一种航天产品总装的人机仿真验证方法
【专利摘要】本发明公开了一种航天产品总装的人机仿真验证方法，计算机将产品三维模型进行格式转换后导入至虚拟环境中，在虚拟环境下，利用计算机对该产品的模型进行三维工艺设计，所有的装配过程都可以简化成仪器设备的直线运动，只有当出现无法确定的装配环节时，计算机则加入合适的人体模型及工具、工装进行人机仿真验证，对装配干涉、装配顺序、人体可视性、人体可达性、人体舒适度、操作空间大小、间隙检查等方面进行验证，通过计算机进行判断是否合理，如出现问题则另选方案继续进行直至彻底解决问题，通过反复进行仿真验证最终达到确定装配方案的目的。
【专利说明】一种航天产品总装的人机仿真验证方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航天产品总装工艺信息化【技术领域】，具体涉及到一种航天产品总装的人机仿真验证方法。
【背景技术】
[0002]总装作为航天产品在研制及批产过程中的最后一道也是最重要的一道关，在军工企业内占据着极其重要的地位，总装的质量好坏将决定最后产品的性能。现阶段国内大部分的军工企业仍是采用纸质的技术文件及图纸，仅仅凭借的经验对产品的总装过程进行工艺设计，这种方式往往会出现经验上的盲区，不能有效地对整个过程进行控制，会接二连三的出现质量问题，大大增加了操作工人的工作量与工作时间，对产品的总装效率带来了一定的影响，制约到了军工企业的发展，是目前国内大部分军工企业需要解决的瓶颈。
【发明内容】
[0003]本发明为了提高航天产品装配工艺质量、优化工艺方案，降低由于产品设计/工装设计/工艺安排不合理带来的产品、周期和成本损失，同时探索出适合实际需求的车间现场可视化装配新模式，在新型号产品的研制过程中，利用全新的仿真方法，在虚拟环境下，完成航天产品设备舱内局部装配过程合理性的人机仿真验证，提供了一种航天产品总装的人机仿真验证方法。
[0004]本发明解决的技术问题:在国内现有的情况下，工艺设计人员在对航天产品进行总装工艺设计时缺少有效的辅助工具，无法很好的避免在总装过程中出现的零件干涉、装配顺序错误、操作空间过小、错装、漏装等现象，利用该技术可以有效地对传统的总装工艺设计进行改进，优化了工艺设计方案，不仅减少了操作工人的工作量与工作时间，也显著提闻了广品总装的效率。
[0005]本发明的技术解决方案:计算机将设计部门下发的产品三维模型进行格式转换后导入至虚拟环境中，在虚拟环境下，工艺人员利用计算机对该产品的模型进行三维工艺设计，所有的装配过程都可以简化成仪器设备的直线运动，只有当出现无法确定的装配环节时，计算机则加入合适的人体模型及工具、工装进行人机仿真验证，对装配干涉、装配顺序、人体可视性、人体可达性、人体舒适度、操作空间大小、间隙检查等方面进行验证，通过计算机进行判断是否合理，如出现问题则另选方案继续进行直至彻底解决问题，通过反复进行仿真验证最终到达确定装配方案的目的。
[0006]本发明与现有技术相比，其显著优点:
I)与传统的二维纸质文件相比，先进的三维工艺设计可以使工艺设计人员在在虚拟环境中360°全方位对模型内外及周围环境进行查看，通过定义仪器设备直线运动的路径来简单有效地反映装配过程，这是传统二维所无法达到的效果。
[0007]2)与传统的二维纸质文件相比，先进的仿真技术可以对在工艺设计过程中出现的不确定的装配环节提前进行验证，以确定其装配的合理性，避免了在实际操作中因出错而造成的返工现象，提高了装配质量与装配效率。
[0008]具体有点如下:
(I)实现了无纸化的三维装配工艺设计，在【技术领域】上迈出了新的一步。
[0009](2)新的三维装配工艺设计更具直观性，加快了工艺设计人员对产品的熟悉与了解。
[0010](3)对不确定的装配环节进行人机仿真可提前验证其装配的合理性。
[0011](4)反复进行人机仿真验证可以优化工艺设计方案，提高装配效率与装配质量。
[0012](5)减少工人的工作时间与工作量，减少返工率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]附图为航天产品总装三维工艺设计过程中的人机仿真方法流程图。
【具体实施方式】
[0014]本发明一种航天产品总装的人机仿真验证方法，步骤如下:
第一步，采用达索公司的DELMIA软件按照航天产品总装工房里的真实场景构建虚拟环境，将产品的三维模型数据导入到该虚拟环境中。
[0015]第二步，采用DELMIA软件，在三维工艺设计过程中按照判断原则对部分工序制定人机仿真方案并进行人机仿真。
[0016]第三步，判断人机仿真结果是否满足装配原则及其合理性，是则继续，否则返回，执行上一步操作。
[0017]第四步，在人机仿真过程中，采用仿真软件定义虚拟环境中仪器设备与工装、工具的移动路径，配合人体模型的调整共同来完成对当前工序中装配内容的仿真。
[0018]第五步，根据产品的实际状态及工艺设计人员的具体需求，可以对装配干涉、装配顺序、人体可视性、人体可达性、人体舒适度、操作空间大小、间隙检查等多方面进行验证，从而分析当前工序中装配方案的合理性。
[0019]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0020]航天产品总装三维工艺设计过程中的人机仿真方法的实现流程如图1所示。进行航天产品三维工艺设计与人机仿真技术运用的具体方法如下:
I)把设计部门下发的航天产品三维模型数据在计算机中进行格式转换，同时采用仿真软件根据总装工房真实场景构建出虚拟环境，并将转换后的三维模型数据导入至虚拟环境中，建立工装、工具、人体模型等数据库，为之后的人机仿真做准备。
[0021]2)在构建的虚拟环境中，根据技术文件及装配原则采用仿真软件模拟仪器设备的实际安装过程，进行三维工艺设计，简单的装配过程可以通过计算机定义仪器设备的移动路径，使其到达正确的安装位置，如某道工序需要进行人机仿真时，则需要加入工装、工具及人体模型进行验证。
[0022]3)采用仿真软件中的间隙检查、干涉碰撞、真实视野等先进算法对当前工序进行人机仿真，判断是否进行人机仿真的原则是从未接触过的操作、关键件与及重要件的操作等，均需要进行人机仿真来验证其装配的合理性。
[0023]4)在人机仿真开始前，在仿真软件构建的虚拟环境中检查模型，仪器设备，工具工装，人体数据等状态是否与实际状态一致，确认已安装的仪器设备的位置无误，待安装的仪器设备与相应的工装、工具准备完善，从仿真软件人体数据库中载入的人体模型姿势正确，处于待装状态，最后调整到一个合适的观察视角。
[0024]5)若人机仿真的结果与装配原则相矛盾，则可以根据出现的问题及不满意的地方重新制定或是优化仿真方案，让计算机先将虚拟环境恢复至仿真开始前的状态，然后重新进行人机仿真，再根据仿真过程及结果进行判断，如此反复直至满意为止。
【权利要求】
1.一种航天产品总装的人机仿真验证方法，其特征在于步骤如下: 第一步，采用达索公司的DELMIA软件按照航天产品总装工房里的真实场景构建虚拟环境，将产品的三维模型数据导入到该虚拟环境中； 第二步，采用DELMIA软件，在三维工艺设计过程中按照判断原则对部分工序制定人机仿真方案并进行人机仿真； 第三步，判断人机仿真结果是否满足装配原则及其合理性，是则继续，否则返回，执行上一步操作； 第四步，在人机仿真过程中，采用仿真软件定义虚拟环境中仪器设备与工装、工具的移动路径，配合人体模型的调整共同来完成对当前工序中装配内容的仿真； 第五步，根据产品的实际状态及工艺设计人员的具体需求，可以对装配干涉、装配顺序、人体可视性、人体可达性、人体舒适度、操作空间大小、间隙检查等多方面进行验证，从而分析当前工序中装配方案的合理性。
【文档编号】G06F17/50GK104252553SQ201310267035
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月29日 优先权日:2013年6月29日
【发明者】陈伟, 刘玉广, 刘腾 申请人:南京晨光集团有限责任公司