[发明专利]基于数字孪生的航空发动机装配质量动态仿真方法和装置

说明书

本公开提供了一种基于数字孪生的航空发动机装配质量动态仿真方法，构建基于数字孪生技术的产品装配样机；多元传感设备工艺数据采集融合方法；复杂产品装配过程中动态仿真与分析方法；装配样机的装配仿真结果可视化表达方法。本发明的装配工艺可视化指导方法，基于数字孪生技术构建装配信息数字化载体，通过多源传感设备获取装配工艺信息，结合装配工艺机理，对产品装配过程中的状态进行动态仿真，由可视化技术将仿真结果高效反馈给装配人员，配质量进行动态调整，实现在装配生产中的装配工艺闭环，达到提高航空发动机装配质量，为产品装配过程调控提供了一种新的动态指导手段。本公开还提供了一种基于数字孪生的航空发动机装配质量动态仿真装置。

技术领域

本公开涉及数字孪生和航空发动机装配工艺技术领域，具体而言，涉及一种基于图像检索的古文字考释方法和装置。

背景技术

任何机械产品都是由若干个零件及部件组成，零件是组成机械的基本单元。将加工合格的零件按照一定的次序和规定的装配技要求结合后才能得到合格产品。因此，装配工艺过程是机械产品生产过程中的必不可少的一个阶段，也是保证机械产品质量的关键阶段。

目前，随着社会需求的变化与科学技术的发展，大型机械产品的结构偏向复杂化，装配工艺面临着一系列新的挑战。对以航空发动机、燃气轮机为典型代表的复杂产品的装配生产，现存的装配工艺已难以满足其装配需求，导致复杂产品出现装配合格率低，装配精度分散度大、一致性差，使用中可靠性低、性能不一致等一系列质量问题。上述质量问题产生的主要原因在于：现有装配生产过程中数据缺失严重、信息流动性弱；装配信息与工艺机理缺乏融合；装配仿真方法复杂、时效性差；仿真结果反馈机制不健全等。现有装配工艺亟需一种全新的技术手段来进行调整。

数字孪生作为一种新的信息空间-物理空间交互融合技术手段，引起了国内外研究机构及企业的广泛关注。数字孪生技术集成多物理、多尺度、多学科属性，以数字化方式创建物理实体的虚拟模型，构建物理对象的信息载体，并借助信息与数据模拟物理实体在显示环境中的行为，通过虚实交互反馈、数据融合分析、决策迭代优化等手段，实现物理世界与信息世界的交互融合，为物理实体增加或扩展新的能力。近年来随着数字孪生车间等一系列概念的提出，数字孪生技术在制造业中的应用取得了快速发展。然而，经调研后发现，目前大部分复杂产品的装配工艺过程仅依赖装配人员的经验，工艺决策缺乏科学性与透明性，而目前数字孪生技术在复杂产品装配环节中面向装配质量分析的应用仍存在不足，有的技术是将数字孪生技术应用在零部件加工、物流运输机仓储等环节，而针对装配过程的应用仍较为缺乏；有的仅仅通过可视化方法按照固定装配工艺指导，而缺乏工艺动态调控能力；有的装配工艺仿真方法过于繁琐，仿真耗时长，输出结果时效性差；有的缺乏有效的、符合人机功效信息反馈手段。装配生产环节中缺乏一中有效的指导方法实现装配过程信息实时收集、装配状态动态仿真推演与装配工艺可视化指导的闭环调控。

发明内容

为了解决现有技术中的技术问题，本公开实施例提供了一种基于数字孪生的航空发动机装配质量动态仿真方法和装置，该方法以实现航空发动机的装配工艺可视化指导，从而实现航空发动机装配过程的闭环调控，提高装配质量。

第一方面，本公开实施例提供了一种基于数字孪生的航空发动机装配质量动态仿真方法，包括以下步骤：构建基于数字孪生技术的产品装配样机，并接收装配工艺信息输入所述产品装配样机；根据收集的产品装配实时信息，结合轻量化装配工艺机理模型，控制仿真精度在预设范围内，实现产品装配状态的动态仿真、分析及推演操作。

在其中一个实施例中，所述构建基于数字孪生技术的产品装配样机包括：构建装配部件及零件的三维模型、构建产品装配工艺信息数据库以及构建装配状态与指导的可视化表达方法。

在其中一个实施例中，所述根据收集的产品装配实时信息，结合轻量化装配工艺机理模型，控制仿真精度在预设范围内，实现产品装配状态的动态仿真、分析及推演操作包括：装配状态仿真模块调用工艺信息，进行产品状态仿真、分析及推演操作。