航空部附件圖像識別輔助維修設備應用及探索

譚濤

摘要：基于當前航空部附件的修理模式，結合航空修理產品維修流程以及數字化圖像識別技術，以實現航空裝備數字化修理高效、零人為差錯目標為前提，對航空部附件圖像識別輔助維修設備的應用進行闡述，為加快推動航空裝備數字化高效維修和圖像識別技術提供一定理論參考。

關鍵詞：航空維修；部附件；圖像識別

Keywords：maintenance；accessories；image recognition

0 引言

當前，隨著國內外信息化、數字化的快速發展，無人車間、數字化工廠越來越成為企業的主流發展方向，傳統的航空維修模式面臨的沖擊也越發加劇。“一站式”修理、“流水線”作業模式、數字化高效可溯源維修等正逐步走進航空修理企業，一場數字化、信息化航空維修理念的變革正在悄然展開。本文針對航空維修產品類別及維修相關注意事項，提出一種航空部附件圖像識別輔助維修設備并對其進行探討，希望為航空修理走向高效、快捷、數字化維修提供一定的理論參考。

1 圖像識別輔助維修設備工作原理

圖像識別技術是信息時代、數字化時代的一門重要技術，其發展經歷了三個階段：文字識別、數字圖像處理與識別、物體識別，主要工作過程可簡單分為信息的獲取、預處理、特征抽取和選擇、分類決策等。其中，信息的獲取是指獲取研究對象的基本信息，并通過某種方法將其轉變為機器能夠識別的信息；預處理主要是對圖像進行處理，包括去噪、平滑、變換等，從而加強圖像的重要特征；特征抽取和選擇是指對圖像所具有的有用信息及本身特征進行識別和提取；分類決策是指在特征空間中對被識別對象進行識別比對和分類，從而更好地識別所研究的對象具體屬于哪一類。本文所應用的圖像識別技術是基于神經網絡算法的一種圖像識別方法，其工作原理如圖1所示。

2 圖像識別輔助維修設備應用及主要解決問題

當前航空部附件產品的維修模式可分為預防性維修、修復性維修、改進性維修和基于狀態的維修，其中，各航空修理企業中針對預防性維修和修復性維修的比重較大，但是其基本維修程序大體相似，如圖2所示。

為滿足航空部附件數字化高效、精確維修，減少人為差錯，借鑒以往的航空維修程序步驟，結合已有的圖像識別技術，對傳統紙質工藝內容重新構架、優化，明確一線操作員工對產品分解的流程，理清產品各零備件修理準則，規范產品裝配順序，針對易出現的部附件產品錯裝、漏裝等問題進行規避，特搭建并應用一種新型圖像識別輔助維修設備。該設備的硬件部分主要由可調感光平臺、自動調焦相機、輔助相機、電腦、腳踏切換觸板以及外置音響等組成；內部程序可視部分主要將傳統航空維修各環節流程依次植入其中，并分列為不同的界面，包括產品性能原理概述、產品故檢注意事項及常見故障模式、產品分解注意事項、產品修理及各部附件需注意的測量位置和表面處理等情況、產品裝配環節的建立以及最后產品試驗等相關要求。

當航修部附件產品經轉場運送到各修理崗位時，首先，通過圖像識別輔助維修設備進行產品信息的錄入，并針對其故檢狀態，按維修流程提供相關產品故障模式下的解決辦法。其次，按工藝操作要求指導操作人員對產品依次進行分解，每分解一步，電腦界面都會一一顯示所對應的相關零件，直至分解完成。在對零部件進行清洗、探傷檢測等一系列處理后，進入產品修理環節，操作人員每修理一個零部件，都可在圖像識別輔助維修設備的識別幫助下進行對應的零部件信息識別，直接提取該零部件維修時所需的注意事項，并以文字加圖片的形式展現，如是否允許出現輕微劃傷，彈簧對應的測力、測距，相關零件是否需要進行表面處理，是否為必換件等。然后，產品進入裝配階段，該階段對于航修產品的正確性以及修復后產品的使用性能極為關鍵。航空維修工藝對每一件產品的安裝順序、安裝力矩等均有一定的管控要求，操作人員將修理后的零部件置于圖像識別輔助維修設備的感光平臺上，通過設備內部的圖像識別程序將實物與設備預置好的樣本圖片進行比對，并呈現于電腦顯示屏上，外置音響還伴隨提示音，可確保其安裝順序精準無誤，避免人為差錯的發生。

3 圖像識別輔助維修設備軟件系統設計

圖像識別輔助維修設備的軟件部分由神經網路圖像識別技術和人機交互界面兩部分組成，主要針對當前航修部附件產品易出現的人為差錯等問題進行規避。程序界面簡單，便于操作人員的直接操作及更正，其中的裝配階段控制流程圖如圖3所示。

4 圖像識別輔助維修設備后期應用開發

圖像識別輔助維修設備下一步的開發及應用主要集中在航空部附件數字化結構工卡及其與數采量具的結合上。產品擺放到位，數據尺寸信息實時記錄傳遞，可真正實現“一站式”修理、“一體化”作業模式，減少維修中傳遞、運送、線下記錄等非精益運行狀況的出現。相信未來圖像識別技術將會更加強大、更加智能，在更多領域帶來重大的應用。

5 結束語

航空部附件圖像識別輔助維修設備的應用是實現航空維修數字化的一種方式。通過對現有技術的結合，打破傳統航空修理模式，不僅提高了維修效率，減少人為差錯的發生，同時也開拓了航空維修數字化結構工卡發展的新方向。但是，航空維修數字化的實現不是一朝一夕就可以完成的，還需要在實現部附件修理局部數字化后，再實現各系統數字化的集成，從而實現部附件修理的全數字化應用。相信隨著科學技術的發展，航空維修事業將會迎來新的發展變革。

參考文獻

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