基於數字樣機的民機虛擬維修訓練關鍵技術研究

《基於數字樣機的民機虛擬維修訓練關鍵技術研究》是依託南京航空航天大學，由孫有朝擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於數字樣機的民機虛擬維修訓練關鍵技術研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：孫有朝
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

深入研究民機虛擬維修訓練的基本原理、方法與關鍵技術，構建支持民機虛擬維修訓練的基本理論、方法和模型體系：研究虛擬維修訓練信息建模理論與方法，建立支持虛擬維修訓練的產品拆裝信息模型與維修任務需求信息模型；研究維修作業過程描述模型的構建方法，建立維修工作過程推理機制，構建虛擬維修過程仿真模型；研究基本維修作業人體動作模型與基本維修作業時間模型，構建面向維修的人體動作模型；研究維修知識表示方法、維修訓練任務決策推理機以及維修訓練過程回響機制，提出維修知識智慧型學習與智慧型維修訓練方法；研究基於知識的虛擬維修訓練評估方法，建立虛擬維修訓練評估指標體系與維修訓練評價模型；針對民機起落架系統，研究建立虛擬維修訓練原型試驗系統，實現理論、方法與模型驗證。本項目研究，對推動民機數位化維修和維修訓練技術的發展、提高民機維修訓練效率、縮短訓練時間、降低訓練成本等具有重要的理論意義和現實意義。

結題摘要

本項目針對虛擬維修訓練信息與過程仿真、面向維修的拆卸與裝配方法以及智慧型學習、訓練與評估方法開展了深入研究，設計與開發了民機虛擬維修原型試驗系統: （1）提出了虛擬維修訓練信息建模方法，基於維修對象、維修過程和維修任務等相關信息，建立了支持虛擬維修訓練的產品拆裝信息模型與維修任務需求信息模型； （2）建立了基於著色隨機時間Petri網的維修過程描述模型、維修過程推理機制，建立了人體形態模型和維修作業人體動作模型，生成了面向維修的人體全局姿勢庫，提出了基於模特法計算基本維修作業時間的方法，構建了虛擬維修過程的仿真模型； （3）採用無向圖構建部件聯接模型，提出了部件與聯接件維修拆卸序列規劃方法，並以拆卸工具更換次數最少為研究目標，採用遺傳算法建立了拆卸序列的規劃方法，建立了維修對象的最優拆卸模型； （4）採用面向維修裝配多維度體系建模方法，結合維修裝配模型信息匹配算法，構建了面向維修的裝配序列規劃模型，建立了基於粒子群算法的裝配序列最佳化方法，提出了裝配序列規劃的最優模型； （5）採用空間均勻格線層次包圍算法開展了面向維修的快速碰撞檢測，研究了維修人員操作行為回響機制，結合產生式規則知識表示方法，建立了虛擬維修訓練操作回響模型； （6）提出了基於案例的維修知識智慧型學習與訓練方法，建立了虛擬維修訓練評估方法體系； （7）基於DELMIA環境構建了維修作業仿真平台，以某型民機起落架數字樣機為例，開發了虛擬維修訓練原型試驗系統，實現了虛擬維修模擬訓練及其訓練過程的智慧型學習、分析與評估。 本項目的研究成果對推動民機數位化維修和維修訓練技術的發展、提高民機維修訓練效率、縮短訓練時間、降低訓練成本等具有重要的理論意義與工程實踐價值。