智能工具柜结构及管理系统设计.docx

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1、沈阳航空航天大学机电工程学院毕业设计（论文）开题报告论文题目：专业班级学号姓名指导教师负责教师年月日毕业设计(论文)开题报告一、课题来源、目的及意义航空公司的安全准点运营离不开飞机的装配工作，飞机装配是一项精细作业，工具的质量、精度、完整性等都影响飞机装配的质量，甚至影响飞行安全。但在日常的装配工作中，工作人员经常会使用成百上千件工具，它们种类繁多、规格复杂、数量庞大，一旦出现工具遗落在飞机上很可能造成安全隐患，后果不堪设想。对于工具箱来说，工具管理的智能化程度、客户端的使用是否便捷、工具箱的功能设计是标志工具箱质量的重要指标。早年国内对于飞机装配方面研发能力较弱，无法承担自主研发能力，因而国

2、内航空公司通过引用国外智能工具箱或采用传统工具箱来满足日常需求。但是这样往往会出现一下几种问题：(1)引进的智能工具箱价格昂贵，并且关键技术无法掌握。不断涌现新的的装配需求、对工具箱功能需求也越来越高，使得早期引进的工具箱后续开发成本成倍增加且往往因新的需求得不到满足而被淘汰。(2)在使用传统工具箱时，首先传统工具箱给工作人员大大增加了工作量并且降低了工作效率。具体来说这是由于传统工具箱采用简单摆放的方法，依靠人工自动取放并且检查工具的使用状况。这种工具箱随着飞机装配需求量的增加，使得飞机装配工作人员在工作时因反复手动取放工具而占用大量工作时间，使得工作量大大增加，同时使得工作效率低下。其次，

3、传统工具箱对工具的借用及归还没有检测能力，在装配工作完成过后无法判断工具是否归位，这就使得工作人员在反复取放大量工具或者多个工作人员同时操作同一工具箱时，可能产生某工具丢失、遗忘在飞机等严重后果，给飞机的装配带来极大隐患。(3)即使部分公司采用自主研发的工具箱，但该部分企业仅优化了工具箱核心模块，与核心模块相关联的一下辅助模块开发不到位，导致整个工具箱系统运行时效率低下，工具箱无法实现应有的功能。基于以上问题的出现，本文设计智能工具箱主要以智能化为核心，实现工具箱的使用的智能化。智能化主要从轻量化、检测系统设计、智能化控制程序设计等方面深度研发智能工具箱的功能模块。智能工具箱采用触屏电脑对工件

4、进行管理，能够满足工具轨迹记录等多个需求。但是这种工具箱也存在一定的缺点：首先制造价格相对传统工具箱较高，其次工作人员初次使用需要一定的熟悉时间。如何做到智能工具箱经济性、操作便捷程度、功能性的最优化，本次对其的研究意义重大。二、国内外研究或生产现状据航空安全网(AViatiOnSafetyNetWork)曾发布信息称：2018年全球共发生致命空难15起，导致556人遇难。而2017年作为人类航空历史上最安全的一年，也发生了10起空难，导致44人遇难。空难一旦发生，不仅会造成巨大的经济损失，逝去的生命更是无可挽回！有资料表明，维修工具遗落在飞机上也是造成空难的重要因素之一。实现工具智能科学管理

5、，对提高企业作业效率、减少资产流失、提高信息化管理、保障航空飞行安全和人员安全都有着重要意义。在我国，以飞机制造为代表的航空制造业的发展程度是国家工业发展、科技能力以及国防水平的重要标志和综合体现。对于飞机装配过程而言，由于其高复杂性和高精度的特点以及高质量和低周期的研制目标，对智能工具柜的应用需求已十分迫切，智能工具柜技术必将对飞机装配水平的提升以及航空制造业的创新发展起到重要的推动作用。航空工业西安飞机工业基于智能工具柜的工具管理系统基于物联网、人工智能、大数据、云计算以及网络安全等关键共性技术，实现飞机装配过程中工具的智能化存储，工具状态实时记录，使操作人员及时高效地借用、返还工具、管理

6、需求自主设定。通过数据进行分析，实现降低库存，供应商评级，绩效考核等功能，满足生产现场工具的快速保障，以解决飞机装配过程工具数字化与自动化程度低、车间管理技术手段落后，工具丢失等问题。广州罗维尼信息科技有限公司（以下简称“罗维尼”，英文名称“rovinj）是国内领先的RFID供应链解决方案服务商，具备RFID应用软件系统开发和系统集成能力，拥有强大的技术研究团队。自主研发RFID智能工具柜，该工具柜内部集成了RF1D读写器、RFID天线、安卓一体机、IC卡刷卡设备、温湿度控制器等智能设备，对柜内贴有RFID电子标签的工具进行智能自动管理。员工扫描IC员工卡打开柜门取出/归还工具一关门自动确认借

7、出/归还，系统提示借出人员、工具明细、借出时间等信息。还有日检查，月检查等操作模式，可以实时掌握各级单位工具的数量、种类、状态；采集数据；做到工具的高效化、智能化管理。在国内人员的研究背景下，虽然取得了一定的成效，但在某些方面还有所欠缺，尤其是控制界面设计，控制界面与检测系统联立方面，本文基于此对这些方面好好研究。三、课题研究内容及实施方案为满足目前国内对智能工具箱的需求，本次课题正是设计一款飞机装配工作站所使用的智能工具箱。主要以沈阳飞机工业（集团）有限公司实际生产需求为背景，要求工具箱能够触摸屏操作、智能化控制程序需求。该论文主要内容有：（1）根据智能工具箱需求分析进行总体方案设计；（2）

8、智能控制程序设计：控制界面设计及智能开锁设计；（3）检测系统的设计：传感器的选择、P1C采集传感器信息程序编写、（4）系统调试：通过组态进行仿真；绘制P1C接线图；四、主要参考文献1刘晨亮.基于RF1D的飞机维修工具管理系统的设计D.南昌大学,2011.2刘明超,刘成肖,孙翠玲.智能防遗失民航机务维修工具箱设计J.电子世界，2017,（1）:168,170.3孙伟博.基于状态监测数据的航空发动机的寿命预测与维修决策研究D.哈尔滨工业大学,2023.4宋利康,郑堂介,黄少华,等.飞机装配智能制造体系构建及关键技术J.航空制造技术,2015,(13):40-45,50.15衡慧娟.航空维修企业智能

9、化维修管理平台研究D.中国民航大学,2018.6王俊星.智能工具箱的设计与实现J.集成电路应用,2018,35(12):113-114.7刘敏,张强,郝树虹,等.称重传感器的选用原则J.硅谷,2009,(2):39.8孙以材,范兆书.压力传感器的选用与设置J.电气时代,2000,(6):19-20.9叶耀祖,雷利.基于RFID的智能化航空维修工具管理系统探索J.科技创新与应用,2019,(8):191-192.10 JohnSharP著.周靖译.VisuaC#从入门到精通北京：清华大学出版社,201611 Shanghai,China王小科赵会东等.学通C#的24堂课.北京：清华大学出版社，2

10、01112毕杨，宋飞，王轩.一种航空工具维修智能化管理系统的设计与实现J.计算机技术与发展。2023.30(7)：199-203.1引刘英，谢家雨.智能化航空维修工具管理系统的研究J.中国民航飞行学院航空工程学院,201614徐海枝.智能工具箱的设计与实现J.南宁职业技术学院,201615党国宝.民航维修系统建立风险管理的探索J.军民两用技术与产品,2017(10)：34-35.16解晓帆，徐恩华.飞机维修专业维修设备工具库存管理J.中国科技信息，2023.07.011：36-3917周正明,航空维修中的工具管理研究,J,设备管理与维修,2023,23-2418 ZhangZ,ZuoY,Che

11、nJ,eta1.Thecontro1strategiesandmethodsofequipmentmaintenancequa1ityC/Internationa1ConferenceonQua1ity,Re1iabi1ity,Risk,Maintenance,andSafetyEngineering2013:1551-155319 SriramCHaghaniA,AnOptimirationmode1foraircraftmaintenanceschedu1ingandre-assignmentJ,Overhau1Maintenance,2003(01),18-2020 Yang1iu;1i

12、xiaMa;YiShi;ZeyuanWei;Zhinan1v;Yuan1i;Xiao1in1iuiAircraftmaintenancetoo1managementsystem,ScientificJourna1ofInte11igentSystemsResearch,undefined,undefined五、进度安排(按周说明)1. 广2周：上网查阅相关资料，收集资料，学习西门子P1C设计，学习组态软件设计技术2. 3周：根据设计要求进行总体方案设计，并通过相关分析完善方案3. 47周：智能工具柜控制分析、运行方窠设计、组态监控设计4. 812周：进行控制系统设计5. 13周：系统调试及分析6. 14周：编写设计说明书有关部分，翻译外文资料7. 15周：准备毕设答辩六、指导教师审批意见指导教师：（签名）年月日