探析數(shù)智新技術(shù)在民用航空維修中的應(yīng)用

探析數(shù)智新技術(shù)在民用航空維修中的應(yīng)用摘要：在民用航空維修業(yè)快速發(fā)展的今天，對于數(shù)智新技術(shù)的應(yīng)用有著迫切的需求?；诖耍疚膹臄?shù)智新技術(shù)在民用航空維修的應(yīng)用作為切入點(diǎn)，重點(diǎn)從替代人工、管理維修過程、故障診斷等方面進(jìn)行分析，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。關(guān)鍵詞：數(shù)智新技術(shù)；民用航空；維修引言：在民用航空維修領(lǐng)域，相比于傳統(tǒng)的人工維修，數(shù)智新技術(shù)在維修方面更具有鮮明的優(yōu)勢，而對于數(shù)智新技術(shù)的分析研究，則能夠?yàn)閿?shù)智新技術(shù)的應(yīng)用提供依據(jù)，進(jìn)而為數(shù)智新技術(shù)在民用航空維修中的開發(fā)提供便利。1.民用航空維修中數(shù)智新技術(shù)的前景根據(jù)民航局的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2010年到2019年短短9年時(shí)間，民航飛機(jī)的數(shù)量增長了一倍，呈現(xiàn)逐年增長的趨勢。而民用航空飛機(jī)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，無形之中帶動(dòng)了民用航空維修行業(yè)的高速發(fā)展，使得更多的從業(yè)人員加入到民用航空維修行業(yè)當(dāng)中，讓民用航空維修行業(yè)的競爭也在逐漸加劇。在飛機(jī)維修行業(yè)中，主要維修成本是航線維修以及大修的人工成本，二者分別占據(jù)了70%和50%，出現(xiàn)這一結(jié)果的根本原因則是因?yàn)槊裼煤娇站S修行業(yè)過于依賴人工維修，對于數(shù)智新技術(shù)，維修企業(yè)趨于嚴(yán)謹(jǐn)小心的態(tài)度[1]。導(dǎo)致很少使用數(shù)智新技術(shù)，以至于維修效率不高，無法擴(kuò)大利潤，難以滿足當(dāng)前民用航空維修的需求。隨著新冠疫情的爆發(fā)，再次讓民航業(yè)遭受重創(chuàng)，經(jīng)營日益慘淡，導(dǎo)致民用航空維修行業(yè)競爭加劇，在這種情況下，維修企業(yè)對數(shù)智新技術(shù)的需求變得非常迫切。例如：在保持安全運(yùn)營的前提下，降低維修成本，擴(kuò)大利潤，提高維修的效率，提高企業(yè)核心競爭力，使得企業(yè)能在競爭中勝出。而人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等數(shù)智新技術(shù)的發(fā)展，為民用航空維修業(yè)帶來了機(jī)遇，在未來，數(shù)智新技術(shù)將在民用航空維修業(yè)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。2.民用航空維修中對數(shù)智新技術(shù)的應(yīng)用2.1維修人工替代方面當(dāng)下民用航空維修主要依賴于人工，不僅成本高，而且效率低難以長時(shí)間工作，無法為企業(yè)帶來更高的效益。與之相比機(jī)器人在這方面具有顯著的優(yōu)勢，因?yàn)槠渥陨硖攸c(diǎn)，機(jī)器人可以依靠預(yù)設(shè)程序，自主規(guī)劃路徑，通過儀器掃描飛機(jī)結(jié)構(gòu)，再結(jié)合圖像處理以及大數(shù)據(jù)算法，可以完美代替人工檢查，提高了維修的效率。因此民用航空維修業(yè)廣泛將數(shù)智新技術(shù)應(yīng)用在檢查方面，代替人工，在貨艙腐蝕、油氣泄漏等人工不易檢查的地方，便可以通過視覺內(nèi)窺爬行機(jī)器人等新技術(shù)進(jìn)行檢查，不僅方便高效，而且還降低了成本，提高了準(zhǔn)確率。例如：在無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用方面，空中客車公司研究使用的小型無人飛機(jī)，攜帶高分辨率攝像機(jī)，由飛行控制系統(tǒng)操縱，使得無人機(jī)按照預(yù)定路線對飛機(jī)進(jìn)行檢查，全程只需要一名駕駛員監(jiān)視即可，檢查時(shí)間也只需要30分鐘。而且空中客車表示，應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行檢查，可以有助于改善質(zhì)量的可追溯性，減少飛機(jī)的損壞。通常情況下，飛機(jī)質(zhì)量檢驗(yàn)員需要利用升降臺(tái)，花費(fèi)2個(gè)小時(shí)在飛機(jī)表面檢查，才能確定飛機(jī)表面是否有損壞。除此之外國外的易捷航空也進(jìn)行了相關(guān)的研究，數(shù)據(jù)顯示無人機(jī)可以將飛機(jī)遭遇雷擊或冰雹后所需要的檢查時(shí)間，從超過24小時(shí)減少到2小時(shí)，還可以幫助人工檢查精確定位，減少停飛的時(shí)間。雖然在當(dāng)下無論是機(jī)器人還是無人機(jī)，在民航維修行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用，但這其中仍有不小的問題。這些問題主要表現(xiàn)在航空系統(tǒng)維修復(fù)雜繁瑣，對于安全和質(zhì)量要求嚴(yán)格，飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜機(jī)器人/無人機(jī)操控難度大，容易對飛機(jī)造成損傷。不僅如此當(dāng)前數(shù)智新技術(shù)還不夠成熟，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)完善。2.2維修過程管理方面相比于一般維修，飛機(jī)維修是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在飛機(jī)維修過程中會(huì)涉及到許多因素，這些因素在不同程度上為飛機(jī)維修增加了阻礙，給維修的管理和控制造成了許多麻煩，因此維修企業(yè)想引進(jìn)新技術(shù)，通過對數(shù)智新技術(shù)的應(yīng)用，達(dá)到對維修過程進(jìn)行管控，使其能在保證維修質(zhì)量的前提下，可以有效提高維修效率，降低維修成為，提高經(jīng)濟(jì)效益。在飛機(jī)維修管理方面，數(shù)智新技術(shù)主要應(yīng)用了AR/VR結(jié)合5G以及大數(shù)據(jù)云計(jì)算等技術(shù)，通過數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)搭配軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)維修過程可視化。而對于數(shù)智新技術(shù)在飛機(jī)維修過程管理方面的應(yīng)用主要包括五個(gè)方面，分別是對維修人員信息的管理和培訓(xùn)、對飛機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)的管理、對航材和維修工具的管理、對維修法案和維修工藝程序和操作實(shí)施的管理、對場站的維修配置環(huán)境以及網(wǎng)絡(luò)交互環(huán)境的管理。例如：對人員信息的管理和培訓(xùn)，可以通過借助VR/AR技術(shù)，讓維修培訓(xùn)人員接觸到近乎真實(shí)的維修場景，進(jìn)行培訓(xùn)。這種培訓(xùn)方法可以減少對維修資源的需求，對環(huán)境和場地沒限制，能短時(shí)間內(nèi)大幅度提高培訓(xùn)人員的維修水平，降低了培訓(xùn)成本。還可以通過大數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，根據(jù)實(shí)際情況，挑選出合適的維修人員前往，提高維修效率。在飛機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和機(jī)構(gòu)管理方面，借助波音等公司合作研發(fā)了HandySCAN3D激光掃描儀產(chǎn)品對飛機(jī)進(jìn)行檢查、OEM和舊部件再造、MRO和損傷評估，實(shí)現(xiàn)三維掃描和數(shù)字化模型建立[2]。保證了維修工作的準(zhǔn)確性，對飛機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行管理。而在維修航材和航空工具的管理方面，空客公司研發(fā)了智能化擰緊維修工具，在減少了工作量的同時(shí)，還能對扭矩值得到精準(zhǔn)的控制。在維修方案、維修工藝程序和操作實(shí)施交互干了方面，在國外OEM廠商通過計(jì)算機(jī)計(jì)算出合理的維修方案，然后利用AR技術(shù)讓維修人員進(jìn)行嘗試，再根據(jù)得到的反饋就行更改調(diào)整。除此之外在操作實(shí)施交互方面，中國飛機(jī)強(qiáng)度研究所開發(fā)了損傷檢測數(shù)據(jù)和知識(shí)管理平臺(tái)。最后在戰(zhàn)場的維修配置環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)交互環(huán)境管理方面，采用5G+AR等數(shù)智新技術(shù)，在保障飛機(jī)的前提下，提升了維修效率。當(dāng)前數(shù)智新技術(shù)在民用航空維修過程管理方面得到廣泛應(yīng)用，但因?yàn)榫S修系統(tǒng)復(fù)雜，數(shù)智新技術(shù)的應(yīng)用還很淺顯，而且無法時(shí)刻保證準(zhǔn)確性，因此在應(yīng)用過程中還需要繼續(xù)完善和發(fā)展。2.3故障診斷和預(yù)測維修方面數(shù)智新技術(shù)在故障診斷和預(yù)測維修的應(yīng)用主要分為兩種，一種是通過傳感器來對飛機(jī)的結(jié)構(gòu)等進(jìn)行檢測，再通過信號(hào)進(jìn)行比對，從而實(shí)現(xiàn)對飛機(jī)狀態(tài)的診斷，另一種則是在通過傳感器得到大量數(shù)據(jù)后，通過大數(shù)據(jù)等智能算法，對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合運(yùn)算，建立模型，達(dá)到預(yù)測性維修。不過當(dāng)前數(shù)智新技術(shù)在故障診斷和預(yù)測維修方面的應(yīng)用只是剛剛開始，里面有很多的不足。例如：傳感器對于飛機(jī)結(jié)構(gòu)的影響研究不足，缺少工程化認(rèn)證，而且獲取到的數(shù)據(jù)也是雜亂無序，多數(shù)都是無用的信息，對建立模型和預(yù)測性維修起到的作用微乎其微，只能做到在數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行警告。因此數(shù)智新技術(shù)在故障診斷和預(yù)測維修方面還有很長的一段路要走，但隨著科技的不斷進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等不斷發(fā)展，未來數(shù)智新技術(shù)在故障診斷和預(yù)測維修方面必然會(huì)發(fā)揮著重大作用。結(jié)論：總而言之，要想數(shù)智新技術(shù)在民用航空維修中得到更廣泛的應(yīng)用，還要更進(jìn)一步研究，不斷完善各方面的不足。在此基礎(chǔ)