李伟

摘 要：本文从虚拟维修相关概述出发，针对航空虚拟维修系统设计特点，重点对虚拟维修系统场景优化技术、虚拟维修系统任务流程管理技术以及虚拟维修系统交互控制技术等关键技术进行了研究与分析，以期为航空虚拟维修系统的优化提供理论参考依据。

关键词：虚拟维修；航空装备；应用

引言

基于智能化技术的不断创新与应用，虚拟现实（VirtualReality，简称“VR”）技术得到了发展与推广应用。将虚拟现实技术应用于特殊条件下的产品维修培训中，对提升产品维修质量与效率，保障维修安全性具有至关重要的作用。航空装备作为技术密集型、内容复杂的产品，其维修工作存在一定的特殊性。依据航空装备维修特点，设计并创建科学的航空虚拟维修系统已成为航空装备维修培训发展的必然需求。基于此，对航空虚拟维修系统关键技术的研究具有重要显示意义。

1虚拟维修系统

随着“虚拟现实时代”的到来，虚拟现实技术得到了广泛的应用，并在在诸多领域，如医疗卫生、室内设计、军事航天、电力培训等发挥着至关重要的作用。而所谓的虚拟现实技术是在计算机技术、人体模型技术、智能化技术等先进科学技术综合应用的基础上，形成的可建立体验虚拟世界的计算机仿真系统，它通过环境模拟、传感装置配置、感知与自然技能设计实现了人机交互发展，使用户沉浸在所创设的环境中。基于虚拟现实技术的不断发展，“通过虚拟人进行虚拟产品维修”理念得以提出，虚拟维修系统成为人们关注的重点。通过应用虚拟维修系统，可实现对维修人员产品维修性的有效评估；实现维修保障与设计的协调发展；提升维系数据分析的准确性与信息的共享性。与此同时，应用虚拟维修系统进行产品维修训练，可有效提升维修工作人员工作质量、降低维修成本，保证维系训练的安全性。

2航空虚拟维修系统设计特点

由于航空装备多属于大型、复杂、高精密型产品，其设计与制造中所应用的工艺技术较多，先进性较强。因此，航空维修在一定程度上具有反应及时性、操作可靠性、技术综合性、环境复杂性、资源保障性等特点。这在一定程度上为航空虚拟维修系统的设计与应用提出了更高的要求。因此，基于航空维修特点，航空虚拟维修系统在设计过程中，需具备以下基本功能：其一，虚拟维系系统需提供航空装备的维修仿真模型（如，维修样机、维修工具、相关器材与设备的外观与机理模型）以及虚拟人体模型；其二，实现航空虚拟维修资源的一体化管理，实现交互场景的优化建立；其三，针对维修任务进行规划设计以及过程控制预设，并依据航空虚拟维修工程进行维修因素的综合分析，包括维修时间、人因工程等等；其四，科依据维修性的结果分析实现综合评估，并对产生的各种数据进行优化管理与信息共享。

3航空虚拟维修装备领域的应用技术

3.1虚拟维修系统场景优化技术

基于航空维修特点，在进行建模时，需准确把握模型与虚拟现实转件容量之间的关系，避免模型过大而降低系统运行速度并为后期交互处理带来困难。基于此，本文在航空虚拟维修系统设计时，采用3dsMax与virtools5.0软件进行三维实体维修模型的建立。由于维修部件具有复杂性、综合性特征，因此，通过采用递进网格的层次细节技术（又被称为“LOD计划”）进行细化处理，实现模型的优化构建。与此同时，通过利用Stateflow图形化建模工具实现航空装备工作过程中的动态模拟。此外，为达到场景优化效果，提升模型运行效率，借助virtools5.0软件中的LOD（levelofdetail）算法，构建连续的LOD模型，并依据投影大小进行细节层次划分与处理，降低亢余数据的产生；通过利用PortalManagement，即入口管理来完善可见消隐技术，提升系统可见消隐性能

3.2虚拟维修系统任务流程管理技术

由于傳统的虚拟维修系统中缺乏资源的统筹管理体系，无法实现对航空维修资源的科学管理与运用，构建高效、高精准性的虚拟维修环境，形成装备维修保障的数据信息库，提升系统功能。对此，本文通过利用XML（eXtensibleMarkupLanguage）技术，中文名称为“可扩展标记语言技术”，建立可扩展维修资源管理体系，实现对不同维修级别装备的分类管理。与此同时，由于航空维修步骤相对复杂且具有多变性特点，因此，在建立可拓展维修资源管理工具的同时，需对维修任务流程进行设计，通过建立“维修任务”、“维修步骤”、“维修作业”层次结构，在执行（StepType=“Do”）与判断（StepType=“Check”）设计中实现资源与程序之间的有效沟通，进行虚拟维修系统任务流程管理。

3.3虚拟维修系统交互控制技术

在保证系统设计经济性与实用性的基础上，本文所研究的航空虚拟维修系统主要通过键盘与鼠标来实现人机交互控制。即，通过VSL编程以及Rotate、MoveTo等模块，实现鼠标对实体对象的操作；通过建立SetAsActiveCamera模块或CameraOrbit模块设计，从视觉角度出发进行键盘操作控制。

4结束语

总而言之，基于虚拟现实技术研发的航空虚拟维修系统已成为航空装备维修培训体系的重要组成部分，对提升航空维修质量具有积极影响作用。本文通过对航空虚拟维修系统关键技术的分析，旨在探寻提升航空维性安全性、保障性、实效性的关键技术，促进航空虚拟维修系统的优化发展。

参考文献

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