摘要：航空器系统的复杂性决定了现代航空维修活动中需要使用较多的维修工具和地面支持设备。以人工操作为主的航空维修管理体系非常复杂，实施难度大，弊端尽显。加之，工具、设备种类多，增加了查询、维护、计量难度，稍有不慎，还会发生错漏，清点时间长。故而，需要将RFID（射频识别）技术应用到智能化航空维修工具管理系统中，为这项工作提供辅助。本文基于RFID的智能化航空维修工具管理系统展开探讨。
关键词：射频识别；智能化；维修工具；管理系统
引言
RFID电子标签相对于传统的非接触识别方案具有无可比拟的优越性，代表着新世纪自动识别技术的主要发展方向。目前将RFID电子标签技术引入航空维修工具管理方面的应用课题研究已较为深入，相关的商业化硬件产品也较为成熟，为实现高效的维修工具管控提供了条件。
1航空维修中工具管理的内涵功能
工具管理是一项组织管理工作，它是指对所使用的工具在领取、使用、保管以及维修方面进行的管理工作。航空维修中的工具管理是指在航空维修过程中对所使用的工具在采购、供应、分类、编号、清点、修复和改换等方面进行的管理工作。工具管理与航空维修有着密切的关系，良好的工具管理能够确保航空维修的质量，进而保证飞行安全和人员安全。如果工具管理工作中的工具分类、编号等一些工序合理有序，维修人员使用起来比较方便，可提高其维修效率。
2RFID技术应用必要性
在航空制造执行系统、维修管理系统中，强调零部件批次序列号管理、过程记录、寿命管理、产品构型等相关内容。该背景下，常存在数据采集、物流标识等问题。早期，航空制造业会以刻号方式，对零件进行标识，识别难度大，且缺乏便利性。之后，借助信息系统，将条形码打印在零件合格证、过程卡上。现阶段，充分发挥RFID技术优势，使航空维修工具管理系统呈现智能化、数字化特征。数字化工厂的作用在于在虚拟环境中，对各类制造信息进行接收和反馈。目前，在数字制造、维修管理工作中，RFID因其独特的优势，在数字化制造和维修管理中发挥重要优势：传输数据时，不需要数据线，在特定距离内，即使没有正对探测器，也能够达到良好的识别效果，无需人为干扰，数据采集呈现自动化特征，鲜有错漏；探测器能够自动探测无源RFID，监控生产运输中的各类物品，在第一时间发现物资供应不足、生产堵塞问题。无论在数据采集，还是问题报警中，都可使用有源RFID，使信号发送更加主动；RFID具备标识物品、存储信息、读写动态等性能。现阶段，大容量RFID标签在64K以上，能够在生产、维修环节存储大量信息。下游工序可能存在上游工序加工信息，物品从工厂离开之后，所用信息，维修过程中，还会回到工厂；RFID标签可在高温、腐蚀、金属、振动等环境下应用，能够同时读入、识别多个RFID标签。在零件表面或内部设置RFID标签。一些供应商甚至还供给托盘、包装箱等，便于内嵌RFID标签；组合传感器和有源RFID，进行数据发送，能够对重点生产环节状态进行监督。RFID除了承载信息外，还能够实现车间管控集成；RFID具备人机交互性能，把参数信息存储到RFID标签内，能够把参数条件输入手持终端，对RFID标签进行问询，达标后，发光或发声。
3基于RFID的智能化航空维修工具管理系统
3.1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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过数据采集，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。
3.2工具定位系统
对航空设备维修单位，维修完毕后工具的清点极其重要。清点工具就是要确保工具不被遗忘在飞机等维修设备上，从而导致差错或事故的发生。其中在飞机等航空设备进行定期维修或大修时，面临维修专业多、维修人员多、工具使用量大，对遗忘或丢失工具的定位、寻找面临很多困难。工具定位系统主要针对遗忘、丢失工具的查找，工具的主动式ID发出信号，使用检测设备对设定半径范围内工具进行扫描、检测，逐级将工具位置进行定位，达到快速、准确寻找丢失的工具。
3.3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。
4现场硬件环境
采用单元化改造方式，优化车间，把成组技术融入各单元设计工作，提高工件加工效率。在生产维修工作中，此类单元非常重要，需要以高效通道为载体，对这些节点进行连接，使该制造系统更加完备。借助自动化物流传输系统，串接此类单元。其对手动和自动方式进行同步采用，在地面、空中进行分层运输。同时把人工传送、自动传送机构应用到地面运输中，使之为中小型物件服务。在自动传输机构方面，安排操作人员对RFID标签读写模块负责，在托盘RFID标签中，写入生产批次信息、工作订单号，并在外包装位置粘贴RFID标签。工件自动识别模块位于传送机构末端，对RFID标签进行自动识别，在信息系统中导入工件订单、生产批次信息。在中间环节，完成特定数量工件生产之后，在指定工作缓冲区放置，使下一道工序领用更加方便。RFID集成应用过程中，操作人员按照要求，在周转箱内放入一定数量的工件，并把RFID标签（含批次信息）设置在周转箱上，操作人员还要携带与之相对应的班组卡标签，假使其在工件缓冲区RFID探测范围内，无论班组信息，还是工件信息卡都能够被自动识别出来，并在信息系统中对数据进行导入。在空中，EMS空中电动车会自动传送中大型待装配部件、辅助制造资源等，依据实际需求，对传输速率进行灵活调整。该传输工具功能强大，不仅能够对物件拉动模块相关指令进行接收，还能够改变物件位置，将其从工位、缓冲区等搬运到所需位置。RFID硬件设备由电子标签、读写器构成，二者选型非常讲究，需要考量的相关内容比较多。诸如，工作效果、性价比、识别频率、距离、系统可扩展性、产品维护便捷性等。结合实验背景、内容、要求等，优选XCTF-5013型电子标签，为读写工作提供便利，其存储容量高达64位，无论工作标准，还是读写器、读写距离等，都符合相关标准及要求。
结语
综上，对维修工具的模块化管理能够优化资源配置，应作为今后工具管理的发展方向。RFID技术为实现工具的有效管控提供了技术保证。二者的组合为进一步实现无人化管控提供了可能。
参考文献：
[1]张洪涛，孟现召.航空维修中基于RFID的工具模块化管理研究[J].中国民航飞行学院学报，2016.
[2]刘英，谢家雨.智能化航空维修工具管理系统的研究[J].科技视界，2016（10）.
论文作者:徐辉1,于成亮2,李响3,辛建4
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/28
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