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技术百科

以“新基建”开航空维修“新业态”

作者:徐忠明 浏览:107 发表时间:2020-07-20 09:15:41 来源:中国南方航空股份有限公司机务工程部

  疫情肆虐全球,给全球经济均造成了深刻的负面影响,***为了提振经济,大力推进以“5G 基站、 特高压电网,发达城市圈的城际高速铁路和城市轨道交通,以及大数据中心、云计算中心(包括超算中心)、AI、工业互联网和新能源汽车充电桩”等新型基础设施建设为代表的“新基建”以激发新动力。同样, 在航空维修领域也有以“基于 5G 的 AR/VR 应用、无人机飞机检修、机器人检修、增材制造、基于大数 据 / 云计算的预测性维修、区块链技术应用”等为代表的“新基建”,未来大力推进后有望开创航空维 修“新业态”,从而全面提升国内 MRO企业的全球市场竞争力。


  2020年4月,新华社评论员发表了《加快“新基建”,激发新动力》的评论文章,文章中指出越是经济发展面临的困难加大,越要高度重视培育壮大新动能。中央多次强调,加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设,对于扩大有效需求,应对风险挑战,推动高质量发展,具有重要意义。 

 

  航空维修作为集合航空高端制造与精密维修的产业,从其诞生之日起,就 与前沿新科技紧密联系在一起。但目前,我国国内 MRO 企业在应用前沿科技方面还有很大空间,还没有太多的高收益型(或者说是金牛型)的高端维修能力, 大多是属于低端的劳动密集型维修项目,且缺乏效率优势。在当今航空维修行业中高端维修技术人才普遍匮乏的情况下,很难在激烈的世界航空维修市场 竞争中脱颖而出,获得较高的市场效益。


  当然,国内航空维修业现仍处于起步阶段,但如何后来者居上,取得市场 竞争优势,需要我们具备前瞻性的战略视野,及早谋划、超前布局,以“新基建”开创航空维修“新业态”。 
 

  说到航空维修领域的基建,人们很容易联想到机库、航材仓库与工装设备 等的基础建设项目。而在当今新经济时代,航空维修领域的新基建也要摆脱传 统基建的思维定势,明确航空维修领域的新基建内容。


  将“智能化技术”引入航空维修领域而形成的“飞机智修”概念,正重新优化现有的维修模式,降低成本,提高安全与效率,促进传统航空维修行业的新发展。

  根据***新基建发展战略,结合上述航空维修产业发展趋势,本人认为代 表航空维修领域的新基建内容大致有:基于 5G 的 AR/VR 应用、无人机飞机检修、机器人检修、增材制造、基于大数据 / 云计算的预测性维修、区块链技术应用等六大方面。

  世界正在进入以信息产业为主导的经济发展时期。航空维修产业发展也要 把握数字化、网络化、智能化融合发展的契机,以信息化、智能化为杠杆培育 产业发展的新动能。具体要积极推动以5G为代表的新型维修场地基础设施建 设。因为5G网络具有低时延、广连接、大带宽三大特点,非常有利于航空维修领域 VR、AR 等技术应用的推进实施。基于5G的 AR/VR 技术通过融合 AI 技术,可以实现智能语音控制、智能文本识别与零部件的识别,实践证明可以改 变航空维修工作程序、质量监控、远程排故、人员培训与管理模式的现行业态。


  AAR 的迈阿密工厂正在尝试AR优化工作流程和改善沟通效果。它使用 RealWear HMT-1 耳机和 Librestream 的增强现实平台。通过使用AR系统,初级技术人员可以向***技术人员展示他(或她)正在做什么,并获得覆盖在 任务上的指令。AR将节省技术人员在机库中走来走去回答问题的时间,就像 AAR 的工程师在他们的办公桌上回答经常出现的问题一 样。  

  AAR 还利用AR在技术人员切割和钻孔金属板之前给予许可。技术人员可 以在切割前使用免提视频、语音和照片功能与远程专家即时沟通合作。到目前 为止,AAR 的技术人员和质量经理都肯定了AR工具介入的正面作用。


  南航针对航线故障以及外站故障处理迫切需要远程技术支持的问题,计划 于2020年6月底前,利用AR智能眼镜项目实现本场以及部分外站站点的航线维修的远程技术支援,借此减少人员往返机位的时间消耗,弥补因交通或疫情导致工程师无法赴现场参与排故的状况,同时增加了维修过程的安全监控以及多方参与技术支援的能力。将来更是有条件发展为无需专业机务人员跟机到外站放行的运行模式,可以大大节省航空维修的人力消耗,提高应急反应速度与整体的运行保障能力。据悉,南航在去年8月就组建了专门研究团队,与国内AR智能眼镜供应商进行应用可行性测试,提出了诸多改进产品设计与制造的建议,并配合应用软件研发进行了前期的实操模拟测试,证实了AR智能眼镜的应用可以显著提升维修管理能力与水平,以及维修质量与效率,为航空维修带来了革命性的变化。
 

  无人机作为通航发展的重要项目之 一,目前已经广泛应用于农、林、牧、渔及众多行业,而且预计未来也将大幅改变各行业的生产生活方式。


  不少航空公司和MRO企业已经对使用无人机开展飞机检查进行了多年的测试。众多测试表明,该技术拥有显著改变机体表面检查过程的重大前景。无人机检查的好处包括减少了检测机体结构损伤所需的时间和体力劳动,同时消除了在高空进行检查的技术人员的安全隐患。由于该技术尚未获得监管部门的批准,航空公司和MRO目前需要与无人机一起进行人工检查,以核查其工作的准确性,但业界希望监管部门能够尽快批准这项技术的应用。  

  FAA、EASA与CAAC也在酝酿无人机应用于航空维修行业的具体规章的修订。一旦获准使用,无人机的应用必将改变机体维修的程序及规范。


  AAR集团正在为波音737使用一 架Donecle无人机开展通用目视检查 (GVI),与传统的人工检查相比,该无人机的检查时间至少减少了50%。无人机按照预先计划飞行,每架窄体飞机拍摄1500~1900张照片。无人机系统可以识别出更多异常情况,尽管其中约有10%~20%是误报,但AAR表示,与其利用人员和设备在飞机周围移动开展检查相比,仍有显著优势。

  在MRO行业,机器人的使用已经从车间之间移动部件和某些维修程序的自动化发展到各种实际维修任务,有的公司已开始实施协作机器人协助机务人员开展工作,将机务人员从重复性或粗重工作中解脱出来。例如罗罗公司和独立机器人专家Invert Robotics研制的甲壳虫样子的“攀爬机器人”深入发动机内部开展检查工作,或是“吸附式机务人”爬行在飞机外表进行检查或探测工作。当前罗罗公司仍在寻找更多无损检测设备等硬件来提高机器人的可用性, 以及使用机器人来提高工作效率和危险任务的安全性,如将机器人应用于褪喷漆工作中。


  在这方面,德国汉莎技术公司一直属于***地位,如其“自动检测” (AutoInspect)机器人能够利用高端传感器,对发动机部件实施数字化的裂痕 检测,以及利用“自动修理”(AutoRepair)机器人,完成检测之后自动修理发动机燃烧室的喷射部件。


上海交大材料科学与工程学院访问教授陈小奇创建的倒置机器人有限公司 (Invert Robotics Limited) 为其机器人增加了无损检测功能。来自于瑞典吕勒奥 理工大学的科研团队成功在波音 737 飞机上测试了机器人Vortex Robot 的原型。

  Vortex Robot 利用机身下部的动力空气吸入系统能够在任何曲面和倾斜度的表 面上任意行动,甚至可以穿过机翼与机身的过渡区域。Vortex Robot 拥有四个轮子,能够自动围绕着飞机外部移动, 使用热成像和超声波等集成传感器来排除机体上的安全隐患。在某些情境中, 它还能使用钻头、激光或者其他车载工具进行维修。因此,一些先行MRO企业在机器人应用方面的持续探索表明, 在维修工作中应用多个机器人协同工作,非常有利于节省时间和支出、提高航空航天业的安全性。

  

  航空维修部门要通过与IT部门或外部研发公司等单位密切合作,加快“新基建”建设步伐,让“漫步在云端”的新技术更快落地应用,让“孕育于数字”的新需求得到更大程度释放,让航空维修的创新创业创造更加活跃,让高质量发展的步伐更加稳健。


  同时,值得注意的是,搞好航空维修领域的“新基建”是一个系统工程, 需要汇聚各方智慧和力量共同推进。“新基建”积极效应的释放,也需要一个积累积蓄的过程,需要着眼长远算大账、 久久为功谋长效。


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