一種基于產品結構樹的三維數字工卡維修系統及其方法【
技術領域：
】[0001]本發明涉及一種應用于機務維修的基于產品結構樹的三維數字工卡維修系統。【
背景技術：
】[0002]近年來，隨著我國民航的飛速發展，航空維修成本所占公司總成本的比重變得越來越大，目前國內各航空公司維修部門，從故障檢測、制作工卡到一線維修，甚至機務員工的培訓，仍然堅持老式體制。從機務人員進入公司的第一天培訓開始，培訓通過簡單的幻燈片和維修手冊部分內容讓新員工學習一些基本技能和部分理論知識。當正式成為一名機務維修人員，維修手冊和工卡就會在工作過程中一直伴隨工作人員；而維修工卡發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，閱讀起來比較繁瑣，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有損壞，長時間保存比較困難，大大增加其維護保管成本，查找歷史故障信息同樣是件相當繁瑣的工作。所以將數字化技術引入民航維修行業是必要的，同時也是未來民航維修業發展的趨勢。[0003]在國外，空客公司發展的無紙化修理技術主要分為三大部分。第一部分是機載自檢、顯示、打印和空地傳輸維修數據信息的設備，第二部分是對機載維修信息進行分析和電子排故的軟件，第三部分是將各種與維修相關的數據進行數字化管理的電子數據處理工具。采用這些技術可大大縮短飛機的排故和維修時間，降低航空公司的運營成本[1]。[0004]波音公司的BOLD系統(波音聯機數據BoringOnLineData)能為維修機隊實時、聯機地提供當前所需的精確數據。這些數據庫包括大量工程圖、維修手冊、布局數據庫以及設計與制造零件的規范與標準。[0005]波音公司嘗試將便攜式維修輔助軟件PMA(PortableMaintenanceAids)應用在筆記本式計算機或平板電腦中，它可在航線夜間維修檢驗時使用。波音777的PMA包含該機的飛機維修手冊(AMM)、圖解零件目錄(IPC)和故障隔離手冊(FIM)IMA還包含線路圖手冊、設備清單、服務快報、使用報告和技術修改等。計劃按客戶要求為PMA增加的內容包括飛機的結構修理手冊(SRM)、系統示意圖手冊(SSM)、完整的線路圖手冊(WDM)以及飛機最低設備清單(MEL)。應一些客戶的要求，PMA用戶不久還能儲存和檢索客戶編寫的數據與文件。除上述改進外，還將包括一個改進的顯示畫面，使其容易查找PMA的各個章節和各個頁碼。波音還將提供容易將PMA與波音數字維修系統和過程連接的鏈路，長遠的BOLD改進包括零件訂購和零件價格目錄、服務中報告、供應商報務通報和工具設備索引[2]。[0006]所以，致力于無紙化維修信息系統的研發，用來替代傳統的、分散的維修管理體系，對于維修技術資料的集成、數據共享、數據的實時顯示和交互，以及提高機務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][0008][I]顧錚，空中客車公司的數字化維修技術[J]中國民航學院學報，2005，23(4):26-28ο[0009][2]韓世杰，波音公司的數字式維修系統[J]，航空工程與維修.1999,6(3):17-18。[0010][3]蘇群星，大型復雜裝備虛擬維修訓練平臺技術研究[D]，江蘇:南京理工大學(南京)，2005。[0011][4]劉曉山，于克杰；仿真技術在航空維修領域中的應用[J]，航空維修與工程，2004，11(2):49-500【
發明內容】[0012]針對現階段航空維修狀況提出一種基于飛機產品結構樹的三維數字工卡維修系統，將機務所負責的工作全部實施電子化管理，突破傳統維修系統以紙質資料作為信息傳遞載體的局限，實現維修信息傳遞的即時性和維修信息的高效管理。[0013]為了解決上述技術問題，本發明提出的一種基于飛機產品結構樹的三維數字工卡維修系統，至少包括航材管理模塊、工量具管理模塊、數字化工卡模塊、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據庫的數據變化動態地反映所有航材入庫和消耗的基本信息，同時記錄有各航材生產廠家、型號和數量的信息；[0015]所述工量具管理模塊是利用工量具數據庫的數據變化動態地反映所有工量具入庫和使用的基本信息，同時記錄有各工量具生產廠家、型號、數量和使用狀態信息；[0016]所述數字化工卡模塊包括數字化故障維修工卡和基于飛機產品結構樹構建的三維維修動畫仿真視頻和與維修步驟對應的文字描述，從而用于直觀演示的手段指導維修的全過程;其中，基于飛機產品結構樹的三維維修動畫仿真視頻的制作過程是:首先，根據故障相應的手冊信息和維修記錄，利用三維模擬仿真軟件按照飛機產品結構樹，依次將此故障零件相應的系統、部件、組件、零件逐級分解，最終做成與數字化故障維修工卡一一對應的基于產品結構樹的三維維修模擬動畫仿真視頻，并與維修步驟對應的文字描述相鏈接；[0017]所述維修輔助模塊包括原始數據庫和維修記錄數據庫，所述原始數據庫存儲基于產品結構樹的三維維修模擬動畫仿真視頻，所述維修記錄數據庫存儲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實際故障利用原始數據庫中相應的初始視頻進行再次編輯并運用到指導實際維修過程的維修模擬動畫仿真視頻;如果原始數據庫中沒有與故障相應的基于產品結構樹的三維維修模擬動畫仿真視頻，則增加該三維維修模擬動畫仿真視頻，同時存儲至原始數據庫和維修記錄數據庫中；所述維修記錄數據庫中的維修模擬動畫仿真視頻還作為日后完善數字化故障維修工卡的基礎；[0018]所述維修記錄模塊是通過基于產品結構樹存儲歷史維修工卡，用于查詢歷史維修記錄，歷史維修工卡中的三維維修模擬動畫仿真視頻存儲于維修輔助模塊的維修記錄數據庫中，制作數字化故障維修工卡時，當遇到相同或相似故障，利用關鍵字模糊檢索出與關鍵字匹配的歷史維修工卡，根據具體故障情況選擇最為接近的工卡進行工卡再編輯，然后將編輯后的工卡投入使用；另外，同時利用飛機產品結構樹，在維修記錄數據庫中按照故障相對應的系統、部件、組件、零件逐級進行查詢，定位到相應的歷史維修工卡進行再編輯后使用。[0019]本發明基于飛機產品結構樹的三維數字工卡維修系統，還包括模擬維修實訓模塊，所述模擬維修實訓模塊用于指導機務人員利用上述基于飛機產品結構樹的維修輔助模塊中的視頻學習維修操作，所述模擬維修實訓模塊包括有仿真軟件，機務人員利用該仿真軟件進行模擬操作。[0020]利用上述基于飛機產品結構樹的三維數字工卡維修系統進行故障維修的方法，包括以下步驟:[0021]步驟一、發現飛機故障，飛機故障信息的來源包括以下三種情形之一:[0022]飛行機組人員在飛行時發現的可疑故障，待飛機降落后機長將具體情況報告給負責的機務人員，機務人員上報工程部；[0023]機務人員通過航線維修檢查發現故障，并上報工程部；[0024]機務人員通過定檢發現故障，并上報工程部。[0025]步驟二、機務人員根據數字化故障維修工卡上所描述的工作內容進行逐項檢查，或機務人員打開數字化故障維修工卡中與相應維修步驟相鏈接的基于產品結構樹的三維維修模擬動畫仿真視頻，參考學習視頻的內容后再進行實際的檢查維修操作；[0026]步驟三、當機務人員檢查任務完成后，確認所有檢測出的故障信息無誤，機務組將故障報告上傳給工程部，工程部審查故障的具體信息，并查閱相應的手冊和此架飛機的歷史維修記錄，對所檢查出的故障進行審核評定；[0027]步驟四、根據查閱的資料制作新的數字化故障維修工卡；[0028]步驟五，在查閱歷史維修記錄過程中若發現相同或相似故障的歷史維修數字化故障維修工卡，根據故障的實際情況對該數字化故障維修工卡和相應的三維維修模擬動畫仿真視頻進行修改即可投入使用，同時將修改后的數字化故障維修工卡和三維維修模擬動畫仿真視頻按產品結構樹形式和時間先后順序儲存至維修記錄數據庫中；[0029]若歷史維修記錄中沒有相同或相似故障的歷史維修數字化故障維修工卡，則根據技術手冊對該故障的描述和指導，制作新的數字化故障維修工卡，過程如下:[0030]首先根據當前第1頁1 2 3 4