業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)

維修仿真是通過(guò)采用計(jì)算機(jī)仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)上真實(shí)展現(xiàn)設(shè)備的維修過(guò)程，增強(qiáng)設(shè)備壽命周期各階段關(guān)于維修的各種決策能力，包括維修性設(shè)計(jì)分析、人機(jī)工效分析、維修性驗(yàn)證等。用可視化、路徑化的數(shù)字化維修方案進(jìn)行維修虛擬仿真和3D維修仿真過(guò)程維修仿真分析能夠提供從設(shè)計(jì)到分析再到驗(yàn)證的整套維修工作過(guò)程的工效驗(yàn)證流程，在產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前就充分考慮用戶使用體驗(yàn)，提供面向用戶使用的主動(dòng)設(shè)計(jì)，幫助產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員更好地理解使用性約束。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)交互式的虛擬環(huán)境下的虛擬維修過(guò)程分析驗(yàn)證，全面提升設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。

解決方案

通過(guò)維修性仿真系統(tǒng)的建立，形成維修性仿真應(yīng)用規(guī)范，研究虛擬仿真技術(shù)在為維修性工藝方案設(shè)計(jì)、舒適性評(píng)估和人機(jī)工效評(píng)估的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)虛擬仿真技術(shù)在飛機(jī)維修性領(lǐng)域的工程應(yīng)用。系統(tǒng)總體架構(gòu)如下圖所示。

維修性仿真系統(tǒng)底層需有軟硬件環(huán)境的支持，基于維修性仿真系統(tǒng)，數(shù)據(jù)層可以進(jìn)行維修性仿真數(shù)據(jù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)、人體模型數(shù)據(jù)、人體姿態(tài)數(shù)據(jù)、評(píng)估規(guī)則數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的管理，本期項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)維修性仿真系統(tǒng)環(huán)境的搭建，在仿真環(huán)境的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)人的施工/檢測(cè)、維護(hù)、可視可達(dá)性、可操作性分析、可拆卸性分析、人機(jī)姿態(tài)分析、動(dòng)作分析、舒適性分析。主要實(shí)現(xiàn)：

1）維修性工藝方案驗(yàn)證

針對(duì)多種維修方案，進(jìn)行維修性仿真驗(yàn)證，找出最佳的維修性方案。

2）物理空間尺寸

結(jié)合開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品、該類產(chǎn)品符合的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范性文件、人體數(shù)據(jù)庫(kù)以及執(zhí)行任務(wù)可能的作業(yè)動(dòng)作，進(jìn)行維修性審查，驗(yàn)證操作員與維修環(huán)境物理尺寸可行性。

3）施工可達(dá)性

模塊產(chǎn)品地面自身裝配模擬，模塊產(chǎn)品裝機(jī)施工通道暢通驗(yàn)證，結(jié)合裝機(jī)環(huán)境（如障礙物、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等）模擬如何與裝機(jī)平臺(tái)對(duì)接。

4）檢測(cè)維護(hù)可達(dá)性

產(chǎn)品組裝到位后，設(shè)備如何維修？背后設(shè)備與設(shè)備間電氣互連如何檢測(cè)維護(hù)。

5）可視性

顯控類產(chǎn)品的可視性（最佳視野范圍、可達(dá)視野范圍等），外界可視性等。

6）舒適度、疲勞

結(jié)合產(chǎn)品造型、維修性任務(wù)、維修環(huán)境（如顏色等）、維修時(shí)長(zhǎng)來(lái)模擬人作業(yè)的舒適疲勞度。

價(jià)值收益

• 通過(guò)在虛擬環(huán)境中模擬維修過(guò)程，能在制造物理樣機(jī)前就發(fā)現(xiàn)維修可達(dá)性、工具干涉、人機(jī)工效差等問(wèn)題，避免了后期巨大的設(shè)計(jì)變更和返工費(fèi)用。

• 維修性工程師無(wú)需等待物理樣機(jī)，即可與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)同步開(kāi)展工作，大幅壓縮了“設(shè)計(jì)-驗(yàn)證-修改”的迭代循環(huán)，加快了產(chǎn)品從研發(fā)到上市的整個(gè)流程。

• 通過(guò)仿真優(yōu)化維修流程，能顯著降低平均修復(fù)時(shí)間。

• 維修人員可以在虛擬環(huán)境中反復(fù)練習(xí)復(fù)雜、高危的作業(yè)流程，無(wú)需占用昂貴實(shí)物設(shè)備，也徹底消除了誤操作帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)備損壞風(fēng)險(xiǎn)。

• 通過(guò)仿真可以驗(yàn)證并制定出最優(yōu)、最安全的維修操作規(guī)程，并將其作為標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)教材，確保全球維修團(tuán)隊(duì)都能按照統(tǒng)一、高效、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，提升維修質(zhì)量的一致性和可靠性。

• 仿真過(guò)程產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)（如操作時(shí)間、視角盲區(qū)、受力分析）是優(yōu)化產(chǎn)品和維修流程的寶貴資產(chǎn)，為設(shè)計(jì)決策提供客觀依據(jù)，并沉淀為企業(yè)的核心知識(shí)庫(kù)，用于下一代產(chǎn)品的改進(jìn)。

• 通過(guò)仿真精確分析維修任務(wù)，可以科學(xué)地確定所需備件的種類和數(shù)量、專用工具的需求，避免過(guò)度采購(gòu)和庫(kù)存浪費(fèi)，從而降低備件庫(kù)存成本和物流成本。