物聯網在飛機裝配系統中的應用研究

崔麗娜 范軍華

摘? ?要：在物聯網時代，加強物聯網技術的應用能夠推動行業的轉型發展，解決行業發展難題。而在飛機裝配制造領域，應用物聯網也可以解決飛機裝配難題。基于這種認識，該文結合飛機裝配系統未來智能化的發展趨勢，提出加強物聯網在飛機裝配系統中的應用，從而實現飛機裝配過程的智能化管理，促使飛機裝配質量和效率得到提高，進而有效推動航空制造業的智能化發展。

關鍵詞：物聯網;飛機裝配系統;感知層

中圖分類號：TP316? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著傳感器技術、網絡技術等各種技術的發展，物聯網滲透到了各行各業當中。而在航空領域，需要依靠物聯網技術優化航空制造生產方式，推動飛機智能制造模式的發展。就目前來看，飛機裝配具有較大難度，現有飛機裝配系統難以滿足飛機智能制造的需求。因此，加強物聯網在飛機裝配系統的應用研究，通過打造物聯網飛機裝配車間推動飛機智能制造技術的發展。

1 飛機裝配系統的發展分析

從飛機結構組成上來看，包括機頭、機身、機尾3個部分，單機身又可以劃分為前機身、中機身、中后機身和后機身，各部分需要采用相應的接頭對接。在飛機裝配過程中，需要在固定裝配位置上進行大量機體結構零件的準確安放，然后在固定順序下采用一定的方法實現各種鍛件、組合件和板件的連接，最終形成完整的飛機部件。不同于一般的機械產品，飛機裝配結構復雜，涉及零件種類較多，僅殼體上鈑金零件就多達萬件，標準件的數量更是難以估算，需要提供專門附件、零件、半成品等配件。飛機零部件形態大小各異，裝配過程中對零部件結構性能和精度有較高要求，所以需要確保物料能夠得到準確配送，以免裝配過程中出現錯誤或影響飛機裝配效率。采用飛機裝配系統，需要根據相應工藝環節飛機裝配要求進行相應零件及工裝的配送，實現飛機裝配過程的自動化和數字化管理，從而達到飛機裝配質量精度的要求，提高飛機裝配效率。但就目前來看，飛機裝配系統存在數據采集手段落后的問題，無法及時進行裝配過程狀態的反饋，因此難以實現裝配要素的有效配置，導致飛機裝配效率和質量受到影響。因此在信息化時代，需要將物聯網、大數據等技術引入飛機裝配系統中，實現系統自感知、自執行和自決策，從而加強飛機智能裝配技術的應用，打造智能裝配車間，推動航空制造業的發展。

2 物聯網在飛機裝配系統中的應用

2.1 物聯網應用思路

從總體上來看，飛機裝配系統由物料配送系統和多個離散裝配站構成，所以物料配送管理至關重要，能否將正確物料及時、準確地配送到相應的裝配站，關系到飛機裝配效率和質量。在飛機裝配系統中應用物聯網，需要通過建設系統感知網絡完成各種裝配信息的采集工作。將采集到的數據傳輸到系統中，能夠實現各種裝配要素的有效分析，結合裝配工作進程進行要素的合理配置，確保飛機裝配工作可以順利開展。在系統監督下，飛機裝配狀態能夠得到有效管理，繼而使飛機裝配質量得到保證。

在實際工作中，物聯網需要對裝配零部件信息、物料信息、設備信息和裝配站信息等各種信息進行采集，借助物聯網完成裝配車間各種資源信息的獲取，從而及時獲取需要配送的物料數量、類型，確認裝配設備狀態，掌握裝配站工作進程。通過網絡系統，將信息傳輸到應用層物料配送系統，能夠實現各種數據的統一處理，制定科學的配送任務，實現飛機自動化裝配控制管理。在感知網絡建設過程中，考慮到飛機裝配涉及的要素眾多，需要采用有效標識技術進行各種要素的識別，從而使配送物料的正確性得到保證。系統工作過程中將產生大量數據，所以需要完成高效地傳輸網絡建設，確保采集到的實時數據能夠得到及時傳輸，為系統數據分析提供支持。此外，系統需要配備有效數據利用平臺，對采集到的數據進行科學處理，使飛機裝配過程得到有效管理。

2.2 物聯網應用架構

結合飛機裝配系統物聯網應用思路，可以實現物聯網應用架構的合理設計。具體來講，就是將系統網絡架構劃分為4層，即物理感知層、網絡傳輸層、數據存儲層和應用層。

感知層作為系統網絡架構最底層，起到了至關重要的作用，需要對飛機裝配各種要素信息進行采集，象物料信息、裝配站工藝信息等。為此，需要完成多個傳感器節點的設置，采用各類傳感器、RFID設備、掃描槍、電子標簽等進行要素感知，達到數據采集的目的。利用工控機、人際接口等設備，能夠將采集到的數據傳送到網絡傳輸層。

網絡傳輸層負責進行系統數據傳輸，能夠與系統各層網絡連接，包括以太網、無線網、互聯網等，確保系統數據能夠得到正常傳輸。系統獲得大量采集到的數據信息后，需要利用數據存儲層進行飛機裝配相關數據的存儲。

存儲數據可以劃分為3類，即基礎數據、過程數據和統計數據。其中，基礎數據包括裝配文件數據等靜態數據，需傳遞至裝配現場，利用產品數據庫存儲。過程數據主要是感知層采集到的物料數據、工藝數據等，屬于動態數據，需要分別利用物料數據庫、工藝數據庫等不同數據庫存儲。統計數據為系統處理各種數據得到的數據，需要以檔案形式存儲到檔案數據庫中。

系統應用層負責實現數據利用，能夠根據分析得到的信息實現生產調度管理，實現飛機裝配過程的跟蹤監控，加強物料配送管理，為飛機裝配工作的開展提供支持。

2.3 物聯網應用實現

實際應用物聯網進行飛機裝配系統改進時，需要加強裝配車間感知環境的構建。具體來講，就是要采用多元感知技術對車間各類信息進行采集。針對飛機裝配零部件，需完成RFID編碼，加強裝配進程監控。針對需要的物料，同樣需要進行RFID編碼，確保物料信息能夠得到及時采集。針對車間使用的各種裝配設備，需要采用傳感器確定設備工作狀態和實時位置，通過準確定位確保物料運送至指定位置。針對裝配站，需要根據裝配工藝要求對站位工作情況和物料消耗情況進行確認，利用可視化終端加強監管管理，確保物料請求能夠得到及時發送。在感知環境建設中，需要為各類資源配置信息識別元器件，然后配備讀寫器、掃描器等能夠感知信息的設備，確保物聯網能夠順利識別各種要素信息，然后利用網絡通信實現信息共享。在數據傳輸和存儲方面，考慮到采集到的數據類型各異，還要采用中間件技術進行數據過濾和格式轉換，確保數據能夠得到有效傳輸和管理。在數據利用方面，應用層需要獲得模型支持，即通過系統模型調用實現各類數據集成處理。

通過與飛機裝配車間的各種信息系統對接，裝配系統能夠對更多信息進行集成。經過系統運算，能夠實現最優配送任務的排列組合，結合飛機裝配車間特點提出相應的配送方案，然后進行物料配送和下發裝配指令。利用相應渠道，可以將處理結果返回終端，對飛機裝配過程和質量進行管控。在執行配送任務的過程中，系統也能根據物聯網反饋的信息提供實時導航，確保飛機裝配任務順利執行。

3 結論

針對飛機裝配存在過程不透明、生產信息反饋滯后等問題，采用物聯網加強飛機裝配過程中各種要素的感知，能夠實現飛機裝配過程的可視化管理，加強飛機裝配狀態的有效監控。而結合實時采集信息實現飛機裝配自動化管理，能夠高效完成飛機的裝配任務，保證飛機裝配質量，因此能夠實現智能裝配車間打造，繼而有效推動航空事業的發展。

參考文獻

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