CN107203815A - 一种预计维修时间的方法及装置 - Google Patents

一种预计维修时间的方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107203815A
CN107203815A CN201710325710.5A CN201710325710A CN107203815A CN 107203815 A CN107203815 A CN 107203815A CN 201710325710 A CN201710325710 A CN 201710325710A CN 107203815 A CN107203815 A CN 107203815A
Authority
CN
China
Prior art keywords
maintenance
therblig
time
product
correction factor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710325710.5A
Other languages
English (en)
Inventor
王维
黄敏
张威
耿杰
吕川
冯维佳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Original Assignee
Beihang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CN201710325710.5A priority Critical patent/CN107203815A/zh
Publication of CN107203815A publication Critical patent/CN107203815A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/06Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/20Administration of product repair or maintenance

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

本发明公开了一种预计维修时间的方法及装置,涉及维修时间预计技术领域,其方法包括:通过对待维修产品的维修任务进行维修分解,得到多个维修动素;利用虚拟维修仿真平台结合预定动作时间机制获取每个维修动素的标准维修动作时间;利用维修产品的维修因素,确定每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数;根据所确定的每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数,预计所述待维修产品的维修时间。

Description

一种预计维修时间的方法及装置
技术领域
本发明涉及维修时间预计技术领域,特别涉及一种预计维修时间的方法及装置。
背景技术
维修时间是产品维修性设计中一个非常重要的定量评价因素,产品维修性水平一定程度上影响着维修效率及保障资源,在产品设计初期对维修时间预计避免了维修性设计的滞后性。传统的维修时间预计方法多以经验法为主,其预计方法通常是借鉴前期产品或相似产品,通过比较相似功能模块或结构,类比地进行维修时间预计,预计过程较依赖于相似产品的数据,较难反应出新研制产品在维修时间设计方面的详细信息和维修作业过程,而利用物理样机开展维修时间预计不仅在时间上有很大的滞后性,而且又会浪费大量的人力和物力资源,且对于产品的改进所起到的效果由于其滞后性会大打折扣。
虚拟维修仿真是以数字样机和虚拟人为核心的交互过程,操作者通过驱动虚拟人根据维修作业程序对数字样机进行拆卸,整个过程充分利用虚拟样机在虚拟环境下通过虚拟人的操作将产品全部或部分维修过程进行真实地反应。而且,虚拟维修仿真软件提供了维修性定性评价的工具,通过虚拟维修仿真可以评价产品的可达性以及人体作业舒适度等,借鉴这些定性的维修性因素可以对维修时间进行修正从而得到更为真实准确的维修预计时间。
PTS(Predetermind Time System,预定时间标准)法是国际公认的制定时间标准的先进技术方法。它将操作者的作业,分解为预先规定的几个基本动作,然后代入这些基本动作的理论时间值,最后将各个时间值累计得到标准作业时间。预定时间标准方法包括MTA(Motion Time Analysis,动作时间分析),WF(Work Factor,工作因素法), MTM(Methods-Time-Measurement,时间测量方法)和MOD(Model timing,模特排时法)等。MOD法是由Heyde博士在1966年通过长期的观察研究提出。MOD法的基本原理是基于人机工程学的实验,利用预先为各种动作制定的时间标准来确定各种作业的作业时间。 MOD法因其简单易学、容易操作等优势广泛运用于工业工程领域中流水线作业时间的预计。
发明内容
根据本发明实施例提供的方案解决的技术问题是传统的维修时间预计方法中对过往产品或相似产品的依赖性和维修时间预计的不确定性。
根据本发明实施例提供的一种预计维修时间的方法,包括:
通过对待维修产品的维修任务进行维修分解,得到多个维修动素;
利用虚拟维修仿真平台结合预定动作时间机制获取每个维修动素的标准维修动作时间;
利用维修产品的维修因素,确定每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数;
根据所确定的每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数,预计所述待维修产品的维修时间。
优选地,所述维修产品的维修因素包括维修人员操作舒适度、维修产品可达性以及维修产品维修环境;其中,所述维修产品可达性包括视觉可达、实体可达以及操作空间。
优选地,所述利用虚拟维修仿真平台结合预定动作时间机制获取每个维修动素的标准维修动作时间包括:
通过虚拟维修仿真,确定每个维修动素在维修仿真过程中的预定维修动作个数;
通过结合预定动作时间机制,获取每个预定维修动作的理论维修时间;
通过将所获取的每个预定维修动作的理论维修时间进行累计处理,得到每个维修动素的标准维修动作时间。
优选地,所述利用维修产品的维修因素,确定每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数包括:
通过对维修人员操作舒适度的维修分析,确定维修人员操作舒适度对维修动素标准维修动作时间的第一维修修正系数;
通过对维修产品可达性的维修分析,确定维修产品可达性对维修动素标准维修动作时间的第二维修修正系数;
通过对维修产品维修环境的维修分析,确定维修产品维修环境对维修动素标准维修动作时间的第三维修修正系数;
通过将所述第一维修修正系数、所述第二维修修正系数以及所述第三维修修正系数进行累加,得到每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数。
优选地,所述通过对维修产品可达性的维修分析,确定维修产品可达性对维修动素标准维修动作时间的第二维修修正系数包括:
根据维修产品的视觉可达范围,确定视觉可达性对维修动素标准维修动作时间的视觉可达性维修修正系数;
根据维修产品的实体可达范围,确定实体可达性对维修动素标准维修动作时间的实体可达性维修修正系数;
根据维修产品的操作空间范围,确定操作空间对维修动素标准维修动作时间的操作空间维修修正系数;
通过将所述视觉可达性维修修正系数、所述实体可达性维修修正系数以及所述操作空间维修修正系数进行比较,将比较结果中数值最大维修修正系数的作为第二维修修正系数。
优选地,所述根据所确定的每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数,预计所述待维修产品的维修时间包括:
根据所确定的每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数和标准维修动作时间,预计每个维修动素的维修时间;
将所述待维修产品中所有的维修动素的维修时间进行累加求和,得到所述待维修产品的维修时间。
根据本发明实施例提供的一种预计维修时间的装置,包括:
分解模块,用于通过对待维修产品的维修任务进行维修分解,得到多个维修动素;
获取模块,用于利用虚拟维修仿真平台结合预定动作时间机制获取每个维修动素的标准维修动作时间;
确定模块,用于利用维修产品的维修因素,确定每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数;
预计模块,用于根据所确定的每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数,预计所述待维修产品的维修时间。
优选地,所述维修产品的维修因素包括维修人员操作舒适度、维修产品可达性以及维修产品维修环境;其中,所述维修产品可达性包括视觉可达、实体可达以及操作空间。
优选地,所述获取模块具体用于通过虚拟维修仿真,确定每个维修动素在维修仿真过程中的预定维修动作个数,并通过结合预定动作时间机制,获取每个预定维修动作的理论维修时间,以及通过将所获取的每个预定维修动作的理论维修时间进行累计处理,得到每个维修动素的标准维修动作时间。
优选地,所述确定模块包括:
确定单元,用于通过对维修人员操作舒适度的维修分析,确定维修人员操作舒适度对维修动素标准维修动作时间的第一维修修正系数,通过对维修产品可达性的维修分析,确定维修产品可达性对维修动素标准维修动作时间的第二维修修正系数以及通过对维修产品维修环境的维修分析,确定维修产品维修环境对维修动素标准维修动作时间的第三维修修正系数;
获取单元,用于通过将所述第一维修修正系数、所述第二维修修正系数以及所述第三维修修正系数进行累加,得到每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数。
根据本发明实施例提供的方案,包括以下几点:
1、通过借助数字样机进行虚拟维修仿真,摆脱了传统方法对物理样机的依赖,减少了物力和人力成本,大大地节约了成本。
2、将维修任务分解到动素层,代替了传统的基于经验或过往数据的预计方法,更能反应维修任务的详细信息和基本维修动作,避免了由于个人因素造成的不确定性。
3、采用标准动作时间法进行基本维修动素的作业时间计算,具有简单易学且精度较高,避免了传统方法的固有的、复杂的计算方式。
4、融合人-机-环系统等因素对维修动素的标准作业时间进行修正,使得对维修任务维修时间预计的结果更加有效和准确。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种预计维修时间的方法流程图;
图2是本发明实施例提供的一种预计维修时间的装置示意图;
图3是本发明实施例提供的融合标准动作时间和修正系数的维修时间预计方法原理框图;
图4是本发明实施例提供的维修任务层次分解图;
图5是本发明实施例提供的维修任务中维修动素的预定动作数统计图;
图6是本发明实施例提供的维修过程DILMIA中维修可达性评价图;
图7是本发明实施例提供的为拆卸螺钉过程的人-机-环系统等因素的评价结果图;
图8是本发明实施例提供的为拆卸APU基本维修作业的Gantt 图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明,应当理解,以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
图1是本发明实施例提供的一种预计维修时间的方法流程图,如图1所示,包括:
步骤S101:通过对待维修产品的维修任务进行维修分解,得到多个维修动素;
步骤S102:利用虚拟维修仿真平台结合预定动作时间机制获取每个维修动素的标准维修动作时间;
步骤S103:利用维修产品的维修因素,确定每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数;
步骤S104:根据所确定的每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数,预计所述待维修产品的维修时间。
其中,所述维修产品的维修因素包括维修人员操作舒适度、维修产品可达性以及维修产品维修环境;其中,所述维修产品可达性包括视觉可达、实体可达以及操作空间。
具体地说,所述利用虚拟维修仿真平台结合预定动作时间机制获取每个维修动素的标准维修动作时间包括:通过虚拟维修仿真,确定每个维修动素在维修仿真过程中的预定维修动作个数;通过结合预定动作时间机制,获取每个预定维修动作的理论维修时间;通过将所获取的每个预定维修动作的理论维修时间进行累计处理,得到每个维修动素的标准维修动作时间。
其中,所述利用维修产品的维修因素,确定每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数包括:通过对维修人员操作舒适度的维修分析,确定维修人员操作舒适度对维修动素标准维修动作时间的第一维修修正系数;通过对维修产品可达性的维修分析,确定维修产品可达性对维修动素标准维修动作时间的第二维修修正系数;通过对维修产品维修环境的维修分析,确定维修产品维修环境对维修动素标准维修动作时间的第三维修修正系数;通过将所述第一维修修正系数、所述第二维修修正系数以及所述第三维修修正系数进行累加,得到每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数。具体地说,所述通过对维修产品可达性的维修分析,确定维修产品可达性对维修动素标准维修动作时间的第二维修修正系数包括:根据维修产品的视觉可达范围,确定视觉可达性对维修动素标准维修动作时间的视觉可达性维修修正系数;根据维修产品的实体可达范围,确定实体可达性对维修动素标准维修动作时间的实体可达性维修修正系数;根据维修产品的操作空间范围,确定操作空间对维修动素标准维修动作时间的操作空间维修修正系数;通过将所述视觉可达性维修修正系数、所述实体可达性维修修正系数以及所述操作空间维修修正系数进行比较,将比较结果中数值最大维修修正系数的作为第二维修修正系数。
其中,所述根据所确定的每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数,预计所述待维修产品的维修时间包括:根据所确定的每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数和标准维修动作时间,预计每个维修动素的维修时间;将所述待维修产品中所有的维修动素的维修时间进行累加求和,得到所述待维修产品的维修时间。
图2是本发明实施例提供的一种预计维修时间的装置示意图,如图2所示,包括:分解模块201,用于通过对待维修产品的维修任务进行维修分解,得到多个维修动素;获取模块202,用于利用虚拟维修仿真平台结合预定动作时间机制获取每个维修动素的标准维修动作时间;确定模块203,用于利用维修产品的维修因素,确定每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数;预计模块204,用于根据所确定的每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数,预计所述待维修产品的维修时间。
其中,所述维修产品的维修因素包括维修人员操作舒适度、维修产品可达性以及维修产品维修环境;其中,所述维修产品可达性包括视觉可达、实体可达以及操作空间。
其中,所述获取模块202具体用于通过虚拟维修仿真,确定每个维修动素在维修仿真过程中的预定维修动作个数,并通过结合预定动作时间机制,获取每个预定维修动作的理论维修时间,以及通过将所获取的每个预定维修动作的理论维修时间进行累计处理,得到每个维修动素的标准维修动作时间。所述确定模块203包括:确定单元,用于通过对维修人员操作舒适度的维修分析,确定维修人员操作舒适度对维修动素标准维修动作时间的第一维修修正系数,通过对维修产品可达性的维修分析,确定维修产品可达性对维修动素标准维修动作时间的第二维修修正系数以及通过对维修产品维修环境的维修分析,确定维修产品维修环境对维修动素标准维修动作时间的第三维修修正系数;获取单元,用于通过将所述第一维修修正系数、所述第二维修修正系数以及所述第三维修修正系数进行累加,得到每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数。
图3是本发明实施例提供的融合标准动作时间和修正系数的维修时间预计方法原理框图,如图3所示,包括:
步骤一、确定维修过程中的维修动素;
一般情况下,一个完整的维修过程由一系列维修任务组成。维修过程应该被分解为合理的维修动素来支持相应的仿真和分析,这些维修动素是进行维修操作的基本要素,同时也是进行维修仿真的基础。在进行维修时间预计之前,首先要将维修任务进行分解为基本维修作业,进一步对常用的动作进行分解得到基本的维修动素传统的维修过程将维修任务分解为三个层次:即维修事件,维修作业和基本维修操作。在系统分解过程中,基本维修操作是最低层次,维修时间预计的精度取决于基本维修时间预计的结果。然而这些结果主要根据经验和过往数据,缺乏科学有效的计算方法导致预计结果不具备可信性。预定动作时间机制将操作者的作业分解为预先规定的几个基本动作,给出了一系列的动作划分标准。根据动作时间机制的基本思想将维修任务进一步分解,最终维修任务被分解为四层:即维修事件层,维修作业层,基本作业层和维修动素层,如图4所示。
步骤二、选定虚拟维修仿真平台并完成维修过程仿真与评价;
依据步骤一中维修任务分解所得到的维修动素,并结合实际的维修程序,利用DELMIA虚拟环境中的人体动作实现维修操作,对给定维修任务参照其维修规程,实现全过程的仿真,包括场景的建立、人员及产品的载入、单个维修动作的生成、维修动作的连接、物体的操作、维修人员之间动作的协同等,在这一过程中,在维修动作生成时需要按照维修任务分解得到的维修动素来进行实现,动作连接时避免冗余动作的生成,合理反应出操作过程中的碰撞情况,以提高维修过程仿真的真实性。在仿真的过程中,利用软件自带的工具进行可视、可达、碰撞、作业舒适度进行分析,得出仿真分析结果。
也就是说,依据步骤一中维修任务分解所得到的维修动素,并结合实际的维修规程,完成虚拟环境中的维修过程仿真,利用DELMIA 中的评价工具进行可视、可达和作业舒适度评价。
步骤三、确定基本维修动素的标准时间;
在DELMIA中,一个维修动素被称作“MoveToPosture”(MTP)。通过分析MTP动作所需的预定动作数,并将其填入属性对话框的第三行空格内,如图5所示。通过维修动作分析工具Gant图,以及 DELMIA平台下在仿真完成之后生成的PPR树,确定维修仿真过程中维修动素的预定动作数,结合基本动作的理论时间值就可以计算得到相应维修动素的标准时间。
也就是说,分析步骤二所完成的维修过程仿真过程,借助于维修过程分析工具,确定维修仿真过程中单个维修动素所需的预定动作数,结合标准动作时间机制的基本时间计算出维修动素的标准动作时间。
步骤四、确定人-机-环系统对维修动素标准时间的修正系数;
维修过程是一个复杂的人机交互过程,人机环三方面对维修时间都有一定的影响,分别通过维修作业舒适度、可达性评价以及维修环境评价对维修动素的标准时间进行修正,确定人-机-环境系统对维修动素标准时间的修正系数,如图8所示。
预定动作时间标准法对于时间的预计是建立在熟练工人完成特定工作的基础上,这一方法对于流水线作业已经得到有效的验证。然而,维修过程是一个复杂的人机环交互的过程,维修时间受这三方面的因素。维修时间的预计不仅与产品的维修性设计有关,也取决于维修人员作业的舒适度和维修操作环境。仅仅依靠预定动作时间标准法对维修时间进行预计会产生很大的误差,所以本发明充分考虑人-机- 环三方面的因素对步骤三得到的标准维修动素标准时间进行修正,其详细说明如下。
(1)确定维修人员操作舒适度对维修时间的修正系数
人机工效学关注整个人机交互过程识别设计缺陷,提供改建建议确保维修人员在维修过程的舒适性。由于现有数字人模型生物力学模型的缺陷,操作舒适度的评价指标主要依赖于作业姿态。作业姿态分析基于维修仿真获得的下腰压力分析(low backcompression analysis, LBA),Ovako劳动姿态分析(Ovako working posture analysissystem, OWAS),快速上肢评价(rapid upper limb assessment,RULA)等作业姿态评价指标;然后综合这些指标确定动作的姿态评价指数(posture evaluation index,PEI)
根据PEI值确定维修人员作业舒适度对维修时间的修正系数
(2)确定产品的可达性对维修时间修正系数
可达性是指维修产品时接近维修部位的难易程度,是产品维修性设计的一个重要因素。可达性设计影响操作人员的视觉、维修操作时接触范围以及操作空间。因此,进行可达性评价时从视觉可达,实体可达,操作空间三部分对产品可达性设计进行评价。
A、视觉可达性评价
可视性影响动作时间是由于视觉反馈可以提高动作的效率和精度,缺乏视觉反馈时动作只能依靠触觉和经验,相应的动作时间必然增加,而增加的时间主要用于定位。将可视性对动作时间的影响分为 3个等级,由维修仿真中的可视窗口如图6所示和相关的判定标准确定,详细具体的描述见表1。
表1.视觉可达性对维修动素标准时间的修正系数
B、实体可达性评价
实体可达性指手或工具能够沿一定路径接近维修部位。在虚拟维修领域,现行工程应用中对可达性进行评价,是判断维修零部件是否在维修人员的上肢范围内,即根据人体手臂活动范围,建立一个人体手臂的包络球,观察待维修部位是否位于包络球内来判断可达性。图 7为仿真软件DELMIA环境下维修人员的上肢可达范围。当的维修对象处于包络球内时,认为可达性良好,不在则可达性差。实体可达性考察的是从维修准备完成到接触到维修部位这一过程。在维修操作中对实体可达性的评价,不仅要考虑接触问题,还要考虑在接近维修对象过程中是否存在障碍,详细具体的描述见表2。
表2.实体可达性对维修动素标准时间的修正系数
C、操作空间评价
在维修过程中,工具和手臂必须有足够的空间完成相应的维修操作。操作空间分析的是从接触到维修部位开始到维修操作完成这一过程。可达性中的操作空间指手臂和工具在维修过程中,有足够的空间完成相应的维修操作。可分解为两个子问题:一个工具空间满足问题;二是手臂运动空间满足问题。
针对第一个问题,先根据工具的运动形式构造工具的最小操作空间,然后在虚拟仿真中计算出工具的实际运动空间,将两个空间进行对比,得出工具空间满足情况;对于手臂运动空间问题,通过对手部运动轨迹进行抽样,然后利用实体可达性分析方法来判断每个抽样点是否存在一个手臂姿态,使得手臂可以被操作空间包容,来判断手臂空间满足情况。
理想情况下,手臂自由状态下操作工具进行维修作业不与维修路径上的物体发生碰撞所需的体积记为SV理想;SV为实际维修过程中, DELMIA中所计算出的工具和手臂的实际运动空间;SVmin为维修操作所需的最小空间。通过比较实际运动空间和理想的运动空间可以得出操作空间满足的情况。
根据评分,划分维修操作空间评价等级以及操作空间对维修动素标准时间的修正系数如表3所示:
表3维修工具操作空间评价等级
针对不同的维修任务,维修人员操作维修对象需要不同的维修时间。将维修可达性分为相应的等级后,应该确定不同等级的可达性对维修动素标准时间的影响。视觉可达性,实体可达性和操作空间作为维修可达性评价的三个子单元。定义k2为维修可达性对维修动素标准时间的修正系数,k2计算如下:
k2=max{A1,A2,A3}
其中A1,A2和A3分别为视觉可达性、实体可达性和操作空间对维修动素标准时间的修正系数。
(3)确定维修环境对维修时间的修正系数
维修工作的质量和效率取决于精密的维修技术和良好的维修环境。在维修实践中,往往由于对维修环境考虑不周全或被忽视,而影响维修时间预计结果的准确性。全面考虑维修技术和维修环境的各要素,才能得到更准确的维修时间预计结果。在人-机-环系统中,直接影响维修的环境条件,一般指物理环境,即照明环境、声学环境、振动环境、微气候环境,辐射环境等。维修环境的舒适程度被分为三个等级,详细描述见表4。
表4.不同维修环境对维修动素标准时间的修正系数
步骤五、计算实际维修动素的时间并预计维修时间。
根据步骤三所确定的单一动作维修动素的标准时间,采取步骤四所获得的修正系数对维修动素标准时间进行修正计算得到实际的维修动素时间,将得到的维修动素的实际作业时间累积得到基本维修任务时间,然后对整个维修仿真过程的实际维修时间进行预计。
维修过程作为一个由一系列维修动素组成的复杂人机环交互过程。维修动素的标准时间可以通过维修动素所需的预定动作数和基本动作的理论时间值计算。从而,维修动素的实际作业时间可以通过融合维修动素的标准时间和人机环对维修动素标准时间的修正系数得到。维修时间可以通过下列的计算得到:
1)将维修任务分解到维修动素层,维修人员借助DELMIA进行仿真。
2)根据仿真软件中的工具计算维修动素所需的预定动作数,然后结合基本动作的理论时间值得到维修动素标准时间,记为Ti。
3)维修人员舒适度,维修可达性和维修环境对维修动素标准时间的修正系数,即k1,k2和k3可以通过步骤四得到。
4)结合维修动素标准时间和三个修正系数,维修动素的实际作业时间可以通过计算得到:
T'i=Ti·(1+k1+k2+k3)
5)将各个维修动素的作业时间进行累加求和,然后可以得到基本维修任务时间:
实施例
以某客机的APU(Accelerated Processing Unit,加速处理器)拆卸过程为例,APU安装在飞机的尾翼,由8个六角头螺钉固定在支架上。依据步骤一中维修动素的分解,根据实际的维修程序,完成虚拟环境中的维修过程仿真和评价,以预定动作时间法中的MOD法(模特法)为例进行维修时间预计。假定维修任务在北京冬天夜晚的机场进行。APU拆卸的主要步骤如下。
A.走向保障设备的工作平台,接近维修对象。
B.打开7个舱门锁扣
C.打开左侧舱门
D.打开右侧舱门
E.拆除电连接器
F.拆卸8个六角头螺钉
G.拆下APU
H.将APU放在操作台上
以拆卸六角头维修时间预计为例,完成拆卸螺钉的仿真过程,利用维修过程分析工具Gant图以及DELMIA平台下仿真完成之后生成的PPR树,计算拆卸螺钉所消耗的基本MOD数。通过DELMIA 中维修性评价工具得到拆卸螺钉过程的维修性评价结果,如图6和图 7所示。根据拆卸过程维修性评价结果,可以得到人-机-环系统对维修动素标准时间相应的修正系数。
根据表1、表2、表4、表5可以得到维修人员操作舒适度,可达性评价和维修环境对拆卸螺钉的修正系数分别为:k1=0.356;k2= Max{A1,A2,A3}=0.8;k3=0.3。拆卸螺钉过程基本维修动素所需的 MOD数为2个,所以维修动素的作业时间为2MOD,相应的计算如下:
T'i=Ti·(1+k1+k2+k3)=2×2.456=4.912MOD
其余维修动素的作业时间可以通过相同的方式进行计算得到。
基本维修任务由一系列维修动素构成,因此,得到维修动素的作业时间通过累加求和可以得到基本维修作业时间。借助8个维修步骤的Gantt图,基本维修作业的标准时间和修正后得到的时间可以计算得到,如表5所示。
表5.拆卸APU基本维修作业时间
从表5中可以发现,通过MOD法直接得到的维修时间是202.659s;通过修正模特法得到的维修时间是280.837s,更加接近真实测得的维修时间296.266s。
根据本发明实施例提供的方案,可以实现有效的、准确地进行维修时间的预计。
尽管上文对本发明进行了详细说明,但是本发明不限于此,本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此,凡按照本发明原理所作的修改,都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种预计维修时间的方法,其特征在于,包括:
通过对待维修产品的维修任务进行维修分解,得到多个维修动素;
利用虚拟维修仿真平台结合预定动作时间机制获取每个维修动素的标准维修动作时间;
利用维修产品的维修因素,确定每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数;
根据所确定的每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数,预计所述待维修产品的维修时间。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述维修产品的维修因素包括维修人员操作舒适度、维修产品可达性以及维修产品维修环境;其中,所述维修产品可达性包括视觉可达、实体可达以及操作空间。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用虚拟维修仿真平台结合预定动作时间机制获取每个维修动素的标准维修动作时间包括:
通过虚拟维修仿真,确定每个维修动素在维修仿真过程中的预定维修动作个数;
通过结合预定动作时间机制,获取每个预定维修动作的理论维修时间;
通过将所获取的每个预定维修动作的理论维修时间进行累计处理,得到每个维修动素的标准维修动作时间。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述利用维修产品的维修因素,确定每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数包括:
通过对维修人员操作舒适度的维修分析,确定维修人员操作舒适度对维修动素标准维修动作时间的第一维修修正系数;
通过对维修产品可达性的维修分析,确定维修产品可达性对维修动素标准维修动作时间的第二维修修正系数;
通过对维修产品维修环境的维修分析,确定维修产品维修环境对维修动素标准维修动作时间的第三维修修正系数;
通过将所述第一维修修正系数、所述第二维修修正系数以及所述第三维修修正系数进行累加,得到每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述通过对维修产品可达性的维修分析,确定维修产品可达性对维修动素标准维修动作时间的第二维修修正系数包括:
根据维修产品的视觉可达范围,确定视觉可达性对维修动素标准维修动作时间的视觉可达性维修修正系数;
根据维修产品的实体可达范围,确定实体可达性对维修动素标准维修动作时间的实体可达性维修修正系数;
根据维修产品的操作空间范围,确定操作空间对维修动素标准维修动作时间的操作空间维修修正系数;
通过将所述视觉可达性维修修正系数、所述实体可达性维修修正系数以及所述操作空间维修修正系数进行比较,将比较结果中数值最大维修修正系数的作为第二维修修正系数。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所确定的每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数,预计所述待维修产品的维修时间包括:
根据所确定的每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数和标准维修动作时间,预计每个维修动素的维修时间;
将所述待维修产品中所有的维修动素的维修时间进行累加求和,得到所述待维修产品的维修时间。
7.一种预计维修时间的装置,其特征在于,包括:
分解模块,用于通过对待维修产品的维修任务进行维修分解,得到多个维修动素;
获取模块,用于利用虚拟维修仿真平台结合预定动作时间机制获取每个维修动素的标准维修动作时间;
确定模块,用于利用维修产品的维修因素,确定每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数;
预计模块,用于根据所确定的每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数,预计所述待维修产品的维修时间。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述维修产品的维修因素包括维修人员操作舒适度、维修产品可达性以及维修产品维修环境;其中,所述维修产品可达性包括视觉可达、实体可达以及操作空间。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述获取模块具体用于通过虚拟维修仿真,确定每个维修动素在维修仿真过程中的预定维修动作个数,并通过结合预定动作时间机制,获取每个预定维修动作的理论维修时间,以及通过将所获取的每个预定维修动作的理论维修时间进行累计处理,得到每个维修动素的标准维修动作时间。
10.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述确定模块包括:
确定单元,用于通过对维修人员操作舒适度的维修分析,确定维修人员操作舒适度对维修动素标准维修动作时间的第一维修修正系数,通过对维修产品可达性的维修分析,确定维修产品可达性对维修动素标准维修动作时间的第二维修修正系数以及通过对维修产品维修环境的维修分析,确定维修产品维修环境对维修动素标准维修动作时间的第三维修修正系数;
获取单元,用于通过将所述第一维修修正系数、所述第二维修修正系数以及所述第三维修修正系数进行累加,得到每个维修动素标准维修动作时间的维修修正系数。
CN201710325710.5A 2017-06-16 2017-06-16 一种预计维修时间的方法及装置 Pending CN107203815A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710325710.5A CN107203815A (zh) 2017-06-16 2017-06-16 一种预计维修时间的方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710325710.5A CN107203815A (zh) 2017-06-16 2017-06-16 一种预计维修时间的方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107203815A true CN107203815A (zh) 2017-09-26

Family

ID=59905164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710325710.5A Pending CN107203815A (zh) 2017-06-16 2017-06-16 一种预计维修时间的方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107203815A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108764497A (zh) * 2018-05-24 2018-11-06 哈工大机器人(合肥)国际创新研究院 一种基于设备维修数据确定最佳保养时间的方法
CN110689142A (zh) * 2018-07-05 2020-01-14 蔚来汽车有限公司 车辆维修工时数据库的管理和车辆维修工时的确定
CN111538415A (zh) * 2020-04-28 2020-08-14 北京航空航天大学 一种维修可达的判断方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101853331A (zh) * 2010-05-14 2010-10-06 中国人民解放军军械工程学院 一种基于维修性层次模型的维修性综合评价方法
CN103678821A (zh) * 2013-12-25 2014-03-26 北京航空航天大学 一种基于虚拟维修仿真过程的维修时间预计方法
CN103823939A (zh) * 2014-03-07 2014-05-28 北京航空航天大学 一种基于虚拟维修的维修安全定性因素定量评价方法
CN106447053A (zh) * 2016-09-05 2017-02-22 北京航空航天大学 一种基于虚拟环境下维修空间的定量评价方法及系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101853331A (zh) * 2010-05-14 2010-10-06 中国人民解放军军械工程学院 一种基于维修性层次模型的维修性综合评价方法
CN103678821A (zh) * 2013-12-25 2014-03-26 北京航空航天大学 一种基于虚拟维修仿真过程的维修时间预计方法
CN103823939A (zh) * 2014-03-07 2014-05-28 北京航空航天大学 一种基于虚拟维修的维修安全定性因素定量评价方法
CN106447053A (zh) * 2016-09-05 2017-02-22 北京航空航天大学 一种基于虚拟环境下维修空间的定量评价方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHOU,DONG,ET AL: "A maintenance time prediction method considering ergonomics through virtual reality simulation", 《SPRINGERPLUS》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108764497A (zh) * 2018-05-24 2018-11-06 哈工大机器人(合肥)国际创新研究院 一种基于设备维修数据确定最佳保养时间的方法
CN110689142A (zh) * 2018-07-05 2020-01-14 蔚来汽车有限公司 车辆维修工时数据库的管理和车辆维修工时的确定
CN111538415A (zh) * 2020-04-28 2020-08-14 北京航空航天大学 一种维修可达的判断方法及系统
CN111538415B (zh) * 2020-04-28 2021-05-04 北京航空航天大学 一种维修可达的判断方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Guo et al. Using virtual reality to support the product’s maintainability design: Immersive maintainability verification and evaluation system
Schaub et al. Ergonomic assessment of automotive assembly tasks with digital human modelling and the ‘ergonomics assessment worksheet’(EAWS)
Ahmed et al. A comparison between virtual reality and digital human modeling for proactive ergonomic design
Aggogeri et al. Measurement uncertainty assessment of Coordinate Measuring Machines by simulation and planned experimentation
Zhou et al. A method for integrating ergonomics analysis into maintainability design in a virtual environment
CN107203815A (zh) 一种预计维修时间的方法及装置
CN103678821B (zh) 一种基于虚拟维修仿真过程的维修时间预计方法
Ma et al. A framework for interactive work design based on motion tracking, simulation, and analysis
Sequeira et al. Simple method proposal for cost estimation from work breakdown structure
Ahmed et al. Exploring the design space using a surrogate model approach with digital human modeling simulations
Aksonov et al. Visualization and analysis of technological systems experimental operating results
Dong et al. A virtual reality‐based maintenance time measurement methodology for complex products
US20190017945A1 (en) Aircraft Inspection System with Visualization and Recording
Qiu et al. Human factors automatic evaluation for entire maintenance processes in virtual environment
Nadeau et al. Research in interactive design (Vol. 3): virtual, interactive and integrated product design and manufacturing for industrial innovation
CN107515971B (zh) 一种基于维修性和功能结构的产品设计方法及装置
Annarumma et al. Methodology development of human task simulation as PLM solution related to OCRA ergonomic analysis
US8527245B2 (en) Electronic data processing system for automatic or semi-automatic design and design method
Bertilsson et al. Digital human model module and work process for considering anthropometric diversity
El Mouayni et al. AEN-PRO: Agent-based simulation tool for performance and working conditions assessment in production systems using workers’ margins of manoeuver
Chowdhury et al. Implementing advanced software in construction project management and control
Ge et al. Virtual–real fusion maintainability verification based on adaptive weighting and truncated spot method
Hetey et al. Advisory system development for reliable FEM modelling in aerospace
Gawand Automating digital human modeling for task simulation and ergonomic evaluation to consider emergency ergonomics early in design
Kwon et al. Development and Evaluation of Augmented Reality Learning Content for Pneumatic Flow: Case Study on Brake Operating Unit of Railway Vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170926

RJ01 Rejection of invention patent application after publication