民航飞机维修中虚拟维修技术运用分析

李富明

摘要：维修人员在组织开展民航飞机维修工作的过程中，始终要保证其操作简单、快速、有竞争力，在设计前需要科学确定。因此，为了进一步提高民航飞机维修质量，合理运用虚拟维修技术，本文主要针对民航飞机维修中的虚拟维修技术进行设计与评价，并从多个角度提出具体可行的方法，为后续工作提供有效参考。

关键词：民航飞机维修；虚拟维修技术；运用分析

民航飞机的维修性是指对飞机维修工作的满意程度，属于设计的固有属性，即在飞机设计中要考虑到维修问题。虚拟维护技术(Virtual Maintenance)简称VM，该技术将物理世界的形象、直观地表达出来，在计算机生成的虚拟环境中完成一系列的维护工作。本文将简单介绍虚拟维修技术应用方案，并探讨虚拟维修技术在民航飞机维修中的运用。

1虚拟维修技术应用方案

从技术框架的角度来看，虚拟维修技术建模主要分为五项：第一，虚拟人体和工具建模。第二，对虚拟维护环境进行建模。第三，虚拟化维护过程建模。第四，虚拟维修过程的仿真分析。第五，基于虚拟维修仿真的维修性分析与评估模型。在虚拟维修技术的支持下，虚拟建模主要包括对各种设备零件和工具的虚拟人体建模和三维数字建模。建模软件包括CAD和CATIA。

在虚拟维修技术的应用中，评价模型提供了六个功能：第一，可维护性评价。第二，可维护性论证与验证。第三，检修过程的检查。第四，维修培训和评估。第五，产品设计修改建议。第六，工效学评价。要发挥虚拟维修技术在民用航空器维修性评价中的作用，就要重视虚拟维修仿真过程的细化，以维修任务为仿真对象，科学构建虚拟样机，建立维修人员人体模型，实现用户与系统的交互，充分展示整个维修过程，并将飞机仿真维修过程中获得的数据信息提供给飞机维修性分析与评价人员，以做好飞机维修性分析与评价工作。

另外，在基于虚拟维修技术的飞机维修性评估中，应正视评估对象的维修性要求，做好CAD模型设计科学规划维修步骤，做好人体建模和建模工具工作，合理设计参数，在DELMIA进行维修性评估工作，实施维修人员和维修工具的可视性分析，生成维修评估计划。

2虚拟维修技术在民航飞机维修中的运用

2.1创建虚拟环境

在虚拟软件中通过虚拟软件在虚拟环境中创建的方式来模拟飞机内部信息，并导入真实的场景和维修软件信息，让设计人员和测试人员能够更直观地对飞机维护场的真实性进行参考，从而完成维修产品的测试。由于虚拟环境中的电子样机一般以真实的飞机为原型，因此在原型创建过程中，需要利用飞机设计中的几何数字对飞机进行数字化建模。在虚拟样机的建模中，为了进一步提高虚拟系统的数字图形处理速度，可以对飞机内部模型进行优化，实现设计模型的二次处理。在电子样机中虚拟环境的创建过程中，需要分别建立虚拟人物模型和工具模型，然后完成对虚拟维护场景的分解，使虚拟人物模型能够在虚拟场景中完成维护过程。虚拟工具建立后，需要根据所要求的仿真任务完成虚拟样机，再根据维修人员的分解建立各级动作流程，最终完成维修过程。维修过程模拟完成后，相关人员应及时收集模拟数据，处理人体应力、疲劳等误差问题后，输出最终结果。在模型设计中，要注意人体模型能够实现与周围环境的交互，同时又具有容积，从而实现对所显示的飞机维修情况的尽可能准确的模拟。

2.2虚拟仿真维修流程

为了保证飞机维修流程和维修技术的顺利改进，实现产品布局和结构的全方位优化，利用虚拟仿真技术对飞机内部进行预先模拟并进行实验操作，最终应用到飞机维修的实际操作中，具有重要的现实意义。目前，飞机维修虚拟仿真技术主要采用法国推出的Delmia软件进行仿真。在维修实践工作中，可以对维修活动的虚拟环境进行模拟，进而对参与测试的维修人员实现在虚拟环境中对维修工作的系统培训和全面观察。能够全面把握实际维护工作中会出现的问题，并提出解决的修改建议。同时，本系统还具有维修培训功能，也可帮助民航企业培训符合企业要求的维修技术人员。Delmia软件分为三个部分，分别是DPE、DPM和Delmia。这三个不同的部分通过软件的核心相互连接，可以完成数据传输，实现一些日常操作。虚拟仿真维修技术的具体实施流程是先收集工程和资源两种数据，在数据收集完成后进行统一的工艺规划，再将规划好的数据导入装配仿真技术的技术平台。利用技术平台和人工仿真完成工艺可行性分析、操作人员可见性分析、装配部件可达性分析、机架操作便利性分析和工具可达性分析。在收集所有分析数据并达到使用标准后，在工厂进行设计和生产，以确保修复产品的质量。

2.3人体模型和姿态运用

在进行飞机维修虚拟模拟时，代表维修人员的人体模型是必不可少的。在飞机维修仿真中，用假人代替真实的个体来评估飞机维修的整个过程，找到我在产品设计中的作用。利用人体工程学可以实现对改装产品的可视性、可达性、操作空间的舒适性的全面检查，是飞机虚拟维修工作必不可少的一部分。在人体模型的创建中，要满足人体可视化的原则。人体建模的方法有很多，包括表面结构模型、杆模型和层次结构模型。由于不同的模型在结构、精细度、保真度等方面存在差异，设计人员应根据具体情况完成人体建模，以匹配人体模型的测试要求和虚拟维护技术。在实现虚拟维修设计的过程中，维修人员的操作域是可修性分析的主要方面。为了实现操作域的求解，需要对虚拟维修技术中使用的人体模型进行运动学物理分析，从而确定专业人员的维修操作域。虚拟维修技术中引入人体模型，可以有效节省操作时间。

3结语

综上所述，虚拟仿真技术作为一门新兴技术，在航空工业维修设计专业中得到广泛应用。该应用方法对飞机研制中维修技术的维修评估和仿真具有重要的参考意义。在将虚拟维修技术应用于民用飞机维修的过程中，可以通过创建虚拟环境、优化维修流程设计等一系列措施来实现这一目标。本文旨在结合虚拟维修技术在民用飞机维修中的实际情况，多角度分析问题产生的原因，寻找解决方案，制定更加科学合理的方案和策略，从而不断提高工作效率和质量。

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