基于虚拟维修的民用飞机维修障碍分析

2018-04-02张凯凯

科技视界 2018年3期

张凯凯

（上海飞机设计研究院，中国上海 200120）

0　引言

民用飞机维修性设计的目标是保证设计、研制和生产的民用飞机能够方便而经济地保持在或恢复到规定的状态，满足规定的适航要求，降低维修任务的复杂性，减少对维修人力及其他资源的要求，降低运营成本，满足客户对飞机高使用率和低维修成本的期望，是一种重要的质量特性。今利用计算机虚拟维修仿真技术，结合维修障碍分析方法，使维修性问题尽早发现并解决。

1　维修故障分析

在飞机维修过程中，存在维修操作不当、工作空间狭小、工人维修姿势不科学及作业强度大等诸多难以回避的问题，这样就导致了较长的维修周期和较高的维修成本。现如今利用飞速发展的虚拟维修仿真技术，通过维修障碍分析方法在飞机的全寿命周期发现并协调解决维修性问题。

维修障碍（Maintenance Trouble）[1]是指维修不能够简便、迅速、经济的事件或状态。维修障碍的发生不利于预定维修事件的完成，严重时会导致事件的中止或失败。而维修故障分析（Maintenance Trouble Analysis，MTrA）是以可能发生或已经发生的维修事件为分析对象，预测和发现维修故障，对维修故障的原因、影响进行分析，并把每一个维修故障按它对维修任务的妨碍程度予以分类，提出可以采取的补救措施的过程。

所以，进行MTrA的目的是在于查明维修过程中发生的一切维修障碍，以便通过改进设计或其它补救措施来实现维修的方便、快捷，当不能通过设计来消除时，从维修工具、防护措施等方面着手，降低维修障碍的影响，切实提高飞机的维修性。其基本思路如下图1所示[2-3]。某一故障模式对应一个或多个故障原因，一个故障原因产生一个维修事件，而每一个维修事件可能对应一个或多个维修障碍发生。

图1　维修障碍分析过程

根据虚拟维修仿真以及人素工程等依据，维修障碍可分为可达性障碍、差错性障碍、维修安全障碍和人素障碍，如下表1所示。

表1　维修障碍分类

2　虚拟维修仿真

虚拟维修过程主要包括：（1）虚拟建模；（2）虚拟过程仿真；（3）基于虚拟维修仿真的维修性分析评价这三个方面，其中虚拟建模主要包括人体建模、各种设备及工具等的三维数字模型的建立，一般通过CAD软件实现。当前，DELMIA的维修仿真流程，以维修任务为仿真对象，在建立虚拟样机、维修人员人体模型的基础上，用户与系统采用交互的方式，将整个维修过程形象、逼真、直观地再现出来，同时将仿真过程中获取到的各种数据提供给维修性分析评价人员，进行相关的维修性分析与评价，并提出设计修改建议，使整个飞机维修过程更加科学化、人性化。

以某型号飞机起落架舱为例，搭建虚拟维修环境，利用DELMIA进行虚拟维修仿真分析，结合MTrA的分析过程总结成下述分析表2。通过对障碍的深入分析最终为维修性设计的改进提供依据。