航空机务维修工具的显色寻找和高效管理.doc

民航信息系统概论 论文
中国民航大学本科生《民航信息系统概论》大作业
航空机务维修工具的显色寻找和高效管理
Aviation Aircraft Maintenance Tools To Find And Efficient Management Of Chromogenic
班 级:100241114
专 业：信息与计算科学
学生姓名:李 娜
学 院:理学院
2013年 5月
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航空机务维修工具的显色寻找和高效管理
李 娜
摘 要:现在航空公司不断扩大规模,不断引进新机型，工具数量日益增多，品种日趋繁杂，机务维修工具遗失后难以快速寻找以及工具借出、归还、识别等过程程序繁琐效率低的问题，提出了以下三种解决方案。首先，针对维修工具遗失如何快速寻找问题，我们提出为维修工具局部着色的想法，要求所着颜色醒目易识别且着色层抗腐蚀不易脱落。该方案成本低,可操作性强，易于推广使用。 其次,为高效管理维修工具，避免借还工具中繁琐的人工登记过程，以及杜绝工作人员因工具丢失而上交同样规格替代品的现象,提出了激光标刻与二维条码相结合的维修工具直接标识方法，为维修工具建立一个信息库，实现了条码识别设备和维修工具管理系统的集成，从而实现维修工具的高效数字信息自动化管理。此外,为防止条形码磨损划伤而造成的条形码无法识别以及纸质条码容易脱落的问题，我们还提出了用激光直接在工具表面标刻代码的方案，利用专用条码识别工具,实现利用标刻代码来获取工具的相关信息，提高工具管理效率。期望通过此研究可以解决目前航空维修工具管理的问题。
关键字：激光标刻 条形码识别 代码识别 工具着色 航空维修工具管理
Aviation Aircraft Maintenance Tools To Find And Efficient Management Of Chromogenic
Summary:Airlines are now expanding the scale， the introduction of new models， tools， increasing number of varieties are becoming more complex， aircraft maintenance tools as well as after the loss is difficult to quickly find tools lend, restitution， recognition process cumbersome problem of low efficiency program， made the following three solutions。 First, for the loss of how to quickly repair tools to identify the problems, we propose to repair tools tint idea requires that the eye—catching colors easily identifiable and easy to fall off the colored layer corrosion。 The program of low cost, easy to operate， easy to promote the use of。 Secondly, for the efficient management and maintenance tools， to avoid borrowing and tools tedious manual registration process and to prevent loss of staff due to tool and handed the same specifications as substitutes phenomenon, a two—dimensional bar code laser marking with a combination of maintenance tools direct identification method for the establishment of an information database maintenance tools to achieve a bar code identification equipment and maintenance tools to manage systems integration, maintenance tools in order to achieve an efficient automated management of digital information。 Moreover， to prevent scratches caused by wear and tear bar code is not recognized， and easy to fall off the paper， we also raised directly on the tool surface with a laser marking code program, using a dedicated bar code recognition tools to achieve the use of marking codes to obtain information about the tools to improve management efficiency tool。 This research can be expected to solve the current problem of aviation maintenance management tool。
Keywords: Laser Marking Bar Code Recognition Code Identifies Tools Coloring Aviation Maintenance Tool Management
目 录
引言 …………………………………………………………………………1
第1章 机务维修工具管理现状……………………………………………2
1。1 利用标识管理工具 …………………………………………………2
1。2 基于RFID的机务维修工具管理…………………………………3
1。3 基于条形码的机务维修工具管理…………………………………3
第2章 工具的着色和激光标刻条形码及代码……………………………5
2。1 工具的着色…………………………………………………………5
2。2 条形码 ………………………………………………………………5
2.2.1工具信息编码…………………………………………………5
2。2.2激光标刻 ………………………………………………………6
2。2.3条码识别………………………………………………………6
2。3 代码的制定…………………………………………………………7
结论 …………………………………………………………………………8
参考文献 ……………………………………………………………………9
引 言
在现代民航系统中，工具的管理是否科学，在很大程度上决定了航空维修的可靠性与工作效率的高低。同时，工具设备的管理是航空维修工作正常进行的物质先决条件，是航空安全的重要保证。可以说，对工具、设备管理和应用的能力是体现现代航空维修企业维修水平的一个重要标志.
众所周知，工具对于机务维修是不可或缺的。就维修飞机而言，需要借助到各种工具,仅拆卸螺钉的螺丝刀头就有几十种之多，其他诸如扳手、套筒、剪钳、鱼口钳等工具也是种类繁多，更别提一些仅用于某项特殊工作的特种工具设备了。在这些工具中，最小的工具如开口销，一旦掉在某个接缝处或者卡槽里,不仔细看根本难以发现。 工具丢失绝不是重新换一个工具这样简单的事，更不能持有丢了就丢了的无所谓的态度，对于飞机安全而言,丢失工具是对于飞机安全性的一种潜在威胁。当工具遗失在飞机上而不知就放行飞机，会造成飞机带外来物飞行的严重差错,而当该遗失工具对飞机安全造成影响的时候，其后果就可想而知. 所以，机务维修工具的寻找显得尤为重要,给金属染色可以解决工具的易于识别问题。这其中涉及染色剂的选取及染色的方法和条件等工艺技术问题.力求通过实验,解决染色剂耐磨损、抗氧化、抗油污、易着色等特性。
第一章 工具管理现状
随着我国民航事业的不断发展，各航空公司的机队规模不断扩大,所需维修工具的品种和数量也日益增多．这就使维修工具的使用、管理面临很多新的问题，而这些问题时刻威胁着民航的安全．其中问题集中体现在工具设备出借和归还效率低,所需工具设备的分类归位、查找都需人工完成，耗时耗力且受人为因素影响巨大．随着现代民航飞机所需维修工具种类的增多，仅仅依靠人工管理费时费力且受人为因素影响巨大．如何提高工具设备管理的现代化水平，是我国民航机务维修系统急需要解决的一个难题。
1.1利用标识管理工具
目前，国内已经有利用标识来识别管理机务维修工具的方法，其主要是在工具表面用模子或手工刻上标识.这种方法能解决机务之间互借工具归还时用其它工具顶替的问题，也相应的增加了飞机的安全系数，但是上述方法无论是标刻还是识别工作效率低下，不符合民航维修科技发展的需求.目前，常用的信息采集与标识技术手段包括条码技术、射频技术和直接标识技术。射频识别(RFID）技术在生产领域的典型应用是跟踪生产装配过程.RFID技术用于刀具的识别也有一些文献报道，有的应用E5550射频卡识别工具，有的提出了数控加工中工具RFID技术的实现方法，然而RFID用于工具的标识有很大的局限性.首先,对于小尺寸的工具来说，要选择合适的电子标签，并将其嵌入到刀具中是非常困难的；其次，电子标签被嵌入工具之后,可能会改变维修工具的物理参数。直接标识（DPM）技术是近年来国外的重要研究方向.DPM 指直接在物体表面标识机器可识别的代码。90年代末以来，美国航空航天局、国防部与工业界（如波音、空客、AIM 等）一起研究和试验零件直接标识方法。经过五年多的努力,最终选定点撞击、电化学标识、直接激光标刻、墨水喷射等作为零件的主要标识方法，DPM 技术正在全球包括汽车、电子、航空航天等领域的许多企业如波音、空客、劳斯莱斯、通用电气综合国内外标识技术的研究，本文提出采用直接激光标刻和条码技术实现工具的直接标识,实现维修工具生产加工过程的信息采集和信息追踪。
1.2基于RFID的机务维修工具管理
目前研究的热点集中在将RFID引入到机务维修工具管理中来。德国汉莎和全日空都尝试性的引入了基于RFID的工具设备管理系统。其中全日空引进并运用NEC公司的先进自动辨识技术UHF射频RFID所建构的飞机维修工具进出管理系统LEVETSYSTEM,并已于日本国内线的羽田国际机场和东京成田国际机场展开运作.但是该系统主要是对飞机上的16种，约2400组无线发报器、闪光灯等维修用工具、手册、车辆钥匙以及维修人员名牌等加装UHF射频RFID标签利用闸门型RFID读取机来读取标签上的资料。从相关文献上来看,该技术并未将机务维修的核心工具，例如扳手、套筒等基础工具纳入RFID管理系统.而正是这些工具才是机务维修工具管理系统实现的难点所在。
1。3 基于条形码的机务维修工具管理
与此同时，条形码技术已经相当完善了，并已被应用到人们生活和消费的方方面面。有数据显示，全球每天有50亿件商品接受条形码扫描.无数的公司依赖条形码获取库存数据，它节约的时间和人力更是难以计数。所以，条形码无疑是机务维修工具的一张有效的“身份证”.传统的手段是将条码打印出来粘贴在航空工具或其承载物表面，依靠条码识别设备，采集相应的信息。由于纸制条码易于破坏、污损，而且对于航空维修工具管理来说，条码标识与工具分离，不能实现工具数据自动采集和工具使用过程的准确跟踪控制。并且将每一个工具都贴上一张条形码是很不方便的方法，所以我们用激光的技术在每个工具上刻上条形码。对应不同表面粗糙度的工具，激光标刻条码深度值范围为0．005 mm～O．012 mm，这种深度对于工具性能基本上没有影响,相反的，经过激光处理过的金属硬度还会增强，该项方案已被成功应用于汽车与航空制造领域，借助专用条码识别设备，可实现工具的微机化管理。
该项目立足民航机务维修业，旨在帮助机务维修人员更加方便，高效，有序的寻找和管理维修工具。一旦该项目研制成功，并投入航空工业使用,将是航空机务维修人员一个巨大的福音，而且能减少航空公司不必要的经济损失。该项目的创新点在于采取将维修工具合理的着色及将维修工具打上唯一的条形码.将维修工具合理的着色，就像给工具穿上了一层“华丽外衣"，这在全国乃至全世界都是首创,这样在黑暗等不利的条件下就能方便维修人员收回及寻找工具，能有效避免维修工具落在飞机上而久久找不到的情况。将维修工具打上唯一的条形码，从而代替如今的模子刻印法,能够极大地缩减生产成本，并且在工具性能上还有所提高.而且条形码就像是维修工具的 “身份证”,能实现对数量巨大,种类繁多的工具进行高效管理，对频繁的出入库操作进行简化，对使用中的工具进行追踪，从而能从源头上避免了维修工具丢了而找其他相同工具替代的现象,避免工具使用出现混乱。
第二章 工具的着色和激光标刻条形码及代码
2.1工具的着色
（1)使用颜色醒目的涂料。根据民航常识可知黑匣子并不是黑色而是橘红色,即橘红色是在恶劣环境下最醒目的颜色,那么就选定与黑匣子一样的颜色的橘红色涂料。
（2）研究耐腐蚀耐高温的涂料。由于机务维修环境的特殊性,不可避免有油污等有机物,这就可能造成工具涂层被腐蚀的问题。为解决工具使用过程中颜色涂层可能会被油污等有机物以及氧腐蚀、以及在高温下性质发生变化、性能下降的问题。 首先,要先探测现阶段各种耐高温耐腐蚀涂料的性能,先选定性能符合的涂料。然后，对于不同的涂料，进行耐腐涂料防腐能力的探究实验.根据表面观察法观测其在不同的温度、不同PH下在油污环境中涂层表面被腐蚀的程度。设定不同的温度不同的PH、不同的油污下的实验，记录数据，根据实验做出表格，并画出变化曲线，进行对比，从而选出最耐腐蚀耐高温的涂料。
(3)寻找强吸附力的涂料,加强涂层的结合度，并进行物理强度实验。对于选定的涂料进行着色实验，对着色后的实验工具进行物理强度实验,即通过敲打、摩擦等方式，对工具漆层进行强度及结合度的实验，检验工具的着色后的结合度.设定不同的力，进行敲打,记录涂层脱落所需要的时间.记录数据,做出表格，画出图表.选定不同粗糙面的工具进行摩擦，记录涂层脱落所需时间，同样记录时间，做出表格，并画出表格。
（4)研究着色的方式。由于是在金属的表面着色，必然会有易脱落的问题存在，因此，要采用特殊的方法进行着色。可以选定用高温着色的方法,即用高温烤箱对涂层进行烘烤,设定不同的温度，研究温度对着色的影响，记录相应的数据，并做出表格及图表，从而寻找着色的最佳温度及最佳的着色时间。
2。2条形码
2。2。1工具信息编码
(1)明确条形码所应包含的信息量.根据航空维修工具所在的机型、工作岗位、工具箱、工具类型适当的编号,将所有的信息都保存在数据库内 ,以便由条形码识别系统来随时提取。条形码所表示的信息越多越能随时获得这些信息。但是条形码标签的尺寸随之增大，识读所需的处理时间也随之增加.因此，在应用条形码技术之前，必须合理地确定条形码所应包含的信息量。
(2)定义条形码的编码规则。一个完整的条形码是由两侧空白区、起始字符、数据字符、校验字符和终止字符以及供人识读字符组成。
（3）按用户所选择的码制。进行初始化编程，依次设定条形码码制,数据传输速率，条形码字符长度，定义奇偶校验位等。
(4）经过初始化编程 。可将用户信息转换成相应的码制．再通过数据库查询把码字转换成对应的条空相问的符号字符。最后在计算机上将那些条空绘出，即生成了条形码图像。
（5)获取全部码字信息.当脉冲数字信息传送到译码器时，黑白色的分界点横坐标的差值就是条空的宽度，除以单位模块宽，即可得符号字符,获取全部码字信息。
（6）码字信息送入计算机系统.在数据库中查询码字一信息对照表。即可显示出该条形码的信息了

2.2.2激光标刻
2.2。2。1条形码标刻深度
实验研究工具表面条码的标刻方法，选定用激光标刻条形码。为防止条形码标刻深度对维修工具的物理性能的影响，通过刻制不同深度的条形码，研究不同深度对条形码识别以及工具物理性能的影响，试验最佳深度。根据所查资料显示，对应不同表面粗糙度的工具,激光标刻条码深度值范围为0．005 mm~O．012 mm。对于在此附近的深度进行分组试验,通过数据测试，数据分析图表处理，寻找最佳标刻深度.
2.2.3条码识别
2.2。3。1用专门的条形码识别工具进行识别
2。2.3.2划伤对条形码的影响
在机务维修环境下，难免会发生摩擦划伤，为探测不同划伤程度对条形码识别的影响，通过在条码上制作不同深度，不同密度的划痕，模拟划伤试验，对条码划伤对识别可靠性的影响进行研究.用特殊的条形码识别系统进行检测,研究不同划伤程度对条形码识别的影响。
2.2。3。3腐蚀对条形码的影响
由于激光标刻破坏了涂层的保护层,难免造成涂层性能的改变，对于激光标刻后的涂层进行腐蚀试验。把条形码放在不同温度，不同PH，不同油污环境下,在特定的时间段下,检测腐蚀的程度，并用识别系统检测,观察腐蚀对条形码的识别影响程度。对于不同环境下的腐蚀度影响，记录条形码的可识别度.根据实验，记录不同深度下划伤所呈现的识别度。
2。2。3。4数据处理
当工具被扫描后，经过处理，能够被计算机识别。
2.3代码的制定
为防止条形码损坏所造成的工具不可识别的现象，在维修工具上标刻代码，使之与条形码相对应，若条形码损毁或者识别度降低的情况下，代码可以起辅助作用,通过手工输入代码来实现工具的识别。利用英文字母与阿拉伯数字的有效结合,依据公司不同机型、不同工作岗位、不同工具箱、不同的工具类型，设计一套条码序号编制规则，便于公司相关部门对工具的有效管理。
结 论
本文所讲到的机务维修工具遗失难寻找，借还工序繁琐效率低的难管理问题。经分析实践证明，通过给工具涂层着色可以改善工具遗失后难以寻找的问题。通过为工具用激光标刻条形码和代码的方法能够高质有效的实现工具管理工作，节省了时间，节约了成本，提高了竞争力，具有很好的应用前景.
参考文献
【1】谢家雨，何建。基于虚拟仪器的机器视觉技术在航空维修工具管理的应用研究.西南民族大学学报 ，第37卷第4期，自然学版，2011；
【2】黄己酉。基于单片机的条形码识别系统在仓储管理中的应用。《商场现代化》，2008年1 2月(下旬刊）总第561期;
【3】王苏安，何卫平，张维，吴振,刘福广，席守模.刀具直接标刻与识别技术研究。维普资讯 ,第13卷第6期，计算机集成制造系统，2007年6月；
【4】机务维修工具防遗失装置,百度文库ppt；
【5】郎军成，翁兴伟，肖树臣,李相伟．基于RFID技术的工具设备管理系统研究【J】．航空维修与工程，2010(O3)：141-144；
【6】李俊生.航材管理系统的研究与开发【J】.中国民航学院学报，2003(S2)：79—84.