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從仿真的工作模式入手從而提高工作效率

2013年02月19日 10:57點(diǎn)擊:516作者:默認(rèn)來(lái)源:>>進(jìn)入該公司展臺(tái)

  JC35導(dǎo)讀:在飛機(jī)全三維數(shù)字化研制的大背景下,基于三維模型的裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真已成為其重要的組成部分。與傳統(tǒng)裝配工藝設(shè)計(jì)過(guò)程相比,這種方式具有良好的可視性、直觀性,可對(duì)產(chǎn)品裝配過(guò)程進(jìn)行可視化定義、驗(yàn)證、分析和展示,在工藝設(shè)計(jì)初期預(yù)見可能發(fā)生的各種裝配問題,并已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外各大航空制造單位得到了廣泛應(yīng)用和推廣,并取得了良好的效益。
  
  但在實(shí)際應(yīng)用中,依然存在一些制約裝配仿真進(jìn)一步推廣與應(yīng)用的因素,其中較為突出的是:裝配仿真效率較低,嚴(yán)重影響了工藝的進(jìn)度。例如,在當(dāng)前已成功的裝配仿真實(shí)施過(guò)程中,主要以“單人單機(jī)”模式為主,即單個(gè)工藝員在單個(gè)計(jì)算機(jī)針對(duì)一個(gè)裝配站位的工裝和資源進(jìn)行裝配仿真,不能并行開展裝配仿真工作。特別是對(duì)于大部件站位的裝配過(guò)程仿真而言,由于模型數(shù)據(jù)大,零件數(shù)量多,仿真耗時(shí)更長(zhǎng)。此外,對(duì)于裝配仿真過(guò)程缺少規(guī)范化約束,不同的工藝員定義仿真過(guò)程存在多樣性且很難進(jìn)行修改,一旦工藝調(diào)整,或者產(chǎn)品、工裝結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來(lái)仿真返工,無(wú)法實(shí)現(xiàn)仿真定義的重用,同樣導(dǎo)致仿真效率低下。
  
  本文基于DELMIA平臺(tái),提出了一種協(xié)同并行仿真工作模式,以解決目前飛機(jī)大部件裝配仿真中“單人單機(jī)”模式下耗時(shí)長(zhǎng)、重復(fù)勞動(dòng)量大以及工作效率低下的問題。在保證裝配過(guò)程仿真定義完整性的前提下,達(dá)到縮短工作周期、提高工作效率的目的。
  
  影響裝配仿真效率的原因分析
  
  由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、多樣性,加之全三維設(shè)計(jì)、關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)、MBD建模技術(shù)的應(yīng)用,使得由此產(chǎn)生的龐雜信息導(dǎo)致其對(duì)應(yīng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)3D數(shù)模容量十分龐大。同時(shí),與產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的工裝、工具、廠房等配套資源數(shù)模往往也十分龐大,特別對(duì)飛機(jī)大部件(如機(jī)翼、機(jī)身等)而言,與之匹配的產(chǎn)品、資源數(shù)模往往相對(duì)其他部件更大,導(dǎo)致裝配過(guò)程變得越發(fā)復(fù)雜。因此,在實(shí)施飛機(jī)裝配工藝仿真過(guò)程中,影響裝配工藝仿真效率的原因可以歸為以下幾個(gè)方面。
  
 ?。?)仿真擬實(shí)程度。
  
  裝配仿真的真實(shí)程度和其定義過(guò)程的完整性密切相關(guān)。目前在裝配工藝仿真實(shí)施過(guò)程中,主要以模型的幾何屬性及其運(yùn)動(dòng)行為的定義為主,如創(chuàng)建仿真的視點(diǎn)、定義模型的顏色及透明度、規(guī)劃定義模型對(duì)象的運(yùn)動(dòng)路徑等,這些幾何屬性及運(yùn)動(dòng)行為定位的詳細(xì)程度與仿真的擬實(shí)程度直接相關(guān),信息定義的越詳細(xì),擬實(shí)程度就越高。然而,由于幾何屬性及運(yùn)動(dòng)行為定義均需人工交互操作完成,因此,隨著裝配工藝仿真對(duì)仿真擬實(shí)程度要求的提高,會(huì)導(dǎo)致仿真效率的降低。
  
 ?。?)模型的復(fù)雜程度。
  
  參與仿真的模型的數(shù)量、復(fù)雜程度、輕量化處理程度,對(duì)仿真的效率也存在較大的影響。仿真模型越大,模型所包含的幾何與非幾何信息也就越多,這一方面會(huì)增加仿真定義的工作量,影響到仿真實(shí)施的效率;另一方面,由于仿真場(chǎng)景的復(fù)雜,也會(huì)造成仿真定義操作的延遲,進(jìn)一步減低工作效率。
  
 ?。?)仿真分析的細(xì)致程度。
  
  仿真分析是裝配工藝仿真*的環(huán)節(jié),通過(guò)對(duì)仿真過(guò)程的分析,可以及早發(fā)現(xiàn)裝配過(guò)程中可能出現(xiàn)的各類問題。對(duì)于裝配工藝仿真而言,仿真分析的主要內(nèi)容包括產(chǎn)品-工裝的干涉性檢查、人體及工具的操作空間分析、工具可達(dá)性分析等,而這些仿真分析內(nèi)容的開展,會(huì)影響到整個(gè)仿真實(shí)施過(guò)程的效率。一方面,準(zhǔn)確的仿真分析依賴于的3D模型,要求模型信息盡可能詳實(shí),這樣得到的分析結(jié)果就越準(zhǔn)確,越具有參考價(jià)值,然而,這就會(huì)增加模型的復(fù)雜程度,影響到效率;另一方面,仿真分析依賴于所采用算法的效率,其分析過(guò)程也非常耗時(shí)。
  
 ?。?)仿真工作模式。
  
  裝配仿真模式涉及仿真工作流程控制、仿真動(dòng)作定義等。畢竟軟件本身僅是提供了一種使能工具,而其不同的應(yīng)用模式則影響了應(yīng)用過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種問題,就仿真延遲而言,依照常見的工作模式,則上文提到的延遲是無(wú)可避免的。
  
 ?。?)軟件架構(gòu)及計(jì)算機(jī)硬件。
  
  仿真軟件的架構(gòu)是否支持多核,是否支持并行處理,也是影響仿真定義效率的關(guān)鍵因素,這通常由軟件本身決定,很難靈活地控制。計(jì)算機(jī)的CPU、內(nèi)存、硬盤速度、顯卡等硬件性能的發(fā)揮水平往往和仿真軟件本身的架構(gòu)和性能密切相關(guān),因此硬件配置也并非越高越好,需要針對(duì)軟件本身的架構(gòu)而定制,并且計(jì)算機(jī)硬件本身也不能無(wú)限提高。因此,分析裝配工藝仿真的效率,離不開所使用的仿真軟件及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)硬件。綜合以上分析可以看出,影響裝配工藝仿真效率的因素很多,提高仿真效率的手段也多種多樣,可以采用模型輕量化技術(shù)、提高仿真分析算法的效率、改進(jìn)軟件架構(gòu)及計(jì)算硬件等,但這些途徑提高相對(duì)較難,成本也較高。

關(guān)鍵詞:航空制造
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