航空部附件圖像識(shí)別輔助維修設(shè)備應(yīng)用及探索

譚濤

摘要：基于當(dāng)前航空部附件的修理模式，結(jié)合航空修理產(chǎn)品維修流程以及數(shù)字化圖像識(shí)別技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)航空裝備數(shù)字化修理高效、零人為差錯(cuò)目標(biāo)為前提，對(duì)航空部附件圖像識(shí)別輔助維修設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)行闡述，為加快推動(dòng)航空裝備數(shù)字化高效維修和圖像識(shí)別技術(shù)提供一定理論參考。

關(guān)鍵詞：航空維修；部附件；圖像識(shí)別

Keywords：maintenance；accessories；image recognition

0 引言

當(dāng)前，隨著國(guó)內(nèi)外信息化、數(shù)字化的快速發(fā)展，無(wú)人車(chē)間、數(shù)字化工廠越來(lái)越成為企業(yè)的主流發(fā)展方向，傳統(tǒng)的航空維修模式面臨的沖擊也越發(fā)加劇。“一站式”修理、“流水線”作業(yè)模式、數(shù)字化高效可溯源維修等正逐步走進(jìn)航空修理企業(yè)，一場(chǎng)數(shù)字化、信息化航空維修理念的變革正在悄然展開(kāi)。本文針對(duì)航空維修產(chǎn)品類(lèi)別及維修相關(guān)注意事項(xiàng)，提出一種航空部附件圖像識(shí)別輔助維修設(shè)備并對(duì)其進(jìn)行探討，希望為航空修理走向高效、快捷、數(shù)字化維修提供一定的理論參考。

1 圖像識(shí)別輔助維修設(shè)備工作原理

圖像識(shí)別技術(shù)是信息時(shí)代、數(shù)字化時(shí)代的一門(mén)重要技術(shù)，其發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：文字識(shí)別、數(shù)字圖像處理與識(shí)別、物體識(shí)別，主要工作過(guò)程可簡(jiǎn)單分為信息的獲取、預(yù)處理、特征抽取和選擇、分類(lèi)決策等。其中，信息的獲取是指獲取研究對(duì)象的基本信息，并通過(guò)某種方法將其轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器能夠識(shí)別的信息；預(yù)處理主要是對(duì)圖像進(jìn)行處理，包括去噪、平滑、變換等，從而加強(qiáng)圖像的重要特征；特征抽取和選擇是指對(duì)圖像所具有的有用信息及本身特征進(jìn)行識(shí)別和提?。环诸?lèi)決策是指在特征空間中對(duì)被識(shí)別對(duì)象進(jìn)行識(shí)別比對(duì)和分類(lèi)，從而更好地識(shí)別所研究的對(duì)象具體屬于哪一類(lèi)。本文所應(yīng)用的圖像識(shí)別技術(shù)是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的一種圖像識(shí)別方法，其工作原理如圖1所示。

2 圖像識(shí)別輔助維修設(shè)備應(yīng)用及主要解決問(wèn)題

當(dāng)前航空部附件產(chǎn)品的維修模式可分為預(yù)防性維修、修復(fù)性維修、改進(jìn)性維修和基于狀態(tài)的維修，其中，各航空修理企業(yè)中針對(duì)預(yù)防性維修和修復(fù)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(shù)字化高效、精確維修，減少人為差錯(cuò)，借鑒以往的航空維修程序步驟，結(jié)合已有的圖像識(shí)別技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)紙質(zhì)工藝內(nèi)容重新構(gòu)架、優(yōu)化，明確一線操作員工對(duì)產(chǎn)品分解的流程，理清產(chǎn)品各零備件修理準(zhǔn)則，規(guī)范產(chǎn)品裝配順序，針對(duì)易出現(xiàn)的部附件產(chǎn)品錯(cuò)裝、漏裝等問(wèn)題進(jìn)行規(guī)避，特搭建并應(yīng)用一種新型圖像識(shí)別輔助維修設(shè)備。該設(shè)備的硬件部分主要由可調(diào)感光平臺(tái)、自動(dòng)調(diào)焦相機(jī)、輔助相機(jī)、電腦、腳踏切換觸板以及外置音響等組成；內(nèi)部程序可視部分主要將傳統(tǒng)航空維修各環(huán)節(jié)流程依次植入其中，并分列為不同的界面，包括產(chǎn)品性能原理概述、產(chǎn)品故檢注意事項(xiàng)及常見(jiàn)故障模式、產(chǎn)品分解注意事項(xiàng)、產(chǎn)品修理及各部附件需注意的測(cè)量位置和表面處理等情況、產(chǎn)品裝配環(huán)節(jié)的建立以及最后產(chǎn)品試驗(yàn)等相關(guān)要求。

當(dāng)航修部附件產(chǎn)品經(jīng)轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)送到各修理崗位時(shí)，首先，通過(guò)圖像識(shí)別輔助維修設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品信息的錄入，并針對(duì)其故檢狀態(tài)，按維修流程提供相關(guān)產(chǎn)品故障模式下的解決辦法。其次，按工藝操作要求指導(dǎo)操作人員對(duì)產(chǎn)品依次進(jìn)行分解，每分解一步，電腦界面都會(huì)一一顯示所對(duì)應(yīng)的相關(guān)零件，直至分解完成。在對(duì)零部件進(jìn)行清洗、探傷檢測(cè)等一系列處理后，進(jìn)入產(chǎn)品修理環(huán)節(jié)，操作人員每修理一個(gè)零部件，都可在圖像識(shí)別輔助維修設(shè)備的識(shí)別幫助下進(jìn)行對(duì)應(yīng)的零部件信息識(shí)別，直接提取該零部件維修時(shí)所需的注意事項(xiàng)，并以文字加圖片的形式展現(xiàn)，如是否允許出現(xiàn)輕微劃傷，彈簧對(duì)應(yīng)的測(cè)力、測(cè)距，相關(guān)零件是否需要進(jìn)行表面處理，是否為必?fù)Q件等。然后，產(chǎn)品進(jìn)入裝配階段，該階段對(duì)于航修產(chǎn)品的正確性以及修復(fù)后產(chǎn)品的使用性能極為關(guān)鍵。航空維修工藝對(duì)每一件產(chǎn)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(shí)別輔助維修設(shè)備的感光平臺(tái)上，通過(guò)設(shè)備內(nèi)部的圖像識(shí)別程序?qū)?shí)物與設(shè)備預(yù)置好的樣本圖片進(jìn)行比對(duì)，并呈現(xiàn)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(zhǔn)無(wú)誤，避免人為差錯(cuò)的發(fā)生。

3 圖像識(shí)別輔助維修設(shè)備軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖像識(shí)別輔助維修設(shè)備的軟件部分由神經(jīng)網(wǎng)路圖像識(shí)別技術(shù)和人機(jī)交互界面兩部分組成，主要針對(duì)當(dāng)前航修部附件產(chǎn)品易出現(xiàn)的人為差錯(cuò)等問(wèn)題進(jìn)行規(guī)避。程序界面簡(jiǎn)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(shí)別輔助維修設(shè)備后期應(yīng)用開(kāi)發(fā)

圖像識(shí)別輔助維修設(shè)備下一步的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用主要集中在航空部附件數(shù)字化結(jié)構(gòu)工卡及其與數(shù)采量具的結(jié)合上。產(chǎn)品擺放到位，數(shù)據(jù)尺寸信息實(shí)時(shí)記錄傳遞，可真正實(shí)現(xiàn)“一站式”修理、“一體化”作業(yè)模式，減少維修中傳遞、運(yùn)送、線下記錄等非精益運(yùn)行狀況的出現(xiàn)。相信未來(lái)圖像識(shí)別技術(shù)將會(huì)更加強(qiáng)大、更加智能，在更多領(lǐng)域帶來(lái)重大的應(yīng)用。

5 結(jié)束語(yǔ)

航空部附件圖像識(shí)別輔助維修設(shè)備的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)航空維修數(shù)字化的一種方式。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)合，打破傳統(tǒng)航空修理模式，不僅提高了維修效率，減少人為差錯(cuò)的發(fā)生，同時(shí)也開(kāi)拓了航空維修數(shù)字化結(jié)構(gòu)工卡發(fā)展的新方向。但是，航空維修數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)不是一朝一夕就可以完成的，還需要在實(shí)現(xiàn)部附件修理局部數(shù)字化后，再實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)數(shù)字化的集成，從而實(shí)現(xiàn)部附件修理的全數(shù)字化應(yīng)用。相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航空維修事業(yè)將會(huì)迎來(lái)新的發(fā)展變革。

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