基于虚拟维修仿真的人机工效分析研究

摘要

分析了国内外维修性分析现状，将虚拟现实技术引入到产品维修性设计、分析与验证工作中，对虚拟维修环境构建、维修作业建模以及虚拟仿真建模等关键技术进行了深入、系统研究，通过基于虚拟维修仿真的人机工效分析，为产品设计提出修改意见，实现产品并行设计。 主要研究内容有： 1. 分析了虚拟维修系统的体系结构，在此基础上，研究并建立了虚拟维修作业仿真模型。采用着色Petri网技术描述维修作业的资源、过程关系等信息，建立维修作业模型。研究了数字样机特征行为以及人体模型运动行为仿真方法，采用PERT技术描述虚拟仿真过程中的时序关系，运用Petri-PERT双层仿真思路，并结合DELMIA实现了维修过程仿真。 2. 人机工效分析研究。研究了综合MODAPTS法和DELMIA仿真分析法的工作时间估算方法，基于动作分解法，并根据Grag的能耗预测模型计算维修操作的工作负荷；采用作业姿势评分、RULA分析以及可达包膜等方法，在可视化的仿真过程中实现了人机工效定性分析。 3. 设计开发了辅助分析软件系统（EAS），实现了人体姿势库的创建与管理以及维修操作工作时间与工作负荷的计算，方便了虚拟维修仿真过程的建立，为维修性虚拟分析提供了工具和手段。