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基于 RFID 技術(shù)的飛機維修工具管理系統(tǒng)

文章出處：深圳市銓順宏科技有限公司網(wǎng)責(zé)任編輯：銓順宏作者：銓順宏人氣：-發(fā)表時間：2020-07-09 10:46:00【大中小】

1. 項目背景

在中國，高昂的維修費用占航空公司的支出費用最高可達到百分之二十，這是一個十分沉重的負擔(dān)，在航空器的使用過程中，維修成本可達整個購買費用的三分之二。目前，331家國外/地區(qū)的維修單位，包括35家運輸航空公司的維修單位在的 389 家國內(nèi)維修單位得到了中國民用航空器的批準(zhǔn)。我國民用航空業(yè)的增速較快，實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，目前我國民用航空器超過了1300余架，在整體維修保養(yǎng)方面的費用可達上百億人民幣。航空公司的安全準(zhǔn)點運營離不開飛機的維修保養(yǎng)，良好的維修保養(yǎng)可以大大降低航空公司的運營成本。優(yōu)秀的飛機維修團隊是一個航空公司成功的重要因素。

基于 RFID 的飛機維修工具管理可以成為先進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)點的運營的重要保證。而在工具管理中，工具識別是最重要、最核心的問題。飛機維修企業(yè)進行正常工作的物質(zhì)先決條件是飛機維修工具管理。同時它也是各項維修工作順利開展和航班正常運行的安全保證。維修工具的種類、數(shù)量都是由一個航空公司的機隊規(guī)模和維護水平?jīng)Q定的，飛機維修工作的現(xiàn)代化管理也是各大航空公司的重要實力之一。

工具、量具設(shè)備的管理是否科學(xué)，在很大程度上決定了機務(wù)維修的可靠性與效率的高低。當(dāng)前世界各國航空市場增長迅速，包括 A380、B787 等新機型陸續(xù)投入使用，維修工具不管是數(shù)量還是種類都不斷增加，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，時常出現(xiàn)各種差錯，工具的借出和歸還需要花大量的時間清點檢查。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的情況。針對這些現(xiàn)場，就需要有一個完善的工具管理方法來進行科學(xué)化的管理，也就是工具管理要有計劃性、要能自動化。另外，隨著民航企業(yè)對空防安全要求的日益提高，對借出的在飛機上使用的工具進行實時監(jiān)控管理也將成為一種需要。

在非接觸式識別技術(shù)中，除了 RFID 外，還有條碼技術(shù)，它擁有成熟的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。但是機務(wù)工作的特殊性，應(yīng)用條碼技術(shù)的話有許多不足之處。RFID 是一種新的技術(shù)用以識別不同的物品。無線射頻標(biāo)簽與讀寫器之間的信號交互，都是應(yīng)用了無限射頻的識別原理。RFID 的最大優(yōu)點是：物品的識別工作無需人工干預(yù)，易于實現(xiàn)智能管理，屬于非接觸式，非可視識別；較遠的閱讀距離，提高了識別的速度，實現(xiàn)在工具間內(nèi)工具的快速借用與歸還；同時可讀取多個目標(biāo)，使得大量的工具可以方便在工具間進行借用和歸還工作，完全自動化的信息收集，盡量減少人為干預(yù)，為工具管理提供了良好的技術(shù)支持以便于它的自動、智能化。

2. 現(xiàn)狀分析

航空維修是一項精細作業(yè)，工具的質(zhì)量、精度、完整性等都影響飛機維修的質(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，不會缺失，所以要進行工具科學(xué)管理的研究。在飛機維修過程中使用的各種工具，同資料、設(shè)備一樣，是飛機維護人員的左膀右臂。在日常的維護工作中，經(jīng)常使用成百上千件工具，它們的種類繁多、規(guī)格復(fù)雜、數(shù)量很大。因此工具的科學(xué)管理，對單位的安全生產(chǎn)、提高勞動效率、改善維護質(zhì)量、減小勞動強度、加速流動資金周轉(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)給各維護隊伍；做好工具的分類編號；建立健全工具的清點制度；對需要修復(fù)、更換的工具，及時進行修復(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階段，各維修單位歷來丟失的工具不在少數(shù)。

3. 技術(shù)簡介

RFID 無線射頻識別技術(shù)是利用雷達反射原理，通過天線向電子標(biāo)簽發(fā)出微波查詢信號，電子標(biāo)簽被讀寫器微波能量激活，接受到微波信號后應(yīng)答并發(fā)出帶有標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息的回波信號。射頻識別技術(shù)的基本特點是采用無線電技術(shù)實現(xiàn)對靜止的或移動的物體進行識別，達到確定待識別物體的身份、提取待識別物體的特征信息（或標(biāo)識信息）的目的。

通過射頻識別系統(tǒng)采集到的待識別物體的特征信息通常情況下先由中間軟件進行處理，或直接將采集到的識別信息通過計算機信息處理技術(shù)（如數(shù)據(jù)庫技術(shù)等）及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（Intranet & Internet 技術(shù)）實現(xiàn)信息的融合、共享、遠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)，如RFID飛機維修管理系統(tǒng)。

RFID飛機維修工具管理工作原理圖

4. 系統(tǒng)總體規(guī)劃和設(shè)計

銓順宏在前面介紹的理論基礎(chǔ)上，分析了飛機維修工具管理的現(xiàn)狀，并且針對維修工具管理的需求，提出了基于RFID的飛機維修工具管理系統(tǒng)的設(shè)計方案；描述了本系統(tǒng)的總體構(gòu)架及其需求分析；還詳細地給出了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計，并描述了工具管理操作的完整流程。

4.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)本文的核心基礎(chǔ)是無線射頻識別技術(shù)。銓順宏結(jié)合現(xiàn)有飛機維修工具管理方法的飛機維修工具管理系統(tǒng)主要由手持電子標(biāo)簽讀寫器、工具電子標(biāo)簽、維修人員電子標(biāo)簽、主機管理系統(tǒng)四大部分組成。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖：

RFID飛機維修工具管理系統(tǒng)架構(gòu)圖

系統(tǒng)主要采用有銓順宏RFID 發(fā)卡器、RFID 固定式讀寫器、RFID 手持機、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，固定式讀寫器來實現(xiàn)工具的批量出入庫管理，在盤點的時候可以采用手持機管理。

固定式的讀寫器安裝在工具庫門的兩側(cè)，構(gòu)成掃描通道，當(dāng)貼有標(biāo)簽的工具通過大門時，讀寫器讀取工具的電子標(biāo)簽相關(guān)信息，把數(shù)據(jù)上傳給后臺中心數(shù)據(jù)庫，中心數(shù)據(jù)庫對相關(guān)的信息進行處理，進行記錄，從而實現(xiàn)對航材的管理。

RFID手持機是倉庫管理員用來盤點庫存工具，或者進行一些移動數(shù)據(jù)采集作業(yè)。手持機讀到的數(shù)據(jù)信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳到后臺中心數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的相關(guān)交換。

4.2 系統(tǒng)流程

4.2.1 發(fā)卡系統(tǒng)

發(fā)卡系統(tǒng)是用來將工具信息與電子標(biāo)簽信息綁定，并錄入到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。主要方式是使用 RFID 發(fā)卡器，將工具信息進行編碼后寫入到電子標(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?/font>

RFID 發(fā)卡器,電子標(biāo)簽綁定到工具流程

4.2.2 工具借用

借用是工具使用的開始，是指維修人員根據(jù)實際生產(chǎn)情況，提出借用工具的需求，經(jīng)過維修人員找到工具、讀取工具信息進行登記、生成工具借用單、借出工具等一系列使用環(huán)節(jié)構(gòu)成的操作過程。這里借出工具主要是對工具從工具庫借出到維修人員使用而言，要對其進行查找、登記、借出等操作處理。工具借出流程如下：

RFID工具借出流程

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內(nèi)，如果查找結(jié)果為所需工具均有庫存，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)過庫門時，批量讀出所有借出工具的信息并進行登記，生產(chǎn)工具借用單，給出提示，并由維修人員核對無誤后借出工具業(yè)務(wù)完成。

4.2.3 工具歸還

工具歸還主要負責(zé)登記歸還工具時的工具信息與借用單上的信息相對應(yīng)，如果有工具損壞再填寫工具損壞報告單轉(zhuǎn)入工具存儲管理流程。

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，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：

RFID工具歸還流程圖

該流程操作與工具借出類似，由維修人員攜帶需歸還工具通過庫門掃描通道，系統(tǒng)自動讀取所有工具信息，并在后臺與借出單核對，歸還結(jié)果交由維修人員確認(rèn)后，自動關(guān)閉工具借用單，完成工具借還過程。

4.2.3 工具盤點

工具盤點主要是由倉管人員定期對庫存工具進行清點盤存的作業(yè)。倉管人員將系統(tǒng)中的庫存工具清單下載到RFID手持機中，持手持設(shè)備，到相應(yīng)的庫房對工具進行清點。

RFID手持機,庫房,工具盤點

4.3 關(guān)鍵設(shè)備部署

在各存放工具的庫房門口部署RFID固定式讀寫器，同時根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進行射頻規(guī)劃，最多支持在左右安裝四個天線，形成掃描通道。在安裝有電子標(biāo)簽的飛機維修工具單個或批量進出各庫房大門時，系統(tǒng)實時統(tǒng)計進出各倉庫的工具信息，實現(xiàn)對工具信息的實時管控。

RFID固定式讀寫器,天線,RFID電子標(biāo)簽,工具倉庫信息統(tǒng)計

存放在庫房內(nèi)的工具，當(dāng)需要階段性資產(chǎn)盤點時，可通過RFID手持設(shè)備批量、遠距離讀取庫房內(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。

RFID手持機,RFID庫房,工具,RFID資產(chǎn)盤點

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

5.核心設(shè)備選型

5.1 RFID讀寫器

ThingMagic M6e 超高頻RFID讀寫器具備 750 標(biāo)簽/秒的高速讀取能力，滿足維修工具應(yīng)用對多標(biāo)簽處理能力的要求，同時，ThingMagic M6e 作為四通道讀寫器，最多可同時連接 4 路天線工作，覆蓋范圍更廣，更低成本即可實現(xiàn)最大量標(biāo)簽的實時監(jiān)控、跟蹤。ThingMagic M6e 具備超強的抗干擾能力，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)備長期不斷電穩(wěn)定運行，適合飛機維修系統(tǒng)對設(shè)備穩(wěn)定性的要求。

RFID讀寫器,四通道RFID讀寫器,ThingMagic集成超高頻RFID讀寫器,M6e

5.2 手持設(shè)備

本系統(tǒng)中，手持設(shè)備主要用來進行貨物信息的快速識別、定位和盤點，其涉及到的功能比較多，應(yīng)用范圍廣，這就對設(shè)備中的 RFID 讀取模塊提出了更高的要求。

ThingMagic M6e-Micro，一款采用超小型模組結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(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。它對標(biāo)簽的讀取速度高達 750 標(biāo)簽/秒，功耗低，接收指令后反應(yīng)快速。同時，其擁有超群的多標(biāo)簽防碰撞算法，特別適用于倉庫盤點；其特有的-5dbm 到+30dbm 的可調(diào)功率，可方便的應(yīng)用在貨物精確定位上，對快速的查找指定貨位提供了保證。

RFID模塊,超高頻RFID 模塊,M6e-Micro-LTE

5.3 RFID盤點箱

超高頻RFID盤點箱是一款基于無線射頻識別RFID技術(shù)，專為珠寶首飾、貴金屬快速盤點打造的，以自動識別和信息化管理為目標(biāo)的智能化設(shè)備。該設(shè)備搭載ThingMagic高性能的M6e模組，接收靈敏度高、識別速度快，多標(biāo)簽處理能力強。

箱體內(nèi)接四路天線，空間全覆蓋，識別無死角，同時采用金屬殼體，充分利用材料特性，最大限度的提升設(shè)備的讀取能力，克服珠寶、貴金屬等物品本身材料帶來識別困難的問題，并能從容應(yīng)對小標(biāo)簽、弱標(biāo)簽的讀取挑戰(zhàn)，使RFID盤點箱具備整箱單次盤存超過400PCS物品的能力，為珠寶、貴金屬等行業(yè)提供高效、簡便的資產(chǎn)盤存新方式，大幅提升盤點效率，縮短盤點時間，提高資產(chǎn)的保全能力。

RFID智能盤點箱,超高頻RFID智能盤點箱,RFID工具盤點

四大核心優(yōu)勢

高性能讀取核心 ——基于嵌入式內(nèi)嵌ThingMagic-M6e高性能模組，具備讀取速度快、靈敏度高，多標(biāo)簽讀取能力強等典型特征；

大容量支持更大盤存量——盤點箱擁有超過350x250mm的內(nèi)部空間，配合ThingMaic高性能模組，可提供單次超過400PCS的盤點量。

便攜式設(shè)計——盤點箱采用便攜式把手設(shè)計，不受時間空間的限制，滿足任何場景下的盤存需求。

全金屬磁吸式屏蔽簾——采用金屬纖維編織屏蔽簾，內(nèi)部逢制磁鐵片，屏蔽簾放下可自動吸附在金屬壁上。操作便捷，屏蔽效果優(yōu)良。

5.4 工具車

銓順宏智能工具車是一種基于無線射頻識別RFID技術(shù)，并利用現(xiàn)代計算機技術(shù)、無線傳輸技術(shù)實現(xiàn)自動識別和信息化管理于一體的智能化硬件解決方案。該方案在傳統(tǒng)工具的基礎(chǔ)上進行改進，保留工具車原有全部屬性，集成ThingMagic核心模組，性能優(yōu)異，讀取穩(wěn)定可靠，應(yīng)用于可移動式盤存讀取，可實現(xiàn)工器具的快速領(lǐng)用、歸還、清點，同時，工器具遠程可監(jiān)控，大大提高工具的使用安全性。

RFID工具車,RFID智能工具車

技術(shù)特性

5.4.1 內(nèi)嵌ThingMagic-Micro高性能模組，具備讀取速度快、靈敏度高，工具信息批量獲取能力強等典型特征；

5.4.2 可全自動記錄工具的取用情況，免人工登記操作，提高效率，減少出錯率；

5.4.3 一鍵盤點，快速實現(xiàn)工具車內(nèi)所有工具的盤存；

5.4.4 未歸還工具預(yù)警，快速鎖定未歸還工具，提醒及時處理，避免工具丟失以及可能造成的安全隱患；

5.4.5 工具使用記錄可查詢，使用人員信息可追蹤；

5.4.6 工具車自帶大容量可充電電池，可持續(xù)工作時間長，滿足全天候工作要求；

核心功能

RFID工具車能最大限度的簡化工具借還使用流程，簡化操作，提高效率；

能有效預(yù)防和減少工具的丟失，更能避免因工具遺留作業(yè)現(xiàn)場帶來的安全隱患；

RFID工具車的應(yīng)用，能有效減少人工操作，減少差錯率，避免庫存缺失或管理疏忽;

追蹤和定位遺失的工具;

通過降低工具更換成本，管理的時間成本以及效率的提高而達到適當(dāng)?shù)耐顿Y回報。

應(yīng)用場景

RFID電力,航空,高鐵,鐵路軌道工具車應(yīng)用場景

聲明：該文為銓順宏原創(chuàng)，如想轉(zhuǎn)載請聯(lián)系我們，偽創(chuàng)必究。

深圳市銓順宏科技有限公司（http://taishans.cn.cn/）作為 RFID 領(lǐng)導(dǎo)品牌--ThingMagic 代理商，在向各大運營商、集成商提供 ThingMagic 全系列產(chǎn)品的同時，公司也一直以專業(yè)的技術(shù)團隊和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，為廣大客戶提供全面的RFID設(shè)備解決方案建議和高質(zhì)量的售后服務(wù)。公司核心技術(shù)團隊均有多年的RFID領(lǐng)域從業(yè)經(jīng)驗，基于ThingMagic產(chǎn)品，可靈活的根據(jù)客戶需求，提供最合適的硬件選型和系統(tǒng)設(shè)計建議。目前，公司配合各大運營商、集成商已成功的將 ThingMagic RFID 設(shè)備，運用在珠寶管理、生產(chǎn)制造、倉儲管理、航空航運、服裝零售、防偽溯源等多個領(lǐng)域各種應(yīng)用中。更多產(chǎn)品及解決方案，請訪問公司官方網(wǎng)站 taishans.cn。