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基于虚拟维修仿真的人机工效分析研究

作　者: 王异香
导　师: 孙有朝
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 虚拟维修人机工效 Petri网作业建模维修性分析模特法
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 380次
引　用: 2次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-19
  1.1 课题背景  11-12
  1.2 国内外现状及研究内容  12-16
    1.2.1 虚拟维修研究现状  12-14
    1.2.2 虚拟人和工效学研究现状  14-15
    1.2.3 研究现状分析  15-16
  1.3 课题的提出  16
  1.4 论文的主要工作  16-19
    1.4.1 本文主要研究内容  16-17
    1.4.2 全文组织结构  17-19
第二章虚拟维修系统体系  19-26
  2.1 虚拟现实技术及其系统特征  19-20
  2.2 虚拟维修系统的体系结构  20-22
  2.3 虚拟维修环境的选择  22
  2.4 虚拟维修环境的建立  22-25
    2.4.1 建模工具的选择  22
    2.4.2 虚拟场景的实现  22-23
    2.4.3 产品数字模型和工具模型的创建  23
    2.4.4 人体模型的实现  23-24
    2.4.5 维修环境创建实例  24-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章虚拟维修作业仿真模型研究  26-54
  3.1 Petri 网建模原理说明  26-30
    3.1.1 Petri 网简介  26-27
    3.1.2 逻辑关系描述方法  27-29
    3.1.3 层次化建模  29-30
  3.2 维修作业模型  30-35
    3.2.1 维修及其相关概念  30-31
    3.2.2 维修作业模型描述  31-33
    3.2.3 维修作业模型组成元素的Petri 网表达  33-34
    3.2.4 维修作业过程关系描述  34-35
  3.3 基于CPN 的维修作业建模方法  35-42
    3.3.1 建模工具说明  35-36
    3.3.2 CPN 的基本元素建模  36-37
    3.3.3 建模方式和步骤  37-38
    3.3.4 拆卸作业模型  38-41
    3.3.5 模型的仿真分析方法  41-42
  3.4 虚拟维修作业仿真模型  42-53
    3.4.1 模型的提出  42-43
    3.4.2 Petri-PERT 方法  43-45
    3.4.3 数字样机特征行为仿真  45-47
    3.4.4 人体模型运动仿真  47-50
    3.4.5 仿真实例  50-53
  3.5 本章小结  53-54
第四章面向虚拟维修的人机工效分析  54-74
  4.1 维修中的人因工程要求  54-59
    4.1.1 人因工程的定性要求  54-55
    4.1.2 人因工程的定量要求  55-59
  4.2 工作时间分析  59-66
    4.2.1 MODAPTS 法  59-64
    4.2.2 仿真分析法  64-65
    4.2.3 综合分析  65-66
  4.3 工作负荷分析  66-67
  4.4 人机工效分析的其他内容  67-70
    4.4.1 作业姿势分析  67-68
    4.4.2 可达性分析  68-70
  4.5 实例分析  70-73
    4.5.1 基于CPN 维修作业模型的人机工效分析  70-72
    4.5.2 DELMIA 仿真分析  72-73
  4.6 本章小结  73-74
第五章辅助分析软件系统  74-81
  5.1 软件系统概述  74-76
    5.1.1 总体设计思想  74-75
    5.1.2 系统开发工具  75-76
  5.2 软件主要功能  76-80
    5.2.1 人体姿势库管理  76-77
    5.2.2 工作时间和工作负荷分析  77-78
    5.2.3 第三方软件接口的实现  78-80
  5.3 数据库的实现  80
    5.3.1 数据库接口技术  80
    5.3.2 数据库管理  80
  5.4 本章小结  80-81
第六章总结与展望  81-83
  6.1 研究内容与创新点总结  81-82
  6.2 展望  82-83
参考文献  83-85
致谢  85-86
在学期间发表的论文  86

基于虚拟维修仿真的人机工效分析研究

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