​维修性仿真解决方案

业务挑战

维修仿真是通过采用计算机仿真和虚拟现实技术在计算机上真实展现设备的维修过程，增强设备寿命周期各阶段关于维修的各种决策能力，包括维修性设计分析、人机工效分析、维修性验证等。用可视化、路径化的数字化维修方案进行维修虚拟仿真和3D维修仿真过程维修仿真分析能够提供从设计到分析再到验证的整套维修工作过程的工效验证流程，在产品功能结构设计之前就充分考虑用户使用体验，提供面向用户使用的主动设计，帮助产品设计人员更好地理解使用性约束。同时，实现交互式的虚拟环境下的虚拟维修过程分析验证，全面提升设计质量和设计效率。

解决方案

通过维修性仿真系统的建立，形成维修性仿真应用规范，研究虚拟仿真技术在为维修性工艺方案设计、舒适性评估和人机工效评估的应用，实现虚拟仿真技术在飞机维修性领域的工程应用。系统总体架构如下图所示。

维修性仿真系统底层需有软硬件环境的支持，基于维修性仿真系统，数据层可以进行维修性仿真数据、产品数据、人体模型数据、人体姿态数据、评估规则数据、设备数据等数据的管理，本期项目实现维修性仿真系统环境的搭建，在仿真环境的基础上可以实现人的施工/检测、维护、可视可达性、可操作性分析、可拆卸性分析、人机姿态分析、动作分析、舒适性分析。主要实现：

1）维修性工艺方案验证

针对多种维修方案，进行维修性仿真验证，找出最佳的维修性方案。

2）物理空间尺寸

结合开发的产品、该类产品符合的标准或规范性文件、人体数据库以及执行任务可能的作业动作，进行维修性审查，验证操作员与维修环境物理尺寸可行性。

3）施工可达性

模块产品地面自身装配模拟，模块产品装机施工通道畅通验证，结合装机环境（如障碍物、运动机构等）模拟如何与装机平台对接。

4）检测维护可达性

产品组装到位后，设备如何维修？背后设备与设备间电气互连如何检测维护。

5）可视性

显控类产品的可视性（最佳视野范围、可达视野范围等），外界可视性等。

6）舒适度、疲劳

结合产品造型、维修性任务、维修环境（如颜色等）、维修时长来模拟人作业的舒适疲劳度。

价值收益

• 通过在虚拟环境中模拟维修过程，能在制造物理样机前就发现维修可达性、工具干涉、人机工效差等问题，避免了后期巨大的设计变更和返工费用。

• 维修性工程师无需等待物理样机，即可与设计团队同步开展工作，大幅压缩了“设计-验证-修改”的迭代循环，加快了产品从研发到上市的整个流程。

• 通过仿真优化维修流程，能显著降低平均修复时间。

• 维修人员可以在虚拟环境中反复练习复杂、高危的作业流程，无需占用昂贵实物设备，也彻底消除了误操作带来的安全风险和设备损坏风险。

• 通过仿真可以验证并制定出最优、最安全的维修操作规程，并将其作为标准培训教材，确保全球维修团队都能按照统一、高效、规范的标准作业，提升维修质量的一致性和可靠性。

• 仿真过程产生的海量数据（如操作时间、视角盲区、受力分析）是优化产品和维修流程的宝贵资产，为设计决策提供客观依据，并沉淀为企业的核心知识库，用于下一代产品的改进。

• 通过仿真精确分析维修任务，可以科学地确定所需备件的种类和数量、专用工具的需求，避免过度采购和库存浪费，从而降低备件库存成本和物流成本。