虚拟维修仿真技术在航空器维修中的应用

虚拟维修仿真技术是虚拟现实技术应用于维修领域的结果之一。在明确了虚拟维修仿真技术内涵的基础上,介绍虚拟维修仿真技术在航空器维修中的主要应用,体现在航空器设计的维修性分析核查、维修手册的快速自动生成、虚拟维修培训和维修中人的因素分析等方面。     

DELMIA系统在航空维修中的应用研究

在基于桌面式虚拟现实的基础上,利用三维建模技术,对飞机维修过程中涉及到的维修对象、工具、设备、维修工人和维修厂房等建立模型之后,集成到虚拟的维修环境中,对飞机部件的维修过程在计算机上进行仿真,提前发现维修过程中的不合理操作,然后结合人机工效原理对维修过程进行修改和优化。DELMIA系统作为数字化工厂的代表,其强大的3D设计功能保证了飞机虚拟维修的可行性和可靠性。     

虚拟维修仿真系统的设计与实现

为解决当前虚拟维修平台在处理维修任务时存在的不足，提出了虚拟维修仿真系统结构框架。将系统结构设计成主要由维修场景构建、维修任务和动作分解及维修性分析评价数据输出三个功能模块组成。基于Jack软件平台完成了系统开发。以某装备维修任务典型工况为例，对系统进行实例验证。结果表明：该系统能有效地加快维修过程的创建，改善了人机界面的交互功能，提高了虚拟维修仿真系统的智能化程度，基本满足了维修仿真的需求，具有可行性与实用性。     

“新舟”60飞机虚拟维护训练器研究

结合国际先进飞机虚拟维修仿真设备的理念和应用,给出了虚拟维护训练设备的整体设计框架．从系统仿真到维修交互技术两个方面对其关键技术进行了说明,并结合“新舟”60飞机的维修特性,以典型维修过程为例进行了初步应用验证。     

虚拟拆卸/装配技术在军用飞机维修领域中的应用

从面向军用飞机产品的维修拆卸/装配建模、维修拆卸/装配序列生成及优化、维修拆卸/装配过程仿真三个方面介绍了虚拟拆卸/装配技术在军用飞机维修领域中的应用.     

基于动态虚拟现实技术的维修性评估验证系统研究

虚拟维修是利用虚拟现实技术构建虚拟维修环境,并在虚拟维修环境中建立数字样机、人体模型、人体姿态库等,进行直升机典型部位的维修任务仿真。利用现有条件按照维修性评价表对直升机典型部位的维修任务进行维修性设计评估验证,其目的是实现型号设计中同步进行维修性设计评价,找出影响维修性设计的因素进而及时改进,从而提高整机维修性。     

基于DELMIA的虚拟维修过程建模及应用

为了实现基于DELMIA的虚拟维修过程建模,通过在传统的维修过程分解体系中加入维修动作层,构建了包含四个层次的维修过程分解体系,利用PERT图实现了虚拟维修过程建模,给出了作业时间的预计方法,并以某型飞机发动机拆卸过程为例,验证了方法的可行性。     

基于Delmia的飞机虚拟维修仿真与评价技术研究

基于目前航空工业部门广泛采用的Delmia软件,从工程应用角度,介绍了实施飞机虚拟维修仿真与评价的一般流程和方法；详细阐述了虚拟维修仿真场景构建、仿真的具体实施、维修性分析与评价方法.结合某型飞机维修性工作的开展,对建立的流程和评价方法进行了广泛的工程应用,实践结果表明,建立的流程和评价方法是适用的、合理的、可行的.     

虚拟样机技术在载人航天发射场中的应用

虚拟样机技术是航天发射场信息化建设、综合维修保障能力提升的重要途径和方法。介绍了载人航天发射场脐带塔等关键设备三维可视化建模、基于有限元法的回转平台结构静动特性分析、电缆摆杆等发射场复杂电气控制设备虚拟仿真与训练系统、脐带塔封闭区温度场建模与评估等虚拟样机技术在发射场4个方面的典型应用情况,系统总结了虚拟样机技术在发射场应用的特点、作用和规律。同时,对虚拟样机技术在未来发射场中的应用作了展望分析。     

基于模糊综合评价的民机虚拟维修训练评估

针对民机虚拟维修训练人员的评估优选问题,运用模糊综合评判方法,综合考虑了故障分析、故障定位、工具使用、关键操作等各方面的因素,建立了民机虚拟维修训练人员的选优标准、选优的程序步骤。给出了基于权值的模糊层次分析与评判方法。该方法通过两两元素相对比较技术来建立判断矩阵,改善了AHP方法所给出判断矩阵的不平衡问题而得出权值,再根据权值的大小对训练进行分析与评判。最后,通过一个民机虚拟维修训练评估和选择的实例来应用和检验这种系统综合评判方法。     

装备虚拟保障系统的概念及其技术框架

针对传统的装备保障系统仿真存在的不足,在理解保障系统的物理意义的基础上提出了虚拟保障系统的概念,分析了虚拟保障系统的特点和优点,提出了虚拟保障系统的技术框架,其主要包括保障对象建模、系统任务建模、保障系统建模、离散事件仿真和可视化仿真。在建模过程中考虑了实体的三维模型,包括保障对象和保障系统中的资源实体,构建了保障任务的虚拟设计环境。最后讨论了虚拟保障系统的运行与评价方法,可在装备的研制阶段和使用阶段为保障系统的设计、分析和评价提供技术手段。     

民用飞机虚拟维修可达性技术研究

结合民用飞机维修性设计的要求和特点,将虚拟现实技术引入到飞机维修性设计、分析与验证工作中,阐述了虚拟维修仿真的流程。通过可视性分析、实体可达分析、操作空间分析,给出了虚拟维修的可达性验证方法,实现设计中的维修性设计评价,从中找出影响维修性设计的因素进而及时改进,以提高整机维修性。     

A Fault Sample Simulation Approach for Virtual Testability Demonstration Test

Virtual testability demonstration test has many advantages,such as low cost,high efficiency,low risk and few restrictions.It brings new requirements to the fault sample generation.A fault sample simulation approach for virtual testability demonstration test based on stochastic process theory is proposed.First,the similarities and differences of fault sample generation between physical testability demonstration test and virtual testability demonstration test are discussed.Second,it is pointed out that the fault occurrence process subject to perfect repair is renewal process.Third,the interarrival time distribution function of the next fault event is given.Steps and flowcharts of fault sample generation are introduced.The number of faults and their occurrence time are obtained by statistical simulation.Finally,experiments are carried out on a stable tracking platform.Because a variety of types of life distributions and maintenance modes are considered and some assumptions are removed,the sample size and structure of fault sample simulation results are more similar to the actual results and more reasonable.The proposed method can effectively guide the fault injection in virtual testability demonstration test.     

基于虚拟维修的民机可达性设计缺陷分析方法

民机研制过程中，可达性设计要求贯彻不到位，可能会导致飞机存在某些方面的设计缺陷，并在投入运营后不断暴露，影响维修经济性。随着虚拟现实技术和人工智能技术的不断发展，利用虚拟维修技术，通过构建逼真的虚拟环境来对虚拟样机进行维修性分析，能够在研制阶段开展维修性设计评价。由此从民机可达性设计的角度出发，综合考虑维修区域可达性、维修人员可达性、维修工具可达性、维修部件可达性、部件细部可达性五个方面，给出可达性分析结果判据，建立了可达性设计缺陷分析方法，实现研制过程中的可达性设计评价，及时找到设计缺陷并改进，提高飞机维修性。最后以某型飞机电源设备为对象，利用此方法开展了维修可达性分析，给出了应用实例，验证了此方法的可行性。     

航线检查维修培训中的VR应用分析

航线维修是确保航班安全运行的重要环节。传统的维修培训方法包括授课、测评,以及实习等方式,但对于实际技能的培训效果有限。将VR技术与基于模型的方法相结合,一方面可以更好地复现培训场景,另一方面可以通过将实际事件的发生概率和培训场景、内容及过程相结合,实现对培训效果的评价。选取了机务维修工作中日常频繁执行的航线绕机检查工作,探索VR技术与CAD建模的传递,建立真实和灵活的飞机、部件模型。结合对场景、模式、交互、流程的设计,建立VR绕机检查培训的实验性原型系统。发展了根据历史数据和引入人为差错因素的故障呈现公式,实现了对航线绕机检查工作的培训和考核功能。根据对组织试用过程的数据收集和分析,证明了VR系统在机务维修培训方面的价值,为后续深入研究提供借鉴。     

模型实时驱动的航空发动机沉浸式虚拟运行系统

为实现多学科信息的融合与沉浸式表达,针对当前虚拟现实技术在航空发动机领域的应用存在多学科信息综合表达不 足、仿真实时性低等问题,开发了一种跨学科异构模型集成仿真的航空发动机沉浸式虚拟运行系统。在信息融合与实时交互方 面,研究航空发动机气动热力性能实时仿真、实时控制、参数化结构建模与仿真、数据实时共享与多学科联合仿真集成等技术,实 现了模型实时驱动的航空发动机虚拟运行功能;在数据可视化及3维渲染方面,研究结构数据轻量化处理技术、实时渲染优化技 术,对温度、压力等流场数据进行实时映射,实现了逼真、流畅的沉浸式实时渲染效果。基于上述研究工作,在中国首次开发了1 套由模型实时驱动、跨学科数据集成的航空发动机沉浸式虚拟运行系统,结果表明：该系统实现了发动机结构、系统和性能模型数 据的关联与交互。相关技术和成果可用于协同设计、沉浸式评审、虚拟培训等场景,为未来实现数字孪生、虚实融合的数字发动机 研发提供关键技术支撑和参考。     

基于Q-GERT的装备维修保障流程仿真模型

在分析流程仿真主要建模仿真方法特点的基础上,针对维修保障流程的特点,运用Q-GERT对装备基层级维修保障过程进行了建模,并给出了具体的仿真算法,仿真分析了不同维修保障资源配置下的资源利用率、任务成功率等指标,为装备基层级维修保障资源的优化配置提供决策支持,仿真结果证明该方法的实用性和可行性。     

多学科优化技术在空间结构锁可靠性设计分析中的应用

 多领域协同建模仿真是复杂产品虚拟样机设计分析需要解决的关键技术问题之一。利用CAD/CAE工具搭建的空间结构锁多柔体虚拟样机模型,综合考虑了强度、动力学、空间环境影响等因素,在协同设计分析和协同建模仿真的基础上,开展了基于可靠性的多学科协同设计分析。并深入讨论了协同建模仿真实现中的数据综合、过程综合等关键技术。通过多学科协同设计分析和建模仿真,找到了空间结构锁的可靠性薄弱环节,并结合多学科优化技术,实现了空间对接锁基于可靠性的设计优化,进一步提出了通用的复杂机电系统基于可靠性的多学科设计优化方案,并开发了能协同三维建模工具（如PROE）,有限元分析工具（如MSCPATRAN,NASTRAN,ANSYS）和动力学分析工具（如MSCADAMS）进行复杂机电系统可靠性分析的通用工具平台ARAMS。