专利名称：产品协同维修支撑平台及维修方法
技术领域：
本发明属于企业制造信息化支撑平台，本发明涉及协同维修方法及协同维修支撑 平台的构建方法等。
背景技术：
现有的相关专利如下申请号为200710200382，公开号为101281550的专利，专利名称为“模具协同设 计
系统及方法”，该发明提供一种模具协同设计方法及支撑系统。申请号为200910157918，公开号为101645011的专利，专利名称为“异构的工作组
协同设计系统与PLM系统的集成方案和平台”。以上专利主要涉及协同设计范畴，没有涉及到协同维修方法。现有技术是以产品协同设计为目标的，支持多用户的产品协同设计过程。但是现 有产品协同设计的技术从产品设计角度出发，没有考虑如何支持虚拟维修过程，产品维修 数据的存储和访问，产品协同维修过程等问题。由于维修过程比设计过程涉及到的因素和 相关人员类型更多，过程更复杂，所以现有技术不能做到支持协同维修的过程。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种产品协同维修支撑平台及维修方法，本 发明能方便地支持位于不同区域的成员的协作和维修，加快维修进度。本发明所采用的技术方案是产品协同维修支撑平台从底层到高层依次包括技术 支持层、对象层、应用层和界面层；技术支持层包括操作系统与网络环境、SQL Server系统、 虚拟维修技术集、协同设计技术集；对象层包括虚拟样机组合模型、装拆顺序模型、人机交 互模型和维修应用模型；应用层包括虚拟维修样机建模系统、模拟故障产生系统、维修规划 生成系统和维修性评价系统；界面层包括CAD数据获取人机交互界面、故障数据获取人机 交互界面、维修动画显示界面、维修性评价报告界面；技术支持层为虚拟维修过程提供基础技术支持，虚拟维修基础技术集为复杂装备 基于计算机仿真和虚拟现实技术的虚拟维修过程提供基础支撑技术，协同设计基础技术集 为产品协同维修过程提供多媒体实时交互技术；对象层为虚拟维修过程提供操作对象集， 虚拟样机组合模型为复杂装备的虚拟维修几何和过程模型的快速构建提供支持；装拆顺序 模型为复杂装备虚拟维修的装配和拆卸过程提供数学模型；人机交互模型为虚拟维修过程 的人机实时交互提供数学模型，维修应用模型为各类不同目标的维修提供数学模型；应用 层在对象层的支持下，提供各类维修的应用软件系统；界面层为虚拟过程提供易学易用的 用户界面软件。本发明的优点产品协同维修及协同维修支撑平台可以为企业的维修人员，设计 人员，工艺人员，制造人员和终端用户一起参与维修过程提供了可能和技术基础。
图1是产品协同维修过程。图2是产品协同维修支撑平台的构成以及工作过程。图3是本发明功能划分的层次结构框图。
具体实施例方式本发明的目的是为在产品制造出来之前和服务期都能提供一个支持协同维修的支撑平台，可以便于企业及时发现产品问题，及时解决，从而降低成本。目前主要针对汽轮 机产品的协同维修提出网络环境下的产品协同维修支撑平台的构建方法。所以系统中提供 的维修案例都是以汽轮机产品为主的，为了扩展该平台的应用，可以根据具体的产品数据 搜集建立相应的维修案例。如图3所示，产品协同维修支撑平台从底层到高层依次包括技术支持层、对象层、 应用层和界面层；技术支持层包括操作系统与网络环境、SQL Server系统、虚拟维修技术集、协同设 计技术集；对象层包括虚拟样机组合模型、装拆顺序模型、人机交互模型和维修应用模型；应用层包括虚拟维修样机建模系统、模拟故障产生系统、维修规划生成系统和维 修性评价系统；界面层包括CAD数据获取人机交互界面、故障数据获取人机交互界面、维修动画 显示界面、维修性评价报告界面；技术支持层为虚拟维修过程提供基础技术支持，虚拟维修基础技术集为复杂装备 基于计算机仿真和虚拟现实技术的虚拟维修过程提供基础支撑技术，协同设计基础技术集 为产品协同维修过程提供多媒体实时交互技术；对象层为虚拟维修过程提供操作对象集，虚拟样机组合模型为复杂装备的虚拟维 修几何和过程模型的快速构建提供支持；装拆顺序模型为复杂装备虚拟维修的装配和拆卸 过程提供数学模型；人机交互模型为虚拟维修过程的人机实时交互提供数学模型，维修应 用模型为各类不同目标的维修提供数学模型；应用层在对象层的支持下，提供各类维修的应用软件系统；界面层为虚拟过程提 供易学易用的用户界面软件。在优选的实施方式中，应用层的虚拟维修样机建模系统包括样机建模与模型操作 子系统、维修动作与过程建模子系统。在优选的实施方式中，模拟故障产生系统包括故障系统仿真子系统和故障检测子 系统。在优选的实施方式中，维修规划生成系统包括维修任务子系统、维修作业子系统 和维修动作子系统。在优选的实施方式中，维修性评价系统包括维修时间子系统、维修可达性子系统 和人素分析子系统。实施例本发明提出了网络环境下的多名成员参与的协同维修方法和汽轮机协同维修支撑平台的构建方法。平台的硬件包括计算机终端，计算机局域网络，数据手套，三维鼠标，摄 像头等。软件包括产品虚拟样机子系统，产品协同设计系统，产品维修性设计及评价软件， 产品协作维修网格门户等。该系统支持位于不同地理位置的多领域人员关于汽轮机的维修 计划及过程展开讨论，交流，最后确定维修方案，在维修过程中可以针对具体维修问题进行 探讨。下面结合附图进一步详述本发明。 如图2所示，本发明的支撑平台包括客户端和服务器端，客户端向服务器端发出 请求，服务器端再将响应信息发给客户端，客户端从底层向高层依次包括客户端计算机网 络、虚拟维修硬件、SQL Server客户端、协同设计工具客户端、三维CAD系统、虚拟样机子 系统和基于Web的产品维修系统，服务器端从底层到高层依次包括服务端计算机网络、SQL Server服务器端、协同设计工具服务器端和IIS服务器端。客户端客户端计算机网络为协同维修过程提供基础通信线路和网络连接，该层属于技术 支持层的操作系统与网络环境；虚拟维修硬件即虚拟现实设备，包括数据头盔，数据手套，为协同维修提供硬件相 似感知，该层属于技术支持层的虚拟维修技术集；SQL Server客户端提供数据库数据的客户端访问，该层属于技术支持层的SQL Server 系统；协同设计工具客户端提供协同维修过程中的语音、文本、视频、图形形式的多媒体 数据交互支持，该层属于界面层的人机交互接口、维修动画显示界面；三维CAD系统实现建立产品三维模型的功能，该层属于界面层的CAD数据获取界 面；虚拟样机子系统实现产品虚拟样机的建立功能，该层属于应用层的虚拟维修样机 建模系统；基于Web的产品维修系统实现产品虚拟样机的浏览功能，该层属于界面层的人机 交互接口 ；服务器端服务端计算机网络为协同维修过程提供基础通信线路和网络连接，该层属于技术 支持层的操作系统与网络环境；SQL Server服务器端存放产品维修数据库，协同维修过程数据库的交互，该层属 于技术支持层的SQL Server系统；协同设计工具服务器端为协同维修过程的多用户操作提供集中控制功能，该层属 于界面层的人机交互接口；IIS服务器端提供Web服务器功能，该层属于技术支持层的操作系统与网络环境。如图1所示，本发明的协同维修方法中，各步骤的具体过程和功能为Si)生成产品协同维修大纲产品维修部项目经理根据产品维修要求生成产品维 修大纲；S2)明确维修任务和时间要求各维修小组根据维修大纲的要求明确自己的维修 任务和时间点；
S3)系统发出维修通知某个维修任务开始前，系统自动发出协同维修通知给项 目经理，设计人员，工艺人员，制造人员和用户；S4)虚拟维修及仿真维修小组成员使用产品协同维修支撑平台对维修过程进行 仿真和模拟；设计人员，工艺人员，制造人员和用户通过使用协同设计工具参与虚拟维修过 程，根据优先权提出自己的意见和建议；S5)产品维修维修小组成员根据虚拟维修的指导对产品进行维修。在维修过程中维修人员可以从产品协作维修网格门户获得维修相关的所有资源 fn息ο本发明提出的产品协同维修支撑平台的构建包括以下过程1.构建基本的Client/ServeH客户端/服务器)结构的计算机网络，安装 Windows Web 月艮务器 Internet Information Services (IIS)；2.在服务器端安装SQL Server关系数据库管理系统(服务器端)，产品协作维修 网格门户后台软件，在服务器端部署安装协同设计工具服务器端软件；3.在客户机端安装摄像头，三维鼠标，数据头盔，数据手套等虚拟现实硬件设备， 以及安装SQL Server关系数据库管理系统(客户端)，SolidWorks 2009 ( —种三维计算机 辅助设计系统)，部署安装协同设计工具客户端软件，虚拟样机子系统，产品协作维修网格 门户，产品维修性设计及评价软件等软件系统。在计算机网络的支持下，客户端的产品维修用户可以通过SQL Server客户端或者 基于Web的产品维修系统并行查看SQL Server服务器端中数据库中的产品维修数据，可以 就某个维修过程或问题在协同设计工具的支持下展开协同维修，并且同时可以使用虚拟维 修硬件和软件实时观察产品虚拟维修过程。
权利要求
产品协同维修支撑平台，其特征在于从底层到高层依次包括技术支持层、对象层、应用层和界面层；技术支持层包括操作系统与网络环境、SQL Server系统、虚拟维修技术集、协同设计技术集；对象层包括虚拟样机组合模型、装拆顺序模型、人机交互模型和维修应用模型；应用层包括虚拟维修样机建模系统、模拟故障产生系统、维修规划生成系统和维修性评价系统；界面层包括CAD数据获取人机交互界面、故障数据获取人机交互界面、维修动画显示界面、维修性评价报告界面；技术支持层为虚拟维修过程提供基础技术支持，虚拟维修基础技术集为复杂装备基于计算机仿真和虚拟现实技术的虚拟维修过程提供基础支撑技术，协同设计基础技术集为产品协同维修过程提供多媒体实时交互技术；对象层为虚拟维修过程提供操作对象集，虚拟样机组合模型为复杂装备的虚拟维修几何和过程模型的快速构建提供支持；装拆顺序模型为复杂装备虚拟维修的装配和拆卸过程提供数学模型；人机交互模型为虚拟维修过程的人机实时交互提供数学模型，维修应用模型为各类不同目标的维修提供数学模型；应用层在对象层的支持下，提供各类维修的应用软件系统；界面层为虚拟过程提供易学易用的用户界面软件。
2.根据权利要求1所述的产品协同维修支撑平台，其特征在于应用层的虚拟维修样 机建模系统包括样机建模与模型操作子系统、维修动作与过程建模子系统。
3.根据权利要求1所述的产品协同维修支撑平台，其特征在于模拟故障产生系统包 括故障系统仿真子系统和故障检测子系统。
4.根据权利要求1所述的产品协同维修支撑平台，其特征在于维修规划生成系统包 括维修任务子系统、维修作业子系统和维修动作子系统。
5.根据权利要求1所述的产品协同维修支撑平台，其特征在于维修性评价系统包括 维修时间子系统、维修可达性子系统和人素分析子系统。
6.根据权利要求1所述的产品协同维修支撑平台，其特征在于包括客户端和服务器 端，客户端向服务器端发出请求，服务器端再将响应信息发给客户端，客户端从底层向高层 依次包括客户端计算机网络、虚拟维修硬件、SQL Server客户端、协同设计工具客户端、三 维CAD系统、虚拟样机子系统和基于Web的产品维修系统，服务器端从底层到高层依次包括 服务端计算机网络、SQL Server服务器端、协同设计工具服务器端和IIS服务器端；客户端客户端计算机网络为协同维修过程提供基础通信线路和网络连接，该层属于技术支持 层的操作系统与网络环境；虚拟维修硬件即虚拟现实设备，包括数据头盔，数据手套，为协同维修提供硬件相似感 知，该层属于技术支持层的虚拟维修技术集；SQL Server客户端提供数据库数据的客户端访问，该层属于技术支持层的SQL Server 系统；协同设计工具客户端提供协同维修过程中的语音、文本、视频、图形形式的多媒体数据交互支持，该层属于界面层的人机交互接口、维修动画显示界面；三维CAD系统实现建立产品三维模型的功能，该层属于界面层的CAD数据获取界面； 虚拟样机子系统实现产品虚拟样机的建立功能，该层属于应用层的虚拟维修样机建模 系统；基于Web的产品维修系统实现产品虚拟样机的浏览功能，该层属于界面层的人机交互 接口 ；服务器端 服务端计算机网络为协同维修过程提供基础通信线路和网络连接，该层属于技术支持 层的操作系统与网络环境；SQL Server服务器端存放产品维修数据库，协同维修过程数据库的交互，该层属于技 术支持层的SQL Server系统；协同设计工具服务器端为协同维修过程的多用户操作提供集中控制功能，该层属于界 面层的人机交互接口；IIS服务器端提供Web服务器功能，该层属于技术支持层的操作系统与网络环境。
7.根据权利要求1所述的支撑平台的维修方法，其特征在于包括以下步骤51)生成产品维修大纲；52)明确维修任务和时间要求；53)支撑平台系统发出维修通知；54)虚拟维修及仿真；55)产品协同维修。
全文摘要
本发明提供了一种产品协同维修支撑平台及维修方法。本发明的支撑平台从底层到高层依次包括技术支持层、对象层、应用层和界面层；技术支持层包括操作系统与网络环境、SQLServer系统、虚拟维修技术集、协同设计技术集；对象层包括虚拟样机组合模型、装拆顺序模型、人机交互模型和维修应用模型。本发明的维修方法包括S1)生成产品维修大纲；S2)明确维修任务和时间要求；S3)支撑平台系统发出维修通知；S4)虚拟维修及仿真；S5)产品协同维修。本发明能方便地支持位于不同区域的成员的协作和维修，加快维修进度。
文档编号G06F9/44GK101866462SQ201010219159
公开日2010年10月20日 申请日期2010年7月8日 优先权日2010年7月8日
发明者丁毓峰, 盛步云, 罗丹 申请人:武汉理工大学