[发明专利]一种基于虚拟维修的维修安全定性因素定量评价方法

说明书

技术领域

本发明属于虚拟现实技术及数学科学辅助产品设计的技术领域,涉及在产品设计初期客观、系统地为产品维修安全定性因素定量评价技术。

背景技术

产品维修中大部分的维修工作仍然是由人来完成。特别是新的产品，结构功能较为复杂，新材料和电子系统的使用，使得在维修过程中故障发生的时间和部位较难确定，这对维修人员的安全存在着较大的隐患，也对产品维修的要求增加了，维修人员必须具有更丰富的知识和技能。相当一部分的维修工作持续时间较长，任务要求提高利用率，要求减少维修停场时间，因此，维修人员在高度复杂的系统中工作经常要承受巨大的时间压力，长时间的维修工作以及不舒适的维修工作姿态给维修人员造成疲劳，这对维修人员的人身安全有着很大的影响。

产品维修安全设计的好坏在一定程度上影响着产品使用后的维修便捷性及产品本身的可用性，传统维修安全设计与分析主要涉及定性因素及定量因素两个方面内容，定性因素包含可视性、可达性、防差错及人机功效等。传统维修安全定性因素的设计方式主要是产品设计人员在设计阶段考虑相关的维修安全设计，该种方式使得设计人员对其负责产品的维修安全设计能够较好的把握，但是将产品综合集成至系统层次时，往往出现不协调的问题，如产品安装拆卸空间不足、相邻设备的固定方式冲突及系统间连接方式矛盾等，而该种设计方式的评价途径主要在产品物理样机生产之后才能发现，往往由于和性能之间的冲突会出现维修安全设计不能改进的结果，而且又会浪费大量的人力和物力资源，在产品设计进度上有很大的滞后性。

虚拟维修技术实现了在产品设计初期虚拟维修人员在虚拟维修环境下以虚拟样机为维修对象进行维修过程的实现，这一过程实现了产品设计与产品分析同时进行，形成了及时反馈、不断迭代和持续改进的工作方式，为维修安全设计工作的开展提供了辅助作用。

现阶段利用虚拟维修技术分析维修安全定性因素的工作方式主要为充分利用虚拟环境提供的人体视锥工具、手部操作包络工具、人体移动碰撞检测工具等逐一分析维修安全设计中的定性因素，并参照产品及系统地维修安全设计准则，对维修安全设计缺陷进行改进。这一工作方式主要集中于维修安全定性因素的单因素上，对单因素的问题发现及改进有一定的指导作用，但该种工作得出的结论往往是产品设计优或差的定性概念，缺乏对产品维修安全定性因素较为客观的评价描述及整体评价，而且在该种单因素分析方面，往往忽略了同一产品在考虑使用和维修状况时不同维修安全定性因素直接的相互重要关系，对产品维修安全某一具体的定性因素改进指导较为缺乏，如在和产品定性因素设计准则对比分析之后，产品可视性设计及防差错设计都需要改进，但是考虑其使用及维修特点，可视性对于防差错的改进更为重要，所以如何在维修安全定性单因素分析结果得出之后，如何处理这类问题而对产品维修安全改进意见的得出显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了克服虚拟维修在指导产品维修安全定性因素改进中对单因素之间重要程度缺乏衡量的问题，通过研究维修安全设计中的常用定性因素，分析维修安全定性因素之间的层次结构，引用层次分析法对层次结构中的单因素根据其在使用和维修的实际重要度情况进行定量分析，对产品维修安全设计中的定性因素提供定量评价的方法，以便为维修安全设计改进提供更为直观的改进意见，达到在产品设计初期客观、系统地辅助改进产品维修安全设计的目的。

本发明提供了一种基于虚拟维修的维修安全定性因素的定量评价方法，包括如下步骤：

步骤一、根据产品特点，确定产品维修安全设计中的维修安全定性因素；

参照维修安全标准文件，针对具体的维修对象，确定其需要分析的维修安全定性因素，其他不需要分析的维修安全定性因素不予以考虑。

步骤二、对确定的维修安全定性因素进行层次划分，设底层为第一层，总目标位于最高的第Q层，第二至Q层中的每个因素都包含下一层一个以上的因素；Q为大于等于2的整数；

步骤三、应用层次分析法对建立好的具有层次结构的维修安全定性因素的排序权重进行确定；

步骤四、利用虚拟环境中的仿真机分析工具，根据实际的产品维修规程，完成虚拟环境中面向产品虚拟样机的维修过程核查，对维修安全定性因素层次结构中底层的全部因素进行分析；

步骤五、结合步骤四得到的因素的分析结果和维修安全问题分类，对维修安全定性因素层次结构中底层的各因素的问题等级进行评定，所评定的值为因素的定性分析结果；

步骤六、对产品维修安全设计中的全部维修安全定性因素进行定量评价。