CN105488575A - 一种基于虚拟拆装的航空产品维护工序沉浸式方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于虚拟拆装的航空产品维护工序沉浸式方法，属于航空维修设计领域。所述方法包括:S1、构造航空产品拆装的数字化环境；S2、根据航空产品固化的技术状态，整理出所述航空产品的拆装基础信息；S3、将航空产品及拆装人员植入沉浸式环境；S4、编制航空产品维护工序。通过构建的数字化沉浸式环境，编制航空产品使用维护工序的工艺人员可以在其中进行产品的虚拟拆装，为准确、高效的编制航空产品的维护工序提供一种新的技术途径，本发明高度逼真、自然的交互环境,使人可以直接对产品虚拟原型进行交互操作，人机协同地进行工序规划,并实时地观察拆装过程及其产生的效果。

Description

一种基于虚拟拆装的航空产品维护工序沉浸式方法

技术领域

本发明属于航空维修设计领域，具体涉及一种基于虚拟拆装的航空产品维护工序沉浸式方法。

背景技术

准确编制航空产品的使用维护工序有利于产品后期的现场使用效率，保证产品使用的可靠性，在常规的使用维护工序设计中，编制主要以产品的技术说明书等文字资料为基础，编制人员对信息的理解程度的好坏是决定所编工序是否正确的主要基础，往往存在获取信息效率低，产品拆装相互关联关系不明朗，字面内容不易理解等问题，随着数字化技术的快速发展，构建虚拟环境进行沉浸式的环境操作已经成为发展的主流，只有直观了解产品的拆装过程，才能便于解决常规编制过程中出现的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于虚拟拆装的航空产品维护工序沉浸式方法，应用航空产品数字化技术构建航空拆装的虚拟环境，实现产品的沉浸式拆装，可以使工艺人员在编制产品工序的时候，直观了解产品的拆装过程，便于解决常规编制过程中出现的问题。

本发明基于虚拟拆装的航空产品维护工序沉浸式方法，主要包括以下步骤:

S1、构造航空产品拆装的数字化环境；

S2、根据航空产品固化的技术状态，整理出所述航空产品的拆装基础信息；

S3、将航空产品及拆装人员植入沉浸式环境；

S4、编制航空产品维护工序。

优选的是，所述构造航空产品拆装的数字化环境，包括：

S101、确定需要拆装产品所在舱区，基于所在舱区涉及的结构三维模型数据，进行所述舱区组合构建，形成基础拆装数字化环境；

S102、收集需要拆装产品所在位置涉及拆装的周围产品的三维数据模型，并与所在舱区进行数据匹配，形成拆装周围产品的数字化环境；

S103、收集需要拆装产品与所述周围产品的连接管路三维数据模型，形成管路数字化环境。

在上述方案中优选的是，所述构造航空产品拆装的数字化环境包括采用ICIDO软件构建。

在上述方案中优选的是，所述将航空产品及拆装人员植入沉浸式环境包括：

S301、将拆装的数字化产品与沉浸式环境进行接口匹配、位置确定；

S302、采集拆装工艺人员位置，并输入至沉浸式环境；

S303、将数字化产品与所述拆装工艺人员的数据相互锁定。

在上述方案中优选的是，在步骤S302中，采用红外定位装置采集拆装工艺人员位置。

在上述方案中优选的是，所述将航空产品及拆装人员植入沉浸式环境包括采用RTID软件实施。

在上述方案中优选的是，所述编制航空产品维护工序包括：

S401、明确所需拆装产品的通道途径；

S402、判断操作的可实现性；

S403、根据航空产品的安装方式进行产品虚拟拆装，给出维护工序。

通过构建的数字化沉浸式环境，编制航空产品使用维护工序的工艺人员可以在其中进行产品的虚拟拆装，为准确、高效的编制航空产品的维护工序提供一种新的技术途径，本发明高度逼真、自然的交互环境,使人可以直接对产品虚拟原型进行交互操作，人机协同地进行工序规划,并实时地观察拆装过程及其产生的效果。

附图说明

图1为本发明基于虚拟拆装的航空产品维护工序沉浸式方法的一优选实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明的目的是为解决航空产品工序编制提供一种新的思路和方法。虚拟现实的沉浸性、交互性和实时性为工艺人员提供一种高度逼真、自然的交互环境，使人可以直接对虚拟原型进行交互操作，人机协同地进行工序规划,并实时地观察拆装过程及其产生的效果。这种工作方式最大限度地发挥了人的智慧和创造力,通过虚拟沉浸式环境,提高了工艺人员的设计水平。

为实现上述目的本发明给出了一种基于产品虚拟环境的沉浸式拆装方法，该方法可以利用直观、交互的方式，将航空产品正确的拆装过程直观的呈现给工序编制人员。

本发明是一种基于虚拟拆装的产品维护工序沉浸式方法，按照以下四个步骤进行：

步骤一：航空产品拆装数字化环境构造

需要说明的是，数字化环境是指利用多媒体、网络技术，将主要信息资源数字化，并实现数字化的信息管理方式和沟通传播方式，从而形成高度信息化的拆装环境，本实施例中，航空产品拆装数字化环境包括拆装产品所在舱区、舱区周围机构以及舱区与周围环境的管路设施等。

本实施例中，首先，确定需要拆装产品所在舱区，基于所在舱区涉及的结构三维模型数据，进行舱区组合构建，形成基础拆装数字化环境；

其次，进行产品所在位置涉及拆装的(可达性考虑)周围产品构建，需要收集相关的三维数据模型，并与所在舱区进行数据匹配，形成拆装周围产品的数字化环境；

而后，进行产品所在位置管路等附件构建，收集产品涉及的电缆、液压、供氧等电液关联的管路三维数据，利用ICIDO软件，形成管路数字化环境。

可以理解的是，ICIDO软件是为用户提供的虚拟现实解决方案和可视化设计制造决策平台，本实施例中，采用ICIDO软件构造航空产品拆装数字化环境的主要方法为：

将航空产品三维数据格式的模块，经ICIDO软件处理后输入虚拟环境中；

利用ICIDO软件专用模块功能进行航空产品数据识别，融合进虚拟环境中；

利用ICIDO软件特定模块，将航空产品数据特征进行处理，虚拟适合为配合拆装的运动状态。

步骤二：航空产品拆装基础信息构建

航空产品拆装需要根据产品固化的技术状态为基础，整理出航空产品拆装基础信息，并为产品制定出相应的产品拆装信息表；此外还需要汇总分析相似产品的使用经验，并给出所拆装产品在使用维护中可能存在的问题，为后续的沉浸式拆装提供参考。

需要说明的是，技术状态是指在技术文件中规定的并在产品中达到的物理特性和功能特性，通过固化的技术状态，可以了解航空产品的整个组织流程、拆解流程等等相关技术，据此制定出相应的产品拆装信息表如表1所示。

表1某航空产品拆装基础信息

步骤三：航空产品及拆装人员植入沉浸式环境

航空产品和人员的沉浸主要包括三方面的工作：一是所需拆装产品植入进沉浸式环境中，需要进行数据导入，空间位置确定及管路接口匹配连接；二是拆装工艺人员植入沉浸式环境，采用红外定位装置，对人员的关键数据进行采集输入，软件进行辨识后植入虚拟环境中；最后，需要在虚拟环境条件下，将数字化产品及拆装人员的数据相互锁定，为拆装过程建立运动模式环境。

虚拟环境条件下，人员的辨识及定位依靠RTID软件实现，方法为：

1)将某航空产品三维数据格式的模块，经RTID软件处理后，输入虚拟环境中；

2)利用RTID软件专用模块功能进行某航空产品及人员的数据识别，融合进虚拟环境中；

3)利用RTID软件运动模块识别功能将某航空产品及人员的相互运动轨迹进行锁定。

需要说明的是，RTID软件，即人机工程实时互动系统”是一种软件扩展模块，它可以在虚拟环境中对数字人体模型进行实时的交互式模拟。在本实施例中，可选择该软件中Delmia资源库中的各种人体模型，可激活或关闭独立关节点，定义工具和运动部件，具体导入过程不再赘述。

步骤四：航空产品维护工序编制方法

数字化沉浸式环境中航空产品维护工序的编制重点需确定三面的内容：一是明确拆装通道是否合理；二是确定相关的拆装接口；三是明确合理、规范的拆装方式，给出拆装步骤。

通过操作人员在沉浸式环境中，采用合理的动作，接触及排查所需拆装产品的通道途径，包括机身口盖、移出路径；然后，在接触到航空产品后进行电液接口的拆装，同时判断操作的可实现性，评估拆装实际效，；最后，根据航空产品的安装方式进行产品虚拟拆装，给出合理的维护工序。

通过构建的数字化沉浸式环境，编制航空产品使用维护工序的工艺人员可以在其中进行产品的虚拟拆装，为准确、高效的编制航空产品的维护工序提供一种新的技术途径，本发明高度逼真、自然的交互环境,使人可以直接对产品虚拟原型进行交互操作，人机协同地进行工序规划,并实时地观察拆装过程及其产生的效果。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于虚拟拆装的航空产品维护工序沉浸式方法，其特征在于,包括:

S1、构造航空产品拆装的数字化环境；

S2、根据航空产品固化的技术状态，整理出所述航空产品的拆装基础信息；

S3、将航空产品及拆装人员植入沉浸式环境；

S4、编制航空产品维护工序。

2.如权利要求1所述的基于虚拟拆装的航空产品维护工序沉浸式方法，其特征在于：所述构造航空产品拆装的数字化环境，包括：

S101、确定需要拆装产品所在舱区，基于所在舱区涉及的结构三维模型数据，进行所述舱区组合构建，形成基础拆装数字化环境；

S102、收集需要拆装产品所在位置涉及拆装的周围产品的三维数据模型，并与所在舱区进行数据匹配，形成拆装周围产品的数字化环境；

S103、收集需要拆装产品与所述周围产品的连接管路三维数据模型，形成管路数字化环境。

3.如权利要求1所述的基于虚拟拆装的航空产品维护工序沉浸式方法，其特征在于：所述构造航空产品拆装的数字化环境包括采用ICIDO软件构建。

4.如权利要求1所述的基于虚拟拆装的航空产品维护工序沉浸式方法，其特征在于：所述将航空产品及拆装人员植入沉浸式环境包括：

S301、将拆装的数字化产品与沉浸式环境进行接口匹配、位置确定；

S302、采集拆装工艺人员位置，并输入至沉浸式环境；

S303、将数字化产品与所述拆装工艺人员的数据相互锁定。

5.如权利要求4所述的基于虚拟拆装的航空产品维护工序沉浸式方法，其特征在于：在步骤S302中，采用红外定位装置采集拆装工艺人员位置。

6.如权利要求4所述的基于虚拟拆装的航空产品维护工序沉浸式方法，其特征在于：所述将航空产品及拆装人员植入沉浸式环境包括采用RTID软件实施。

7.如权利要求1所述的基于虚拟拆装的航空产品维护工序沉浸式方法，其特征在于：所述编制航空产品维护工序包括：

S401、明确所需拆装产品的通道途径；

S402、判断操作的可实现性；

S403、根据航空产品的安装方式进行产品虚拟拆装，给出维护工序。