一種基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的三維數(shù)字工卡維修系統(tǒng)及其方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于機(jī)務(wù)維修的基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的三維數(shù)字工卡維修系統(tǒng)?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]近年來(lái)，隨著我國(guó)民航的飛速發(fā)展，航空維修成本所占公司總成本的比重變得越來(lái)越大，目前國(guó)內(nèi)各航空公司維修部門(mén)，從故障檢測(cè)、制作工卡到一線(xiàn)維修，甚至機(jī)務(wù)員工的培訓(xùn)，仍然堅(jiān)持老式體制。從機(jī)務(wù)人員進(jìn)入公司的第一天培訓(xùn)開(kāi)始，培訓(xùn)通過(guò)簡(jiǎn)單的幻燈片和維修手冊(cè)部分內(nèi)容讓新員工學(xué)習(xí)一些基本技能和部分理論知識(shí)。當(dāng)正式成為一名機(jī)務(wù)維修人員，維修手冊(cè)和工卡就會(huì)在工作過(guò)程中一直伴隨工作人員；而維修工卡發(fā)展至今仍然是紙制工卡，上面記錄維修所需的工具、維修步驟和部分配圖等信息，這些信息并不詳細(xì)，閱讀起來(lái)比較繁瑣，甚至有些配圖比較模糊，容易造成安全隱患；紙制工卡在維修工作中難免會(huì)有損壞，長(zhǎng)時(shí)間保存比較困難，大大增加其維護(hù)保管成本，查找歷史故障信息同樣是件相當(dāng)繁瑣的工作。所以將數(shù)字化技術(shù)引入民航維修行業(yè)是必要的，同時(shí)也是未來(lái)民航維修業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。[0003]在國(guó)外，空客公司發(fā)展的無(wú)紙化修理技術(shù)主要分為三大部分。第一部分是機(jī)載自檢、顯示、打印和空地傳輸維修數(shù)據(jù)信息的設(shè)備，第二部分是對(duì)機(jī)載維修信息進(jìn)行分析和電子排故的軟件，第三部分是將各種與維修相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化管理的電子數(shù)據(jù)處理工具。采用這些技術(shù)可大大縮短飛機(jī)的排故和維修時(shí)間，降低航空公司的運(yùn)營(yíng)成本[1]。[0004]波音公司的BOLD系統(tǒng)(波音聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)BoringOnLineData)能為維修機(jī)隊(duì)實(shí)時(shí)、聯(lián)機(jī)地提供當(dāng)前所需的精確數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)庫(kù)包括大量工程圖、維修手冊(cè)、布局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)以及設(shè)計(jì)與制造零件的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。[0005]波音公司嘗試將便攜式維修輔助軟件PMA(PortableMaintenanceAids)應(yīng)用在筆記本式計(jì)算機(jī)或平板電腦中，它可在航線(xiàn)夜間維修檢驗(yàn)時(shí)使用。波音777的PMA包含該機(jī)的飛機(jī)維修手冊(cè)(AMM)、圖解零件目錄(IPC)和故障隔離手冊(cè)(FIM)IMA還包含線(xiàn)路圖手冊(cè)、設(shè)備清單、服務(wù)快報(bào)、使用報(bào)告和技術(shù)修改等。計(jì)劃按客戶(hù)要求為PMA增加的內(nèi)容包括飛機(jī)的結(jié)構(gòu)修理手冊(cè)(SRM)、系統(tǒng)示意圖手冊(cè)(SSM)、完整的線(xiàn)路圖手冊(cè)(WDM)以及飛機(jī)最低設(shè)備清單(MEL)。應(yīng)一些客戶(hù)的要求，PMA用戶(hù)不久還能儲(chǔ)存和檢索客戶(hù)編寫(xiě)的數(shù)據(jù)與文件。除上述改進(jìn)外，還將包括一個(gè)改進(jìn)的顯示畫(huà)面，使其容易查找PMA的各個(gè)章節(jié)和各個(gè)頁(yè)碼。波音還將提供容易將PMA與波音數(shù)字維修系統(tǒng)和過(guò)程連接的鏈路，長(zhǎng)遠(yuǎn)的BOLD改進(jìn)包括零件訂購(gòu)和零件價(jià)格目錄、服務(wù)中報(bào)告、供應(yīng)商報(bào)務(wù)通報(bào)和工具設(shè)備索引[2]。[0006]所以，致力于無(wú)紙化維修信息系統(tǒng)的研發(fā)，用來(lái)替代傳統(tǒng)的、分散的維修管理體系，對(duì)于維修技術(shù)資料的集成、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示和交互，以及提高機(jī)務(wù)維修的工作效率和維修可靠性、安全性都有很大的積極作用[3?4]。[0007][參考文獻(xiàn)][0008][I]顧錚，空中客車(chē)公司的數(shù)字化維修技術(shù)[J]中國(guó)民航學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，23(4):26-28ο[0009][2]韓世杰，波音公司的數(shù)字式維修系統(tǒng)[J]，航空工程與維修.1999,6(3):17-18。[0010][3]蘇群星，大型復(fù)雜裝備虛擬維修訓(xùn)練平臺(tái)技術(shù)研究[D]，江蘇:南京理工大學(xué)(南京)，2005。[0011][4]劉曉山，于克杰；仿真技術(shù)在航空維修領(lǐng)域中的應(yīng)用[J]，航空維修與工程，2004，11(2):49-500【
發(fā)明內(nèi)容】[0012]針對(duì)現(xiàn)階段航空維修狀況提出一種基于飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的三維數(shù)字工卡維修系統(tǒng)，將機(jī)務(wù)所負(fù)責(zé)的工作全部實(shí)施電子化管理，突破傳統(tǒng)維修系統(tǒng)以紙質(zhì)資料作為信息傳遞載體的局限，實(shí)現(xiàn)維修信息傳遞的即時(shí)性和維修信息的高效管理。[0013]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的一種基于飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的三維數(shù)字工卡維修系統(tǒng)，至少包括航材管理模塊、工量具管理模塊、數(shù)字化工卡模塊、維修輔助模塊和維修記錄模塊；[0014]所述航材管理模塊是利用航材數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)變化動(dòng)態(tài)地反映所有航材入庫(kù)和消耗的基本信息，同時(shí)記錄有各航材生產(chǎn)廠(chǎng)家、型號(hào)和數(shù)量的信息；[0015]所述工量具管理模塊是利用工量具數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)變化動(dòng)態(tài)地反映所有工量具入庫(kù)和使用的基本信息，同時(shí)記錄有各工量具生產(chǎn)廠(chǎng)家、型號(hào)、數(shù)量和使用狀態(tài)信息；[0016]所述數(shù)字化工卡模塊包括數(shù)字化故障維修工卡和基于飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)構(gòu)建的三維維修動(dòng)畫(huà)仿真視頻和與維修步驟對(duì)應(yīng)的文字描述，從而用于直觀(guān)演示的手段指導(dǎo)維修的全過(guò)程;其中，基于飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的三維維修動(dòng)畫(huà)仿真視頻的制作過(guò)程是:首先，根據(jù)故障相應(yīng)的手冊(cè)信息和維修記錄，利用三維模擬仿真軟件按照飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)，依次將此故障零件相應(yīng)的系統(tǒng)、部件、組件、零件逐級(jí)分解，最終做成與數(shù)字化故障維修工卡一一對(duì)應(yīng)的基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的三維維修模擬動(dòng)畫(huà)仿真視頻，并與維修步驟對(duì)應(yīng)的文字描述相鏈接；[0017]所述維修輔助模塊包括原始數(shù)據(jù)庫(kù)和維修記錄數(shù)據(jù)庫(kù)，所述原始數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的三維維修模擬動(dòng)畫(huà)仿真視頻，所述維修記錄數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)歷史故障的具體三維維修模擬仿真視頻，該歷史故障的具體三維維修模擬仿真視頻是根據(jù)實(shí)際故障利用原始數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)的初始視頻進(jìn)行再次編輯并運(yùn)用到指導(dǎo)實(shí)際維修過(guò)程的維修模擬動(dòng)畫(huà)仿真視頻;如果原始數(shù)據(jù)庫(kù)中沒(méi)有與故障相應(yīng)的基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的三維維修模擬動(dòng)畫(huà)仿真視頻，則增加該三維維修模擬動(dòng)畫(huà)仿真視頻，同時(shí)存儲(chǔ)至原始數(shù)據(jù)庫(kù)和維修記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中；所述維修記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中的維修模擬動(dòng)畫(huà)仿真視頻還作為日后完善數(shù)字化故障維修工卡的基礎(chǔ)；[0018]所述維修記錄模塊是通過(guò)基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)存儲(chǔ)歷史維修工卡，用于查詢(xún)歷史維修記錄，歷史維修工卡中的三維維修模擬動(dòng)畫(huà)仿真視頻存儲(chǔ)于維修輔助模塊的維修記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中，制作數(shù)字化故障維修工卡時(shí)，當(dāng)遇到相同或相似故障，利用關(guān)鍵字模糊檢索出與關(guān)鍵字匹配的歷史維修工卡，根據(jù)具體故障情況選擇最為接近的工卡進(jìn)行工卡再編輯，然后將編輯后的工卡投入使用；另外，同時(shí)利用飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)，在維修記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中按照故障相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)、部件、組件、零件逐級(jí)進(jìn)行查詢(xún)，定位到相應(yīng)的歷史維修工卡進(jìn)行再編輯后使用。[0019]本發(fā)明基于飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的三維數(shù)字工卡維修系統(tǒng)，還包括模擬維修實(shí)訓(xùn)模塊，所述模擬維修實(shí)訓(xùn)模塊用于指導(dǎo)機(jī)務(wù)人員利用上述基于飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的維修輔助模塊中的視頻學(xué)習(xí)維修操作，所述模擬維修實(shí)訓(xùn)模塊包括有仿真軟件，機(jī)務(wù)人員利用該仿真軟件進(jìn)行模擬操作。[0020]利用上述基于飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的三維數(shù)字工卡維修系統(tǒng)進(jìn)行故障維修的方法，包括以下步驟:[0021]步驟一、發(fā)現(xiàn)飛機(jī)故障，飛機(jī)故障信息的來(lái)源包括以下三種情形之一:[0022]飛行機(jī)組人員在飛行時(shí)發(fā)現(xiàn)的可疑故障，待飛機(jī)降落后機(jī)長(zhǎng)將具體情況報(bào)告給負(fù)責(zé)的機(jī)務(wù)人員，機(jī)務(wù)人員上報(bào)工程部；[0023]機(jī)務(wù)人員通過(guò)航線(xiàn)維修檢查發(fā)現(xiàn)故障，并上報(bào)工程部；[0024]機(jī)務(wù)人員通過(guò)定檢發(fā)現(xiàn)故障，并上報(bào)工程部。[0025]步驟二、機(jī)務(wù)人員根據(jù)數(shù)字化故障維修工卡上所描述的工作內(nèi)容進(jìn)行逐項(xiàng)檢查，或機(jī)務(wù)人員打開(kāi)數(shù)字化故障維修工卡中與相應(yīng)維修步驟相鏈接的基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的三維維修模擬動(dòng)畫(huà)仿真視頻，參考學(xué)習(xí)視頻的內(nèi)容后再進(jìn)行實(shí)際的檢查維修操作；[0026]步驟三、當(dāng)機(jī)務(wù)人員檢查任務(wù)完成后，確認(rèn)所有檢測(cè)出的故障信息無(wú)誤，機(jī)務(wù)組將故障報(bào)告上傳給工程部，工程部審查故障的具體信息，并查閱相應(yīng)的手冊(cè)和此架飛機(jī)的歷史維修記錄，對(duì)所檢查出的故障進(jìn)行審核評(píng)定；[0027]步驟四、根據(jù)查閱的資料制作新的數(shù)字化故障維修工卡；[0028]步驟五，在查閱歷史維修記錄過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)相同或相似故障的歷史維修數(shù)字化故障維修工卡，根據(jù)故障的實(shí)際情況對(duì)該數(shù)字化故障維修工卡和相應(yīng)的三維維修模擬動(dòng)畫(huà)仿真視頻進(jìn)行修改即可投入使用，同時(shí)將修改后的數(shù)字化故障維修工卡和三維維修模擬動(dòng)畫(huà)仿真視頻按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)形式和時(shí)間先后順序儲(chǔ)存至維修記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中；[0029]若歷史維修記錄中沒(méi)有相同或相似故障的歷史維修數(shù)字化故障維修工卡，則根據(jù)技術(shù)手冊(cè)對(duì)該故障的描述和指導(dǎo)，制作新的數(shù)字化故障維修工卡，過(guò)程如下:[0030]首先根據(jù)當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 4