圖4 人機工程仿真

裝配過程模型的輕量化技術裝配過程模型的輕量化技術主要包括多量級輕量化模型生成和復雜裝配場景的分層級拆分。首先，按仿真過程對數模信息量的要求不同，運用多量級輕量化模型技術生成滿足不同要求的多量級輕量化模型，達到對裝配場景進行輕量化的目的；其次，運用分層級裝配場景拆分技術將裝配仿真過程劃分為多個簡單裝配場景，降低仿真裝配場景對硬件的要求；最后，運用變分辨率技術在創建、執行裝配仿真任務的時候，通過動態載入載出模型細節，只對當前活動零部件模型和與其可能存在干涉的零部件模型詳細顯示，其他零部件模型則粗略顯示，達到降低對計算機硬件性能的過度依賴，提高裝配仿真的效率。

1 多量級輕量化模型生成

在進行飛機虛擬裝配仿真過程中，各零部件的功能作用不同，對其模型信息的要求也不同，可以將參與裝配的模型劃分為原始模型、高級輕量化模型、中級輕量化模型、低級輕量化模型4個量級。

(1)原始模型是指包含零部件完整信息的模型，如進行產品預裝配分析時，僅進行靜態干涉檢查，可采用原始模型。

(2)高級輕量化模型為包含模型實體信息及輔助實體特征的輕量化模型，如活動零部件數模，需要對其創建一定的裝配路徑，需要包含一些路徑規劃所必需的輔助實體特征，故需采用包含輔助實體特征的輕量化模型。

(3)中級輕量化模型為僅包含模型實體信息的輕量化模型，如僅僅作為裝配環境的零部件數模，只用于檢查與活動零部件是否存在干涉，可采用僅包含實體信息的輕量化模型。

(4)低級輕量化模型為簡化內部結構，僅保留外部輪廓實體信息的零部件數模，如在部件裝配和整體裝配時，組件內部的結構對裝配仿真過程影響不大，裝配仿真過程僅需要組件外形輪廓實體信息，故可以對其內部結構進行相應簡化，去除內部零部件的實體信息，僅保留零部件的裝配信息。

2 復雜裝配場景的分層級拆分

分層級裝配場景的實質是，將一個復雜裝配場景拆分為幾個簡單的裝配場景，然后再進行裝配仿真，分散復雜裝配場景對計算機硬件性能的高要求。復雜裝配場景的拆分原則有：

(1)按產品裝配層次拆分。產品的裝配層次可分為：組件裝配；段、部件裝配；產品整體裝配。對應地，裝配場景可劃分為：組件裝配場景；段部件裝配場景；產品整體裝配場景。組件裝配場景完成零件到組件的裝配仿真，段部件裝配場景完成組合件和零件到段部件的裝配仿真，產品整體裝配場景完成段部件、組合件及零件到產品整體的裝配仿真。

(2)按產品裝配工位拆分。結合生產制造單位的布局情況，制定裝配工藝方案。復雜裝配場景依據裝配工藝方案，依據裝配工位拆分為不同的裝配場景，再進行裝配仿真。由于生成的裝配仿真結果與生產實際緊密結合，可基本無需編輯嵌入三維AO中，指導現場生產，提高現場裝配效率。

基于輕量化模型的虛擬裝配仿真

結合飛機虛擬裝配仿真應用實踐，本文提出了一種基于輕量化模型的裝配過程虛擬仿真方法。首先對參與裝配的零部件進行多量級模型生成，得到4個不同量級的模型，依次分別為原始模型、高級輕量化模型、中級輕量化模型、低級輕量化模型。圖5為某型飛機水平尾翼外伸段的高級輕量化模型、中級輕量化模型及低級輕量化模型。高級輕量化模型包含水平尾翼外伸段的實體信息，并包含一些輔助特征信息，如圖5(a)與中央盒段進行裝配的特征信息；中級輕量化模型僅包含水平尾翼外伸段的實體信息；低級輕量化模型則去除水平尾翼外伸段內部肋等零件信息，僅包含外形零件的裝配信息。處理后的水平尾翼的部分零部件多量級輕量化模型情況如表1所示。

圖5 水平尾翼外伸段輕量化模型

表1 水平尾翼部分零部件輕量化模型