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時間:2019-12-13 15:50來源:航空維修與工程 作者:中國航空 點擊:
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    未來可能應用于MRO領域的新技術有很多,有的是受上游產業影響而發展的,有的是新技術的直接應用,如復合材料修理、增材制造、數字孿生、預測性維修、增強現實、自動化、機器人等等,但這些技術真正應用于MRO領域后會是何種程度,應用中還存在哪些障礙,亦或是其他新的商業模式還會催生出哪些新的技術,這些都應該提前思考。

    通常,真正具有顛覆性的技術或商業實踐是有可能在一夜之間改變一個行 業的。例如,噴氣發動機應用于航空運輸使世界變得不再遙遠,低成本航空運營模式大幅擴大了空運規模,同時這二者對售后服務市場也造成了顯著的連帶效應,如MRO供應商必須增加渦扇發動機的大修能力,或者逐步采用精益的生產技術和新材料策略,從而滿足更具成本意識的低成本航空公司的需求。

    但是,售后服務市場的變革一般而言是漸進式的,并不會出現量子突破式 的飛躍。例如,盡管在航線維修和重維修中應用了許多新技術,效率得到了一定程度的提升,如超聲和磁性粒子等無損檢測方式、用于原型機制造和客艙部件制造的3D打印技術、以及激光噴涂等形式的增材制造等,但這些維修工作的內容與以往相比,變化并不大,仍然屬于勞動密集型工作。

    近期,一些公司開始測試更加新興的技術,如機器人自動檢測和維修、利用無人機進行機身檢測等。但是,這些技術只能應用于維修領域中很少量的工作任 務,不能認為是真正顛覆了MRO 行業。

    實踐證明,軟件比硬件更具變革性, 特別是在預測性維修和數字孿生這兩個方面,它們都加深了人類對部件壽命和性能衰退的理解,使維修工作更具針對性。

    羅羅公司表示,“為真實世界的產品建立精確的虛擬模型并通過監測產品的環境和工況持續地學習和升級,可以降低對基于概率進行決策技術的依賴, 如發動機何時需要修理,預測維修比定時維修更合理。”

    另一項創造性的技術是區塊鏈。盡管該技術尚處于萌芽期,但是已經在部 件記錄方面有所應用,它能夠增強分布式賬本上定時維修的可視化程度和供應鏈追蹤便利性,包括從生產到拆卸、測試、修理和再安裝的各環節。在許多尋求這類解決方案的原始設備制造商中, GE 航空已經與微軟 Azure 開始合作開發區塊鏈,以跟蹤發動機部件,目標是解決困擾行業的維修檔案記錄問題,避免由于缺少適當的紙質文檔而造成有用的部件大量庫存積壓。

    此外,區塊鏈還有望為飛機租賃商和承租商簡化租賃維修記錄。阿聯酋航 空工程公司認為,區塊鏈的長期技術趨勢是基于區塊鏈的全壽命追蹤和全行業公開決算分類賬單,最終實現一鍵退租或一鍵轉租。

    上游產業的影響

    除了那些專為改進 MRO 流程設計或使用的技術,還有一些是由上游產業 決定而引入MRO領域的新技術。最好例子是復合材料在新型飛機和全球機隊的占比不斷增多,這使得 MRO 供應商在傳統的金屬部件的檢測、測試和維修能力的基礎上,必須增加一系列與碳纖維復合材料維修有關的能力。 

    漢莎技術公司對此非常認同,認為“機體和發動機制造商努力開發復合材料 的應用潛能,促進了碳纖維增強復合材料 (CFRP)在維修領域的發展。為避免喪失維修產能而導致市場份額流失,MRO行業正在加大復合材料的維修能力建設。”

    阿聯酋航空公司表示,飛機和發動機上復合材料的使用也在迫使其開發快 速原位修理和離翼修理的能力。當前阿聯酋航空公司正在試驗近紅外(NIR)檢測技術,用于快速檢測復合材料和金屬材料的結構,目標是在無需實施任何表面處理和拆除的情況下檢測結構的健康狀況。之后,近紅外還計劃被用于非接觸式 3D 掃描,以及與機器視覺技術 配合使用,這都將有望大幅縮短 MRO作業中普通目視檢查所需的時間。 

    再有是增材制造(AM)技術。增材制造已經在MRO 行業內部的一些工作流程中有所應用,但是隨著技術的發展其復雜性必然隨之增加。由于增材制造與傳統技術相比,能夠在單個部件上制造出更復雜的幾何形狀,所以必將會為這類部件的檢測和維修帶來一些挑戰。

    漢莎技術公司增材制造中心認為, 傳統部件通過增材制造后還可改變材料特性,進而改變故障特征,因為增材制造方式可能會降低材料的疲勞強度或各向異向。AAR 公司也表示,發展以光學掃描和增材制造為基礎的維修技術對于MRO供應商來說非常必要,因為MRO供應商需要擁有快速反應的制造能力,以滿足客戶的定制化維修需求或備件需求。

    機器人、協作機器人與自動化

    當前,機器人是工業領域的一大熱詞。沒有什么比機器人更能引領未來的,理論上自動化和半自動化的機器人可能會徹底改變MRO 行業,并完全替代人。比如,尚處于開發早期的羅羅 SWARM昆蟲機器人,它能在發動機內部爬行, 檢測發動機內部;而 COBRA 蛇形機器人能夠進行內部檢測和涂層修理。如果 這些技術均能實現,就能夠顯著減少離翼維修需求和維修人力需求。

    當然,自動化或機器人大量替代人類技師并不可能,因為監督這些自動或 半自動流程,并對檢修結果進行評估, 還都需要人。相反,許多觀察家認為自 動化只是緩解人工短缺的一種手段而已。

    目前只有少量的維修任務能夠實現自動化,如漢莎技術用于噴氣發動機燃燒室部件檢修的 AutoInspect 和 AutoRepair 機器人。但是阿聯酋航空認為,與自助式智能機器人相比,未來的流程自動化會發展更快。     目前,阿聯酋航空工程公司已經在采用自動化流程, 不久就會向 MRO 行業擴展開來。因為此時 MRO 行業正面臨著勞動力老齡化的問題,很多技師臨近退休。失去有經驗的技師將為企業帶來雙重打擊,所以努力延長工人的供職時間是解決勞動力壓力的另一種方法。

    在提高身體機能方面,外骨骼是選擇之一。從無動力到半動力再到全動力,這些外骨骼都能幫助增強從四肢到整個身體的機能,防止疲勞,或者允許工人毫不費力或用很小的力就能舉起更重的物體,不僅提高了工人的生產率,還能避免很多工作造成不必要的人員損傷。

    美國 Sarcos Robotics 公司開發了一種全動力外骨骼 Guardian XO,計劃于明年上市,能夠幫助穿戴者舉起重達 90 千克的物體。同時,其 Guardian XO 內部的傳感器能夠保證與穿戴者的動作協調一致。這樣便可使人工作時間更長, 且避免了因多人合力時造成的人力耗費。



 
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