基于UNITY交互式虚拟维修仿真系统的研究

基于UNITY强大的虚拟仿真功能和便捷的交互性,在UNITY虚拟仿真平台下,通过与KINECT的交互接口设计,实现在虚拟维修环境下对虚拟人的运动控制,以虚拟人来进行相关部件维修操作。结合维修过程分解的思想并引用维修动素概念,通过设计维修动素类的时间方法来实现在虚拟维修系统中对航空设备维修性时间参数的分析与估计,为产品研制阶段并行开展维修性定量分析提供了方法和思路。     

基于虚拟维修仿真的维修性分析技术研究及系统实现

在中国国家自然科学基金项目《并行设计中产品维修性模型研究》资助下，以维修性设计分析适应产品设计数字化、集成化趋势为背景与需求，对虚拟维修仿真以及基于虚拟维修仿真的维修性分析技术进行理论与相关技术研究，开发维修性设计分析系统。对所涉及的理论、技术及系统开发成果进行学术总结。 根据并行工程理论，设计阶段必须考虑产品的维修问题，需要开展维修性设计。维修性是通过维修过程所体现的一种质量特性，必须通过人-产品-工具/设施/设备的相互作用才能准确发现存在的问题，现有的维修性分析技术难以在设计阶段对上述任务进行分析，虚拟现实技术是解决该问题的途径。开展6方面的研究工作。 基于虚拟维修仿真的维修性分析系统的结构框架。分析基于虚拟维修仿真的维修性分析的内涵，明确其基本过程、手段及目的，总结出该技术的4个主要特点，包括维修过程和维修环境的全数字化、与实际维修的相似性与一致性、能同时满足经济性和及时性要求、良好的集成特性；提出包括界面层、应用层、对象层和技术支持层的系统结构框架；明确需要解决维修过程分解与动作分类、虚拟维修样机、虚拟维修仿真、维修性分析等4项关键技术。     

虚拟维修仿真中维修动素的设计与实现

针对虚拟维修仿真中人体运动以及人 -机交互作用控制复杂、效率低的问题 ,提出了一种包含维修、维修事件、维修作业、维修作业单元、维修动素的分解层次结构 ,该结构利用动素实现对虚拟仿真软件系统控制函数的封装。分析了维修仿真对动素的要求 ,给出了维修动素的分类及定义。以典型动素人的移动、抓取、使用工具等为例 ,讨论了动素设计与实现的思路和方法。以Jack软件为平台 ,采用基于动素的交互式图形编程方法 ,开发了虚拟维修仿真系统原型 ,并以变速箱的拆卸为例进行了验证     

虚拟维修仿真中维修动素的设计与买现

针对虚拟维修仿真中人体运动以及人一机交互作用控制复杂、效率低的问题，提出了一种包含维修、维修事件、维修作业、维修作业单元、维修动素的分解层次结构，该结构利用动素实现对虚拟仿真软件系统控制函数的封装。分析了维修仿真对动素的要求，给出了维修动素的分类及定义。以典型动素人的移动、抓取、使用工具等为例，讨论了动素设计与实现的思路和方法。以Jack软件为平台，采用基于动素的交互式图形编程方法，开发了虚拟维修仿真系统原型，并以变速箱的拆卸为例进行了验证。     

基于蒙特卡罗法与赌轮规则的系统维修时间仿真模型研究

维修时间是系统维修性的重要指标，是进行系统维修性预计分配评估和验证的基础。研究了传统的维修性定量分析模型，分析了维修性定量分析模型在实际应用中的局限性，阐述了用蒙特卡罗法进行系统维修时间仿真的一般方法，提出了基于赌轮规则的维修路径选择算法，建立了系统维修时间仿真模型。结合某电源系统给出了应用实例，结果表明，建立的系统维修时间仿真模型对单个故障和多个故障引起的系统失效问题的维修时间仿真均可适用。     

生产系统设备预防性维修控制策略的仿真优化

为了有效地降低设备故障的维修与设备维护成本,提出了用计算机仿真方法实现预防性维修的关键技术。运用残余役龄和残余因子的概念,推导了三种故障维护策略下故障时间的随机抽样公式,给出了仿真分析的一般步骤,建立了有限时间区间下设备预防性维修控制策略的数学模型,对该模型进行了仿真分析,并用数值解法的结果验证了仿真结果,结果表明,仿真具有较高的精度,是一种研究设备维护策略的有效方法。     

多级多层备件供应链需求建模与仿真

为提高大型复杂装备的备件满足率,降低企业备件服务费用,在对多级多层备件需求特点进行分析的基础上,提出了多级多层备件供应链需求仿真建模方法,给出了修复性维修活动备件需求仿真模型和预防性维修活动备件需求仿真模型,通过一次抽样就可以确定可修产品的一级备件需求.在确定备件需求的基础上给出了备件费用估算方法.构建了多级多层备件供应链备件需求确定的仿真算法,可以对多级多层备件供应链的备件需求进行仿真计算.通过某型IT设备多级多层备件需求仿真计算案例,得出了该设备在规定时间内多级多层备件需求量仿真结果,验证了模型的可行性和合理性.     

基于人机集成模型的生产单元协作维修策略仿真

为了分析维修人员自治性和协作性对生产单元修复性维修过程的影响,并优化修复性维修策略,建立了生产单元人机集成仿真模型,阐述了模型的结构框架、维修主体的协作行为以及模型的运行原理。基于该集成仿真模型,以某摩托车发动机生产单元为研究对象,对修复性维修策略进行了对比仿真研究。仿真结果表明,维修操作者的协作行为对该生产单元设备运转率、维修员利用率、运转率波动度和维修薪酬均具有显著影响,生产单元人机集成仿真模型可对修复性维修方案进行动态和定量评价,从而帮助制造组织对修复性维修策略进行优化决策。     

基于Petri网的虚拟维修动作流程层次化建模研究

本文将维修事件的维修动作流程自顶向下进行层次化分解,建立了各层次动作流程,借鉴并扩展了人机功效的动素概念,将维修动作细分至动素级。然后将动素过程流映射至Petri网,建立了虚拟维修动作流程Petri网模型。最后封装虚拟现实软件的基本动作函数为动素单元,利用Petri网模型实现了对动素单元的重复调度使用。基于Jack的验证结果表明,依据该模型可快速逼真地实现虚拟维修动作流程仿真。     

EON Studio环境下基于Petri网的虚拟维修技术研究

在描述维修过程方面,现有的虚拟维修过程建模缺乏将抽象的维修任务描述与底层的仿真动作相结合.针对此问题介绍了一种基于Petri-Eon Studio的虚拟维修仿真系统,给出了一个虚拟维修系统框架.对维修过程采用任务层和动作层元素相结合进行描述,组成维修任务、维修工序、维修工步、动作单元和基本姿势构成的多层次结构.用Petri网描述维修任务并对维修过程进行建模,用Eon Studio提供的动作仿真方法进行动作层的实现.将Petri网模型和Eon Studio的仿真程序集成在Visual C++6.0平台上,用Petri网模型的分析结果驱动虚拟场景进行维修仿真,并控制维修仿真过程.     

石化旋转机械维修方式优化

为了降低维修费用,有效地利用有限的维修资源,对石化旋转机械进行了雏修方式优化研究.以确保机械设备安全与可靠的前提下,在以可靠性为中心的维修(RCM)理论指导下,提出了便于工程应用的维修方式选择方法.其中,雏修方式的选择采用逻辑分析流程,以故障模式为分析对象,首先进行故障模式分析、故障原因和根本原因分析,针对故障根源,提出根治措施,然后依据故障模式的重要度评价维修结果和故障模式的技术特性进行维修资源优化配置.以单位时间内维修费用最小为目标,建立了定量化的基于Monte-Carlo仿真的视情维修周期优化模型,并给出了相应的仿真流程.以离心泵为分析实例,说明了该模型的有效性.     

基于DELMIA的转向架虚拟装配过程仿真

转向架是轨道车辆走行部的关键部分。因此,研究其装配工艺规划和验证方法具有重要意义。通过对某典型型号转向架的结构以及装配工艺进行分析,介绍了基于DELMIA的转向架装配顺序仿真和装配人机仿真的具体流程。对转向架整个装配过程进行装配顺序仿真和人机工程仿真,并生成相应的分析报告。装配顺序仿真能够生成装配过程中转向架零部件之间或者转向架与产品之间的干涉报告,人机工程仿真从装配特性和生理特性两方面对操作人员进行分析,得到操作人员的舒适性以及体力消耗报告。研究对改善转向架装配过程,缩短工艺规划时间,实现转向架装配数字化设计具有一定指导意义和应用价值。     

小波变换与傅里叶变换应用于电力谐波检测中的理论研究

电力系统中存在大量谐波,且谐波检测难度较大。因此,在现有研究的基础上对其展开理论研究,并提出了一种联合检测方法:首先对信号按频率进行分解,低频部分通过FFT法确定各次谐波含量。高频部分通过小波变换法分解和处理,并通过小波变换获得信号谐振发生时间点和谐振幅值大小,同时将高频部分中的噪声信号滤掉,最后对分解并处理后的信号进行重构。所设计的方案能够有效提高谐波频域检测和分析的精确度。进一步仿真表明,提出的谐波检测方案能够满足测量各次谐波含有率标准的要求。     

基于Flexsim的装备维修系统仿真研究

深入分析了装备维修系统的建模要素,研究了应用Flexsim进行装备维修系统仿真的基本流程和建模方法.通过对某型通信装备维修系统的实例分析,找出了影响该维修系统运行效率的瓶颈环节,并进行了优化设置.仿真结果表明,基于Flexsim的仿真方法能够有效评价和优化装备维修系统的配置,且具有高度可视化的特点.     

RCM在舰载电子系统维修分析中的应用

为了提高装备预防维修的效率,应用RCM理论,分析了在预防维修中的一种策略,并以装备的可用性为目标,应用蒙特卡洛的方法,仿真确定出预防维修的时间间隔。     

服务水平约束下的多-单维修备件协同库存控制模型及其仿真研究

针对泊松分布需求下的多-单维修备件协同库存控制系统,通过对维修备件库存控制方法的研究,提出了基于服务水平约束的维修备件协同库存控制数学模型及其求解算法,系统仿真验证了数学模型及其求解算法的有效性,通过灵敏度分析找出了影响数学模型的关键因素。     

面向重组维修的机械系统可靠性建模与仿真

机械设备发生故障时需要及时对失效的零件进行更换,重组维修过程实际上破坏了原有的系统可靠性模型,因此需要对系统可靠性模型进行重构.基于机械系统中零件的失效时间分布密度函数,研究重组维护中机械系统在服役期间零件年龄分布规律,重构了机械系统可靠性数学模型.以零件失效时间是韦布分布函数为例,通过数值仿真分析零件失效时间分布密度函数的参数对系统可靠度的影响,对指导以可靠性为核心的机械系统维护具有重要意义.     

发动机缸体生产线同步维修策略研究

为了研究对某汽车发动机生产线上的设备实施同步维修,对该条生产线近3年来的设备维修数据进行了统计分析,按故障次数、维修时间、停台时间和停台与维修时间之比,确定出关键维护设备。应用蒙特卡罗仿真法,对该生产线上相近可靠性特征值的3台设备进行了基于经济性的同步维修研究。仿真结果表明,同步维修费用均值为事后维修费用均值的84．2％,节省维修费用15．8％。     

面向再制造的基于Pro/Toolkit的拆卸仿真

产品拆卸是再制造工程中重要的环节,拆卸的好坏直接影响产品再制造性。通过研究Pro/Toolkit二次开发的方法,得到拆卸仿真系统开发的流程:建立产品拆卸模型,提取模型拆卸信息,规划产品拆卸序列,进行产品再制造拆卸评估。研究了层次概率模糊认知图的数学模型规化拆卸序列的方法,得出了实现变速箱目标拆卸的最优拆卸序列。分析了拆卸仿真系统的再制造拆卸评估准则,给出了从零件的拆卸时间、拆卸费用、环境性影响、经济性、可拆卸度性、再制造性、回收价值性、零件耐用性、再制造工艺性、技术稳定性等方面进行产品再制造评估的改进算法。最后使用MFC对话框设计技术设计再制造拆卸仿真系统的对话框,得到面向再制造的拆卸仿真系统。     

[养护维修装备]采用有限元法的捣固、稳定、测量一体化仿真车设计

运用有限元仿真分析,研发了集捣固、稳定、测量工作装置于一体的应急起复仿真车,通过对10种工况进行分析,以证明车体刚度、强度满足要求,以及受载分布的合理性。研发过程中解决了整机布局、多工作装置共用同一车体以及反复的快速脱轨、起复等技术难题,实现了钢轨和基础设施维修的应用培训,以及大型养路机械应急抢修的故障模拟和快速离轨与起复的功能仿真,能够经济、有效、高质地培养钢轨维修、应急救援人员,并确保线路繁忙时,大型养路机械的进场、施工、撤出全过程在线路“天窗”封锁时间内完成。