面向虛擬裝配的作業(yè)仿真及工效分析方法研究.pdf

1、經(jīng)濟全球化使得企業(yè)間競爭愈發(fā)激烈，行業(yè)利潤不斷縮減，制造成本不斷變高，企業(yè)必須在更短的時間以更低的生產(chǎn)成本提供具有更高質(zhì)量的新產(chǎn)品才能保持競爭力。機械裝配是機械制造過程中的最后一個環(huán)節(jié)，也是最為重要的環(huán)節(jié)，是機械制造中最后決定機械產(chǎn)品質(zhì)量的重要工藝過程。即使是全部合格的零件，如果裝配不當(dāng)，往往也不能形成質(zhì)量合格的產(chǎn)品?，F(xiàn)階段生產(chǎn)裝配方式仍以手工為主，產(chǎn)品生產(chǎn)周期的縮短對裝配人員提出了更高的要求。在產(chǎn)品生產(chǎn)裝配過程中，不合理的裝配工藝及作

2、業(yè)環(huán)境會影響工作人員的作業(yè)狀態(tài)，造成操作失誤和工作效率降低。虛擬裝配仿真是預(yù)先發(fā)現(xiàn)裝配過程存在的工藝及人因問題最有效的方法之一，然而目前虛擬裝配研究基本上局限于程序控制和物理仿真階段，很少考慮人的因素，缺少虛擬裝配過程中人機交互操作過程的仿真研究。本文以優(yōu)化裝配方案，指導(dǎo)工人科學(xué)作業(yè)，提高裝配效率為研究目的，圍繞裝配環(huán)境搭建和作業(yè)過程仿真，裝配作業(yè)工效分析評價指標(biāo)體系的構(gòu)建，以及面向虛擬裝配作業(yè)仿真的工效綜合評價等關(guān)鍵技術(shù)進行了重點研究

3、，并以某機械手的裝配作業(yè)過程為例，對有數(shù)字人參與的作業(yè)過程進行仿真和工效分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于DELMIA數(shù)字化仿真平臺，構(gòu)建與真實裝配作業(yè)車間一致的作業(yè)環(huán)境；對虛擬裝配的工藝特點及裝配操作動作進行分析，構(gòu)建裝配作業(yè)層次結(jié)構(gòu)圖，從而能夠更加準(zhǔn)確地進行虛擬裝配作業(yè)仿真和工效分析；通過把裝配作業(yè)分解到基本作業(yè)動素層，最終實現(xiàn)裝配作業(yè)人員自身運動仿真、作業(yè)人員操作工具作業(yè)仿真及吊裝仿真等，使得裝配作業(yè)工序的整個過程在虛擬

4、環(huán)境中得到實時準(zhǔn)確的實現(xiàn)。最后導(dǎo)出裝配作業(yè)過程動畫，可直觀的指導(dǎo)工人的裝配作業(yè)。⑵對目前裝配作業(yè)過程存在的人因問題進行深入分析，結(jié)合虛擬裝配環(huán)境的特點對虛擬環(huán)境下裝配作業(yè)舒適性的進行定義；在評價指標(biāo)的選取原則及指標(biāo)體系構(gòu)建原則的指導(dǎo)下，提出面向虛擬裝配的裝配作業(yè)工效評估指標(biāo)體系；針對影響裝配作業(yè)舒適性的各指標(biāo)的特點，完成底層各指標(biāo)定性、定量因素的劃分；研究分析各指標(biāo)的評價實現(xiàn)和評價準(zhǔn)則，為裝配作業(yè)舒適性多級模糊綜合評價提供理論基礎(chǔ)。⑶基

5、于模糊綜合評價方法的理論，建立面向虛擬裝配的裝配舒適性多指標(biāo)綜合評價方法，應(yīng)用模糊綜合評判方法裝配作業(yè)過程進行工效分析。完成定性指標(biāo)量化、定量指標(biāo)隸屬函數(shù)的選取及隸屬度計算、指標(biāo)權(quán)重的確定，在此基礎(chǔ)上利用建立的綜合評價模型，以某機械手的裝配作業(yè)為例，對裝配工藝進行工效評價。評價結(jié)果表明：當(dāng)前裝配作業(yè)舒適度隸屬于“較差”這一評價等級的測度最高，因此亟需采取相應(yīng)的措施進行人因改進。 根據(jù)目前作業(yè)的評價結(jié)果，提出改進方案。增加移動貨架縮短零件