装配健康管理PHM

业务背景

随着现代大型装备的发展，产品功能不断增强，系统的复杂性不断提高，对产品的可靠性，可维护性和可操作性等技术指标提出了更高的要求。在产品研制过程中，对于可靠性可以采用一些有效的技术来提高，而产品的维修性是设计和装配的一种内在特性，传统的装备研制中，一般是在设计时进行维修性设计、分析，出样机后才能进行维修性的验证与评估。难以保证维修性满足要求，带来时间和费用损失。

解决方案概述

DELMIA Human（人机工程解决方案）全面集成在DELMIA数字制造过程（DPM）中，提供一整套人体仿真和HF工具，用于理解和优化人和他们所制造、安装、操作和维护的产品间的关系，为产品维修过程中维修人员的可视性，可达性，可操作性，安全性以及舒适性等提供了完整的解决方案。

能力简介

人体模型构建器

人体模型构建器可以为最初的人机交互分析创建准确的标准人体模型，并进行操作。人体模型构建器提供了5、50和95百分位的男女人体模型库，这些模型都带有根据人体生物力学特性设定的人体反向运动特性。用户可修改人体各部位的形体尺寸以适应不同体型的维修人员和特殊仿真需求。人体可视性分析使设计者能够了解到操作人员或维修人员在环境中的可视范围。独立的视觉窗口展示了操作人员的可视区域，从而能对不可见度或限制进行评价。

图 SEQ 图 \* ARABIC 1人体建模

图 SEQ 图 \* ARABIC 2可视性分析

人体姿态分析

人体姿态分析使用户可以对维修人员在对产品维护过程中的各种姿态进行分析，检验各种百分位人体的可达性，人员操作舒适性，装配维修是否方便，可以测量全身和局部的姿态，根据已有的舒适度数据库，对人机交互的舒适度和绩效进行评分和反复。友好的对话面板提供人体模型所有体节的姿态信息，色码技术帮助快速发现问题区域，并进行姿态优化。人体姿态分析允许用户创建自己的舒适度和力量库，以满足不同应用的需求。

l  提供自由度锁定/解锁

l  根据舒适度，力量和精度，显示，定义和操作关节范围

l  根据运动区域对姿态进行评分

l  自动找出最优姿态

l  支持已有的舒适度库，进行姿态分析

l  用户可资定义舒适度和姿态库

图 SEQ 图 \* ARABIC 3人体姿态分析

人工任务仿真

DELMIA人体模型中的人工任务仿真，是强大的人体建模工具，用来创建DPM规划和仿真维修过程中的人员行为，并进行仿真和校验。工人在三维环境中完成这些行为，可能是走到一个特定的位置，或者从一个目标姿态变换到另一个，跟踪某个轨迹，或在工作区域中拾取和放置某个零件。用户能建立零件关系，来限制工人特定部位与零件或工具间的位置。可以存储这种位置约束。当行为被修改时，可以求解这些约束来更新姿态。人体模型解决方案能与DELMIA的DPM装配集成，在仿真环境中分析工人和其它实体间的关系。可以使用DPM强大的过程仿真功能，进行仿真和校验，使用户可以为必须在特定的制造、维护和装配环境中工作的人员测试不同的可选方案。

图 SEQ 图 \* ARABIC 4人工任务仿真

人员行为分析

通过提供高级的工效分析工具，人员行为分析能够对维修过程中人员与工作单元交互的所有要素进行全面评价，从而最大化人员舒适度，安全性和绩效。DELMIA高级人员行为分析工具专门用于分析在虚拟环境中工人与物理的交互。用户可以准确地预估人员的工作效果，确保与工厂标准相符合，及绩效最大化。DELMIA人因行为分析包括广泛的工效工具，用来评价工人的绩效，比如：

l  使用NIOSH 81和91方程，分析举，放和运送任务

l  使用SNOOK和CIRIELLO方程评价推拉任务

l  使用RULA进行手臂定位评价，可以客户化RULA规范

图 SEQ 图 \* ARABIC 5人员行为分析

人体测量编辑器

人体编辑测量器提供一系列高级的人体测量工具，可以创建高级的，用户定义的人体模型。这些人体模型可以用来评价产品或过程对于特定目标人群的适应性。用户输入关键的设计变量，一个正态分布的统计算法会自动调整所有其它人体测量变量，创建目标人群中的人体模型。这种独特的“边界”人体模型技术确保设计师能用最小的人体模型数量适应整个目标人群。这种直观的图形用户界面使设计师能够分析测量变量间的功能关系。此外，用户可以针对某些详细目标定义与任务相关的关键值，而其它变量的值则由人体测量编辑器完成。

客户价值

  l  在设计阶段就考虑到维修时的人机工程因素，从而提升设计质量确保“最优的设计方案”和“维护成本”之间的一致性；

  l  面向维护的设计确保了维修操作的可行性和速度；

  l  设计更改的成本可以通过早期引入3D仿真进行避免；

  l  在3D的环境中制订维护、维修方案；

  l  基于工人舒适度和安全性，优化工作区域；

  l  为工人提供一个可视化的学习环境；

  l  通过仿真维护操作，检查可能存在的干涉，并验证工序顺序；

大发提供的产品及服务组合

Dassault Systems:

DELMIA Human（人机工程）

DELMIA DPM Assembly（装配工艺仿真）

优点

  l  在产品生命周期早期就考虑可维护性因素；

  l  用户可以对所有的人体测量变量进行客户化，以满足特定用户的人体建模；

  l  符合民用和军用人因标准；

  l  104种人体测量变量（元）；

  l  支持对人体测量变量的标注；

  l  高级视觉仿真；

  l  提供专用的工具条，可以直接管理人体测量库；

应用案例

      沈阳飞机设计研究所

      成都飞机设计研究所

      西安飞机工业集团大发

      成都飞机工业集团大发

      上海飞机制造厂

      哈尔滨飞机制造大发

      中国电子科技集团大发第十四研究所