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(jì)全球化使得企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，行業(yè)利潤(rùn)不斷縮減，制造成本不斷變高，企業(yè)必須在更短的時(shí)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(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)械裝配是機(jī)械制造過(guò)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是最為重要的環(huán)節(jié)，是機(jī)械制造中最后決定機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的重要工藝過(guò)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(duì)裝配人員提出了更高的要求。在產(chǎn)品生產(chǎn)裝配過(guò)程中，不合理的裝配工藝及作

2、業(yè)環(huán)境會(huì)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(guò)程存在的工藝及人因問(wèn)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(guò)程中人機(jī)交互操作過(guò)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(guò)程仿真，裝配作業(yè)工效分析評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)研究

3、，并以某機(jī)械手的裝配作業(yè)過(guò)程為例，對(duì)有數(shù)字人參與的作業(yè)過(guò)程進(jìn)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(tái)，構(gòu)建與真實(shí)裝配作業(yè)車間一致的作業(yè)環(huán)境；對(duì)虛擬裝配的工藝特點(diǎn)及裝配操作動(dòng)作進(jìn)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(jìn)行虛擬裝配作業(yè)仿真和工效分析；通過(guò)把裝配作業(yè)分解到基本作業(yè)動(dòng)素層，最終實(shí)現(xiàn)裝配作業(yè)人員自身運(yùn)動(dòng)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(gè)過(guò)程在虛擬

4、環(huán)境中得到實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)。最后導(dǎo)出裝配作業(yè)過(guò)程動(dòng)畫，可直觀的指導(dǎo)工人的裝配作業(yè)。⑵對(duì)目前裝配作業(yè)過(guò)程存在的人因問(wèn)題進(jìn)行深入分析，結(jié)合虛擬裝配環(huán)境的特點(diǎn)對(duì)虛擬環(huán)境下裝配作業(yè)舒適性的進(jìn)行定義；在評(píng)價(jià)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(píng)估指標(biāo)體系；針對(duì)影響裝配作業(yè)舒適性的各指標(biāo)的特點(diǎn)，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(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，為裝配作業(yè)舒適性多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)提供理論基礎(chǔ)。⑶基

5、于模糊綜合評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)方法，應(yīng)用模糊綜合評(píng)判方法裝配作業(yè)過(guò)程進(jìn)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(jì)算、指標(biāo)權(quán)重的確定，在此基礎(chǔ)上利用建立的綜合評(píng)價(jià)模型，以某機(jī)械手的裝配作業(yè)為例，對(duì)裝配工藝進(jìn)行工效評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明：當(dāng)前裝配作業(yè)舒適度隸屬于“較差”這一評(píng)價(jià)等級(jí)的測(cè)度最高，因此亟需采取相應(yīng)的措施進(jìn)行人因改進(jìn)。 根據(jù)目前作業(yè)的評(píng)價(jià)結(jié)果，提出改進(jìn)方案。增加移動(dòng)貨架縮短零件