的RFID讀取模塊提出了更高的要求。

　　ThingMagicM6e-Micro，一款采用超小型模組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)異的“快速搜索算法”的超高頻RFID模具，可以嵌入到各種常用的手持和便攜式設(shè)備中。它對(duì)標(biāo)簽的讀取速度高達(dá)750標(biāo)簽/秒，功耗低，接收指令后反應(yīng)快速。同時(shí)，其擁有超群的多標(biāo)簽防碰撞算法，特別適用于倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn);其特有的-5dbm到+30dbm的可調(diào)功率，可方便的應(yīng)用在工具的精確定位上，對(duì)快速的查找指定工具提供了保證。