基于虛擬維修的民用飛機(jī)維修障礙分析

張凱凱

（上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，中國(guó) 上海 200120）

0　引言

民用飛機(jī)維修性設(shè)計(jì)的目標(biāo)是保證設(shè)計(jì)、研制和生產(chǎn)的民用飛機(jī)能夠方便而經(jīng)濟(jì)地保持在或恢復(fù)到規(guī)定的狀態(tài)，滿(mǎn)足規(guī)定的適航要求，降低維修任務(wù)的復(fù)雜性，減少對(duì)維修人力及其他資源的要求，降低運(yùn)營(yíng)成本，滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)飛機(jī)高使用率和低維修成本的期望，是一種重要的質(zhì)量特性。今利用計(jì)算機(jī)虛擬維修仿真技術(shù)，結(jié)合維修障礙分析方法，使維修性問(wèn)題盡早發(fā)現(xiàn)并解決。

1　維修故障分析

在飛機(jī)維修過(guò)程中，存在維修操作不當(dāng)、工作空間狹小、工人維修姿勢(shì)不科學(xué)及作業(yè)強(qiáng)度大等諸多難以回避的問(wèn)題，這樣就導(dǎo)致了較長(zhǎng)的維修周期和較高的維修成本?，F(xiàn)如今利用飛速發(fā)展的虛擬維修仿真技術(shù)，通過(guò)維修障礙分析方法在飛機(jī)的全壽命周期發(fā)現(xiàn)并協(xié)調(diào)解決維修性問(wèn)題。

維修障礙（Maintenance Trouble）[1]是指維修不能夠簡(jiǎn)便、迅速、經(jīng)濟(jì)的事件或狀態(tài)。維修障礙的發(fā)生不利于預(yù)定維修事件的完成，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致事件的中止或失敗。而維修故障分析 （Maintenance Trouble Analysis，MTrA）是以可能發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生的維修事件為分析對(duì)象，預(yù)測(cè)和發(fā)現(xiàn)維修故障，對(duì)維修故障的原因、影響進(jìn)行分析，并把每一個(gè)維修故障按它對(duì)維修任務(wù)的妨礙程度予以分類(lèi)，提出可以采取的補(bǔ)救措施的過(guò)程。

所以，進(jìn)行MTrA的目的是在于查明維修過(guò)程中發(fā)生的一切維修障礙，以便通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)或其它補(bǔ)救措施來(lái)實(shí)現(xiàn)維修的方便、快捷，當(dāng)不能通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)消除時(shí)，從維修工具、防護(hù)措施等方面著手，降低維修障礙的影響，切實(shí)提高飛機(jī)的維修性。其基本思路如下圖1所示[2-3]。某一故障模式對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)故障原因，一個(gè)故障原因產(chǎn)生一個(gè)維修事件，而每一個(gè)維修事件可能對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)維修障礙發(fā)生。

圖1　維修障礙分析過(guò)程

根據(jù)虛擬維修仿真以及人素工程等依據(jù)，維修障礙可分為可達(dá)性障礙、差錯(cuò)性障礙、維修安全障礙和人素障礙，如下表1所示。

表1　維修障礙分類(lèi)

2　虛擬維修仿真

虛擬維修過(guò)程主要包括：（1）虛擬建模；（2）虛擬過(guò)程仿真；（3）基于虛擬維修仿真的維修性分析評(píng)價(jià)這三個(gè)方面，其中虛擬建模主要包括人體建模、各種設(shè)備及工具等的三維數(shù)字模型的建立，一般通過(guò)CAD軟件實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前，DELMIA的維修仿真流程，以維修任務(wù)為仿真對(duì)象，在建立虛擬樣機(jī)、維修人員人體模型的基礎(chǔ)上，用戶(hù)與系統(tǒng)采用交互的方式，將整個(gè)維修過(guò)程形象、逼真、直觀地再現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)將仿真過(guò)程中獲取到的各種數(shù)據(jù)提供給維修性分析評(píng)價(jià)人員，進(jìn)行相關(guān)的維修性分析與評(píng)價(jià)，并提出設(shè)計(jì)修改建議，使整個(gè)飛機(jī)維修過(guò)程更加科學(xué)化、人性化。

以某型號(hào)飛機(jī)起落架艙為例，搭建虛擬維修環(huán)境，利用DELMIA進(jìn)行虛擬維修仿真分析，結(jié)合MTrA的分析過(guò)程總結(jié)成下述分析表2。通過(guò)對(duì)障礙的深入分析最終為維修性設(shè)計(jì)的改進(jìn)提供依據(jù)。

表2　維修障礙分析表

3　結(jié)論

本文針對(duì)民用飛機(jī)維修性設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，在虛擬維修仿真的基礎(chǔ)上，引入維修障礙分析方法，對(duì)維修過(guò)程中不合理的操作及姿態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，使維修工具可達(dá)可視，人體最大限度地處于舒適狀態(tài)，減少作業(yè)疲勞，減輕人為因素對(duì)航空維修事故的影響，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)并協(xié)調(diào)維修性問(wèn)題的解決提供一種參考依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

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