航空航天虚拟装配和虚拟维修进展综述

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1、2016年第5期导弹与航天运载技术No.5.2016第总第5期349期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.34953文章编号：1004-7182(2016)05-0053-05DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20160512航空航天虚拟装配和虚拟维修进展综述112赵博，刘凤财，向彩霞（1.北京宇航系统工程研究所，北京，100076；2.北京航天长征科技信息研究所，北京，100076）摘要：总结了航空航天领域虚拟装配和虚拟维修技术的应用情况，并分析了后续在中国航天领域的发展趋势，与增强现

2、实技术结合，以国产平台为依托，向着小型化、轻型化的方向发展。关键词：航空航天；虚拟装配；虚拟维修中图分类号：V47文献标识码：ASummaryofVirtualAssembleandVirtualMaintenanceinAerospace112ZhaoBo,LiuFeng-cai,XiangCai-xia(1.BeijingInstituteofAstronauticSystemsEngineering,Beijing,100076;2.BeijingInstituteofAerospaceLongMarchScientifican

3、dTechnicalInformation,Beijing,100076)Abstract:Theapplicationstatusesofvirtualassembleandvirtualmaintenanceinaerospaceathomeandabroadaresummarized,andthedevelopmenttrendsareanalyzed.Virtualassembleandvirtualmaintenancewillbecombinedwithaugmentedreality,therelevantapplica

4、tionsystemwillbecomesmarterandlighter.Keywords:Aerospace;Virtualassemble;Virtualmaintenance0引言本文分析了航空航天虚拟装配和虚拟维修进展，操作维修性属产品设计特性，对于航天器等装备汲取经验教训，聚焦发展方向。尤为重要，它必须在产品设计时确定。其工作内容主要包括：a）从产品设计阶段开始的操作性和维修性1国外研究现状进行设计分析和验证评估；b）研制后期的操作维修1.1战神火箭的虚拟装配技术手册编写；c）交付前开展的操作维修训练等。马歇尔太空飞行中心

5、从1986年起使用数字在传统的工作模式下，维修性分析评估依赖于物化企业互动制造应用软件（DigitalEnterpriseLean理样机，致使维修缺陷发现得相对较晚；维修性分析ManufacturingInteractiveApplication，DELMIA），[2]的自动化程度远不及CAD/CAE/CAM等工程技术，主要用于机器人技术、人机功效学、装配等方面。尤其是定性分析多采用手工方式；传统模式的工作过在阿瑞斯（战神）I型火箭的研制中，采用并行协同程为串行过程，不符合并行工程的要求。的可制造性分析，从可装配性、人机工效、装配环境

6、随着数字样机和虚拟现实（VirtualReality,VR）模拟等方面开展了以下工作：等技术的发展，三维数字样机在设计早期阶段即能够a）装配仿真：验证操作序列和加工方法；优化[1]较好地开展维修性、操作性的分析与验证，评估设装配过程；减少下游生产计划。计方案的可行性和合理性，能够尽早发现设计不协调b）人机工程学（工效学）：识别危险操作；验问题，及时修改设计方案，为缩短研制周期、提升产证装配、测试、操作、维护过程中的可达性。品质量奠定良好的基础，同时可以为后续装备的维修c）工厂（环境）定义与分析：验证操作空间的大小；保障分析、虚拟培训等

7、工作提供基础数据。验证操作顺序和大尺寸加工方案；估算投资总额；识收稿日期：2016-01-29；修回日期：2016-05-17作者简介：赵博（1982-），男，高级工程师，主要研究方向为数字样机技术54导弹与航天运载技术2016年别装配过程中的难点。台。利用多达11个不同的宇航员数字模型，初步模图1和图2为NASA在阿瑞斯I型火箭的研制中拟活动空间、到达储藏处、进入和退出等过程。的仿真情况。通过仿真减少了约100～312.5人/天[2]的工作量，较传统模式减少了1/4的工作量。图1NASA在阿瑞斯I型火箭研制中的维修仿真（级间段）图3

8、洛克希德马丁空间系统公司对猎户座宇宙飞船的仿真猎户座项目的人机工程模拟主要分为2个部分：静态分析和动态分析。首先是进行静态分析，静态人体模型用来确定宇航员在自己的座位上是否“适合”：图2NASA在阿瑞斯I型火箭研制中的仿