發(fā)布時(shí)間：2017-06-13 13:08

  本文關(guān)鍵詞：面向虛擬裝配的作業(yè)仿真及工效分析方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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。現(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)裝配過程中,不合理的裝配工藝及作業(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(jī)交互操作過程的仿真研究。本論文以優(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(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,并以某機(jī)械手的裝配作業(yè)過程為例,對(duì)有數(shù)字人參與的作業(yè)過程進(jìn)行仿真和工效分析。論文主要研究內(nèi)容如下:(1)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)過程在虛擬環(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)過程動(dòng)畫,可直觀的指導(dǎo)工人的裝配作業(yè)。(2)對(duì)目前裝配作業(yè)過程存在的人因問題進(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)。(3)基于模糊綜合評(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)。(4)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)貨架縮短零件搬運(yùn)距離來減少體力負(fù)荷;采取電動(dòng)扳手改善手工操作方式等。針對(duì)改進(jìn)后的作業(yè)姿勢(shì)進(jìn)行重新評(píng)價(jià),并與改進(jìn)前評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明該方法改善效果明顯:避免了大量的人工勞動(dòng)、緩解累積疲勞,減少了空手行走的距離,提高了裝配效率。本論文基于DELMIA數(shù)字化仿真平臺(tái),對(duì)裝配過程及工具的交互式操作進(jìn)行仿真研究,通過建立面向虛擬裝配作業(yè)仿真的工效綜合評(píng)價(jià)方法,對(duì)作業(yè)過程進(jìn)行分析,優(yōu)化裝配方案。本文的研究思路和方法為產(chǎn)品裝配工藝設(shè)計(jì)、作業(yè)過程優(yōu)化和作業(yè)環(huán)境的改善提供更貼合實(shí)際的參考依據(jù)和技術(shù)支撐,其對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的國內(nèi)企業(yè)具有十分重要的意義。
【關(guān)鍵詞】：虛擬裝配 作業(yè)仿真 工效分析 DELMIA 機(jī)械手
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG95;TP391.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 虛擬裝配技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 人機(jī)工效分析研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.3 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述簡析17
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 虛擬裝配作業(yè)過程仿真研究19-33
• 2.1 引言19
• 2.2 裝配作業(yè)環(huán)境及作業(yè)舒適性評(píng)估的特點(diǎn)19-20
• 2.3 虛擬裝配仿真環(huán)境的構(gòu)建20-24
• 2.3.1 仿真平臺(tái)的選擇20
• 2.3.2 產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)和裝配工具模型的創(chuàng)建20-21
• 2.3.3 構(gòu)建虛擬裝配人體模型21-24
• 2.4 面向虛擬裝配的作業(yè)仿真研究24-32
• 2.4.1 面向虛擬裝配的作業(yè)層次分解24-27
• 2.4.2 虛擬人操作仿真研究27-31
• 2.4.4 裝配可行性分析與驗(yàn)證31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 裝配作業(yè)工效分析評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究33-56
• 3.1 引言33
• 3.2 裝配作業(yè)舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建思路33-35
• 3.3 指標(biāo)體系構(gòu)建原則及方法35-37
• 3.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取原則35-36
• 3.3.2 裝配作業(yè)人機(jī)工效設(shè)計(jì)要求36-37
• 3.3.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取方法37
• 3.4 虛擬裝配作業(yè)舒適性多指標(biāo)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建37-39
• 3.4.1 確定裝配作業(yè)工效評(píng)價(jià)的總目標(biāo)38
• 3.4.2 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系模型38-39
• 3.5 單個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)及評(píng)價(jià)準(zhǔn)則39-51
• 3.5.1 體力負(fù)荷指標(biāo)39-43
• 3.5.2 作業(yè)時(shí)間指標(biāo)43-44
• 3.5.3 心理負(fù)荷44-46
• 3.5.4 作業(yè)姿勢(shì)46-48
• 3.5.5 協(xié)作方式48-49
• 3.5.6 噪聲49
• 3.5.7 作業(yè)布局49-50
• 3.5.8 單手作業(yè)形式50-51
• 3.6 評(píng)價(jià)指標(biāo)值的一致化和無量綱化處理51-55
• 3.6.1 各評(píng)價(jià)指標(biāo)的一致化處理52
• 3.6.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的無量綱化處理52-54
• 3.6.3 定性指標(biāo)的定量化54-55
• 3.7 本章小結(jié)55-56
• 第4章 面向虛擬裝配的作業(yè)工效評(píng)估方法研究56-65
• 4.1 引言56
• 4.2 評(píng)價(jià)方法的選擇56-57
• 4.3 模糊綜合評(píng)判57-62
• 4.3.1 模糊綜合評(píng)價(jià)方法概述57-58
• 4.3.2 模糊綜合評(píng)價(jià)中的權(quán)重確定方法58-61
• 4.3.3 模糊綜合評(píng)價(jià)步驟61-62
• 4.4 面向裝配的作業(yè)舒適性模糊綜合評(píng)價(jià)62-63
• 4.5 評(píng)價(jià)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)63-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 第5章 虛擬裝配舒適性評(píng)價(jià)方法在機(jī)械手裝配作業(yè)的應(yīng)用65-79
• 5.1 引言65
• 5.2 虛擬裝配作業(yè)環(huán)境的搭建及作業(yè)過程仿真65-71
• 5.2.1 機(jī)械手虛擬裝配作業(yè)環(huán)境的搭建65-68
• 5.2.2 機(jī)械手虛擬裝配作業(yè)的仿真研究68-71
• 5.3 機(jī)械手裝配作業(yè)舒適性模糊綜合評(píng)價(jià)71-78
• 5.3.1 機(jī)械手裝配作業(yè)特點(diǎn)71
• 5.3.2 虛擬裝配作業(yè)舒適性指標(biāo)體系確定71-72
• 5.3.3 確定評(píng)價(jià)集及構(gòu)造隸屬度函數(shù)72-73
• 5.3.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)值預(yù)處理與計(jì)算隸屬度73
• 5.3.5 層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重73-74
• 5.3.6 多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)74-75
• 5.3.7 評(píng)價(jià)結(jié)果分析及作業(yè)環(huán)境改進(jìn)75-78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論79-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果86-88
• 致謝88

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：面向虛擬裝配的作業(yè)仿真及工效分析方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：446605