基于RFID技术的飞机维修工具管理系统

基于RFID技术的飞机维修工具管理系

统

1.项目背景

高昂的维修费用占航空公司的支出费用最高可达到百分之二十，这是一个十分沉重的负担，在航空器的使用过程中，维修成本可达整个购买费用的三分之二。目前，331家国外/地区的维修单位，包括35家运输航空公司的维修单位在的389家国内维修单位得到了中国民用航空器的批准。我国民用航空业的增速较快，实现了跨越式的发展，目前我国民用航空器超过了1300余架，在整体维修保养方面的费用可达上百亿人民币。航空公司的安全准点运营离不开飞机的维修保养，良好的维修保养可以大大降低航空公司的运营成本。优秀的飞机维修团队是一个航空公司成功的重要因素。

当前世界各国航空市场增长迅速，包括A380、B787等新机型陆续投入使用，维修工具不管是数量还是种类都不断增加，它们的使用、保养，还有各种借还记录等工作十分繁琐复杂，时常出现各种差错，工具的借出和归还需要花大量的时间清点检查。目前各大民航企业在工具管理上都不同程度存在重视前期配备、轻视后期管理的现象，只有部分工具使用频繁，甚至有少量工具存在从未使用过的情况。针对这些现场，就需要有一个完善的工具管理方法来进行科学化的管理，也就是工具管理要有计划性、要能自动化。另外，随着民航企业对空防安全要求的日益提高，对借出的在飞机上使用的工具进行实时监控管理也将成为一种需要。

2.现状分析

航空维修是一项精细作业，工具的质量、精度、完整性等都影响飞机维修的质量，以至于影响飞行安全。工具的科学管理可以保证工具有效可用，并保证工具完好，不会缺失，所以要进行工具科学管理的研究。在飞机维修过程中使用的各种工具，同资料、设备一样，是飞机维护人员的左膀右臂。在日常的维护工作中，经常使用成百上千件工具，它们的种类繁多、规格复杂、数量很大。因此工具的科学管理，对单位的安全生产、提高劳动效率、改善维护质量、减小劳动强度、加速流动资金周转，都有着十分重要的意义。

目前，维修单位工具管理的主要任务是将合适的工具供应给各维护队伍;做好工具的分类编号;建立健全工具的清点制度;对需要修复、更换的工具，及时进行修复更换。但是由于缺乏足够的信息化手段，还停留在人工管理的初级阶段，各维修单位历来丢失的工具不在少数。

3.技术简介

RFID无线射频识别技术是利用雷达反射原理，通过天线向电子标签发出微波查询信号，电子标签被读写器微波能量激活，接受到微波信号后应答并发出带有标签数据信息的回波信号。射频识别技术的基本特点是采用无线电技术实现对静止的或移动的物体进行识别，达到确定待识别物体的身份、提取待识别物体的特征信息(或标识信息)的目的。

通过射频识别系统采集到的待识别物体的特征信息通常情况下先由中间软件进行处理，或直接将采集到的识别信息通过计算机信息处理技术(如数据库技术等)及计算机网络技术(Intranet & Internet技术)实现信息的融合、共享、远距离传送等直接服务于有关的业务应用系统。

基于RFID的飞机维修工具管理可以成为先进航空公司的重要组成部分，可以使得整体维修工作高效、快捷，是航空公司持续安全准点的运营的重要

保证。

4.系统总体规划和设计

4.1系统总体架构

本文的核心基础是无线射频识别技术。结合现有飞机维修工具管理方法的飞机维修工具管理系统主要由手持电子标签读写器、工具电子标签、维修人员电子标签、主机管理系统四大部分组成。系统架构图如图：

系统主要有RFID发卡器、RFID固定式读写器、RFID手持机、应用服务器和数据服务器等构成。在航空维修工具管理系统中，RFID发卡器完成电子标签的初始化，固定式读写器来实现工具的批量出入库管理，在盘点的时候可以采用手持机管理。

固定式的读写器安装在工具库门的两侧，构成扫描通道，当贴有标签的工具通过大门时，读写器读取工具的电子标签相关信息，把数据上传给后台中心数据库，中心数据库对相关的信息进行处理，进行记录，从而实现对航材的管理。

RFID手持机是仓库管理员用来盘点库存工具，或者进行一些移动数据采集作业。手持机读到的数据信息，通过无线网络传到后台中心数据库，实现数据信

息的相关交换。

4.2系统流程

4.2.1发卡系统

发卡系统是用来将工具信息与电子标签信息绑定，并录入到数据库系统中。主要方式是使用RFID发卡器，将工具信息进行编码后写入到电子标签中，然后将电子标签安装到工具上，完成绑定。基本流程如下：

4.2.2工具借用

借用是工具使用的开始，是指维修人员根据实际生产情况，提出借用工具的需求，经过维修人员找到工具、读取工具信息进行登记、生成工具借用单、借出工具等一系列使用环节构成的操作过程。这里借出工具主要是对工具从工具库

借出到维修人员使用而言，要对其进行查找、登记、借出等操作处理。

工具借出流程如下：

操作流程：维修人员根据生产需求得出相应的工具需求，登录系统查找所需工具是否在工具库内，如果查找结果为所需工具均有库存，则由维修人员根据存放位置领出相应的工具，在经过库门时，批量读出所有借出工具的信息并进行登记，生产工具借用单，给出提示，并由维修人员核对无误后借出工具业务完成。

4.2.3工具归还

工具归还主要负责登记归还工具时的工具信息与借用单上的信息相对应，如果有工具损坏再填写工具损坏报告单转入工具存储管理流程。

工具归还必须由被授权维修人员归还，工具管理人员在登记归还工具时，整张借用单上的工具均归还到位，系统才能关闭该借用单。工具归还流程图如下：

该流程操作与工具借出类似，由维修人员携带需归还工具通过库门扫描通道，系统自动读取所有工具信息，并在后台与借出单核对，归还结果交由维修人员确认后，自动关闭工具借用单，完成工具借还过程。

4.2.4工具盘点

工具盘点主要是由仓管人员定期对库存工具进行清点盘存的作业。仓管人员将系统中的库存工具清单下载到RFID手持机中，持手持设备，到相应的库房对工具进行清点。

4.2关键设备部署

在各存放工具的库房门口部署RFID固定式读写器，同时根据现场环境进行射频规划，最多支持在左右安装四个天线，形成扫描通道。在安装有电子标签的飞机维修工具单个或批量进出各库房大门时，系统实时统计进出各仓库的工具信息，实现对工具信息的实时管控。

存放在库房内的工具，当需要阶段性资产盘点时，可通过RFID手持设备批量、远距离读取库房内所有工具上的电子标签信息，快速高效的完成资产数据的统计。

4.3核心设备选型

在航空业高速发展的今天，把射频识别技术很好的应用于飞机维修工具管理上有很重要的意义。利用其对管理维修工具的管理和控制，可以保障整个维修工作的顺利开展，保证航空器运行的安全。

4.3.1RFID读写器

M6超高频读写器具备750标签/秒的高速读取能力，满足维修工具应用对多标签处理能力的要求，同时，M6作为四通道读写器，最多可同时连接4路天线工作，覆盖范围更广，更低成本即可实现最大量标签的实时监控、跟踪。M6具备超强的抗干扰能力，可适应各种恶劣的工业环境，良好的功耗和散热双重优化可保证设备长期不断电稳定运行，适合机场应用系统对设备稳定性的要求。

4.3.2手持设备

本系统中，手持设备主要用来进行工具的快速识别、定位和盘点，其涉及到的功能比较多，应用范围广，这就对设备中的RFID读取模块提出了更高的要

求。M6e-Micro，一款采用超小型模组结构设计和优异的“快速搜索算法”的超高频RFID模具，可以嵌入到各种常用的手持和便携式设备中。它对标签的读取速度高达750标签/秒，功耗低，接收指令后反应快速。同时，其拥有超群的多标签防碰撞算法，特别适用于仓库盘点;其特有的-5dbm到+30dbm的可调功率，可方便的应用在工具的精确定位上，对快速的查找指定工具提供了保证。