基于DELMIA的某型装甲车综合传动装置装配仿真研究

第一篇：基于DELMIA的某型装甲车综合传动装置装配仿真研究

基于DELMIA的某型装甲车综合传动装置装配仿真研究

摘 要：传统的车辆装配采用二维设计方式，产生的许多问题在设计阶段都无法得到验证，导致制造周期较长和成本浪费。应用基于DELMIA的数字化装配工艺仿真技术，进行对某型装甲车综合传动装置的三维装配过程仿真，这样在工艺准备阶段就可以及时发现装配工艺中存在的各种空间性、结构性等问题，并对装配模型结构、装配路径、装配顺序等进行修改与优化，有效地缩短了整车的研制周期及成本。

关键词：综合传动装置；DELMIA；虚拟装配；工艺仿真；优化

引言

在现代制造过程中，虚拟装配技术作为重要的环节，发挥着越来越重要的作用[1]。而综合传动装置作为装甲车必不可少的重要组成部分，凝集转向、变速、传动动力、制动等多项功能于一体，其零部件数目必繁多，结构也必然复杂紧凑、导致其装配工艺复杂化。传统的装配工艺思想是以工人的经验为主，依靠二维图纸将所有已经加工完成的零件进行装配，通常需要反复修改，尝试，因此导致整个制造周期变长且成本增加，产品的市场竞争力下降[2]。本文以DELMIA软件为依托，采用虚拟装配技术就可在工艺准备阶段及早发现产品装配顺序设计是否正确合理，保证在实际装配最后环节不会发生干涉，并且可以优化工艺，从而减少了研制的周期和成本。DELMIA软件简介

DELMIA软件是法国达索公司推出的一款极具商业化数字企业精益制造交互式应用（Digital Enterprise Lean Manufacturing Interaction Application）软件，它有一个DPM（Digital Process for Manufacturing）模块，其中又包含众多DPM功能模块，DPM-Assembly Process Simulation模块就是针对数字化制造工艺仿真的，不仅能实现3D工艺规划，可以对产品的生产规划和装配过程实现三维模拟仿真并验证[3]。可以在实际投入生产前发现产品设计及其工艺中不合理因素，然后通过验证分析和改进，提高产品的可装配工艺的合理性。

本文借助DELMIA软件平台，研究某型装甲车综合传动装置的虚拟装配，并在此虚拟装配环境中完成其综合传动装置的虚拟装配过程仿真，主要包括其虚拟装配路径规划和装配序列规划，然后从发生的干涉和耗费的工时角度对其工艺方法调整与优化。工件装配模型数据预处理

装配模型是装配工艺设计的前提基础，装配模型的好坏将直接影响装配工艺设计的描述。在进行数字化装配的实际工作中，用CATIA建立好的某型装甲车的综合传动装置由于包含的模型信息繁多导致模型的内存非常大，在导入DELMIA软件中花费的时间较长，从而影响了装配周期。目前来说，CAD、CAE、CAPP、CAM基本上都是相互独立地开展工作的。由于在产品生命周期的各阶段比如产品设计、产品分析、产品的工艺规划、产品制造等，对产品模型的要求不同，因此导致三维产品模型包含的信息繁多，占用的内存大，各部门之间数据传输时间长、效率低等问题。本文采取轻量化装配模型应用于装配操作，采用的是3DXML格式的轻量化模型，它能够满足装配（装配路径规划、装配顺序规划、装配过程碰撞检测、干涉分析等）的所有功能要求。某的综合传动装置主要部件模型轻量化前后文件大小对比如表1所示。

通过比较某型装甲车综合传动装置主要部件的原三维模型文件和轻量化处理后，可以明显地看出经过轻量化处理后的文大概是原文件的1/15-1/45倍，在CATIA中打开轻量化模型的时间是打开原文件时间的10倍左右，从而就可以清晰地看出轻量化模型文件在装配中的巨大优势。应用实例分析

3.1 某型装甲车综合传动装置装配过程仿真流程

某型装甲车综合传动装置的装配主要包括箱体的安装、变速机构的安装以及转向机构的安装等。应用CATIA/DELMIA软件进行某型装甲车综合传动装置装配过程仿真的大致流程是先用AEC工厂中Plant Layout模块创建车间中的资源，比如地面、工作台等，并根据实际情况确定装配时所需的相对位置关系。其次是根据某传动装置的结构，合理划分装配单元、定义装配路径、确定装配顺序。依据其装配工艺规程生成Activity，可以动态地显示出其装配路径等。及时发现装配过程中各个元素之间出现的干涉和碰撞情况，然后根据查找的干涉原因，对其进行验证并优化。同时用人机工程学设计与分析模块，使工人完成某个装配时的操作行为及行走路线等，对一些典型装配行为姿态进行模拟和分析，并准确地评估人机性能[4]。

具体流程如图1所示。

3.2 装配仿真过程的实施

3.2.1 导入产品和资源

在Assembly Process Simulation模块中，点击Insert Product导入前面的经过数据处理的产品数模，以某型装甲车综合传动装置的变速机构为例导入，点击Insert Resource导入已经建立完成的所需资源，如地面、工具等。

3.2.2 工艺过程仿真

首先通过File/New，创建Process Library文件，需要定义各部分装配工序名称及从属关系，然后通过Insert Activity Library将定义好的工序导入PPR结构树中的Process List中，按照先前划分好的装配单元和装配顺序，定义装配路径建立Activity，可以通过PERT图对其进行排列顺序即产品的装配顺序，各个动作将按排列的顺序进行动态模拟。某型装甲车综合传动装置装配顺序PERT图如图2。综合传动装置中各部分机构装配动作由一系列Move Activity组成，点击Activity图标上的“+”即可看到清晰详细地装配顺序。根据“可拆即可装”思想，其装配路径图如图3。

3.2.3干涉与优化分析

通过选择DELMIA中自动干涉检查功能模块，对其综合传动装置的主要部件元素之间进行干涉检查。如若发现零、部件元素之间，及与工具之间存在干涉时，会亮色线提示并显示出干涉域和干涉量，如图4a。查找原因后发现，在先前拆卸时传动齿轮从动轮先于变矩器被拆，故在装配时发生干涉。经过正确调整装配顺序，得到正确的装配仿真过程。

经过反复验证与优化，调整PERT图中Activity顺序关系，调整后的GANT图比之前缩短了13s。

3.2.4 人机工程分析

通过DELMIA平台中的人机作业仿真和行为分析模块，进行可视性、可达性、可操做性及装配作业姿态分析等[5，6]。由于该综合传动装置的结构复杂、空间狭小，可操作空间有限，故在做装配仿真时，主要模?M了左右侧板、箱体安装，及排流阀的连接等几个关键部件的工人作业仿真，结果证明所模拟的零部件均可进行操作。结束语

虚拟装配仿真技术已经在数字化制造领域担当着越来越重要作用，本文通过基于DELMIA的虚拟装配技术，对某装甲车综合传动装置进行了仿真与分析，使完整的装配过程变得可视化，达到了预期的效果，有效地缩短了其综合传动装置的研制周期，在投入实际生产前，及早的发现了可能会出现的问题。通过基于DELMIA的产品实例装配仿真，推动了实现装甲车数字化装配的步伐。

参考文献

[1]肖天元.虚拟制造[M].北京：清华大学出版社，2004.[2]王涛，李宏才，闫清东.车辆综合传动装置虚拟装配研究[J].车辆与动力技术，2009（4）：16-19.[3]沈洪权，胡珑耀.基于DELMIA的某飞机发动机装配仿真[J].航空制造技术，2014：167-170.[4]王巍，王建芳.某轻型飞机的虚拟装配技术及DELMIIA人机工程的二次开发研究[D].沈阳：沈阳航空工业学院，2010.[5]徐靓，李丽娟.飞机大部件数字化对接虚拟装配技术研究[D].长春：长春理工大学，2014.[6]盛选禹，盛选军，等.DELMIA人机工程模拟教程[M].北京：机械工业出版社，2009.作者简介：姜海英（1991-），女，汉族，河南省商丘市，硕士研究生，主要从事数字化装配技术研究。

第二篇：“两型社会”综合指标体系研究

“两型社会”综合指标体系研究 时间：2010-11-04 作者：省政府法制办 【字体：大 中 小】

摘 要：资源节约型和环境友好型社会是社会发展追求的全新高级发展形态。从体现“两型社会”建设特征出发，构造经济、社会和制度3个要素，8个方面，61个三级指标的“两型社食”综合指标体系。在评价指标体系的基础上，详细阐述了指标的说明对象及其关联性。最后，从指标标准的国际对比、首瞻性和统计推算3个方面说明了指标体系应用的原则。

关键词：两型社会，指标体系，评价方法

一、“两型社会”综合指标体系相关文献述评

“两型社会(即资源节约型和环境友好型社会)”综合指标体系是准确测度和把握“两型社会”建设进程与效果的重要工具，是“两型社会”建设过程中不可或缺的技术支持和保障。但从中共十六届五中全会将“两型社会”建设作为战略性目标提出以来，直接针对“两型社会”设计的指标体系研究还比较少。2008年4月湖南省统计局在两湖地区“两型社会”研讨会中，从资源节约、环境友好、协调可持续发展3个方面建立了29个监测考核指标。2008年4月由中国城市规划设计研究院、湖南省发改委制订了“两型社会”指引下的长株潭城市核心区经济社会发展指标体系，主要包括经济、社会人文、资源环境和人文建设4个方面共43个指标，其中重点在环境资源方面，指标达22个。曾翔曼等从经济水平、创新能力、资源利用、环境保护、城市魅力5个方面构建了“两型社会”综合评价指标体系，共29个指标，并对湖北两型社会建设进行了评价。这些“两型社会”综合指标体系的初步探索，具有较好参考价值，但其研究仍有待深入和完善。比较相关文献，大部分指标体系对设计的目标不明确，将“两型社会”、“可持续发展”、“资源节约”等相关类型的指标混在一起，使其无论研究哪一个问题都可以使用。指标设计的趋同性使文章失去了研究新领域的意义，也反映不了新问题的真实内涵，使研究没有实在的价值。

其他与“两型社会”相关的主题评价研究，更多的是分别从可持续发展、资源节约、环境友好等单方面进行，对“两型社会”指标体系构建有一定的借鉴作用。文献可归纳为两个方面：(1)可持续发展指标体系研究。早期具有影响力的是联合国可持续发展委员会建立的一套可持续发展指标和英国于1996年公布的全套可持续发展指标。它们的可持续发展指标是属于菜单式多指标类型，其优点是覆盖面宽，具有很强的描述功能，灵活性、通用性较强，许多指标容易做到国际一致性和可比性等，缺点是指标的综合程度低，从可持续发展整体上进行比较尚有一定的难度。中国科学院可持续发展战略研究组在世界上独立地开辟了可持续发展研究的系统学方向，依据系统理论和方法设计了一套“五级叠加，逐层收敛，规范权重，统一排序”的可持续发展指标体系。现有的可持续发展评价指标体系大多是偏向于静态评价，没有充分认识到可持续发展水平的评价与衡量标准应随着时空变化而调整。(2)资源节约型社会指标体系研究。资源节约型社会指标体系的研究，大都是从经济、社会、环境和科技支持方面划分为4个层次。如：李桂香等从经济节约指数、社会节约指数、科技支持指数和环境支持指数等4

个准则层建立了一套资源节约型社会评价体系；李晖从资源节约水平、生态建设状况、循环经济发展水平和社会经济发展水平等4个方面建立了包括3个层次42个指标的节约型城市指标体系。同类研究还有肖思思、许俊杰等等文献。

上述研究缺陷主要是没有理解“两型社会”的内涵。“两型社会”是区别于传统经济社会形态、追求可持续发展和人与自然相和谐的社会。其核心是通过资源有效配置和高效利用，加强生态建设和环境保护，构建经济、社会、环境协调发展的社会体系，实现经济社会可持续发展。构建两型社会综合指标体系，并以此为标准测定两型社会建设进程和效果，从而引领城市未来的发展。

二、“两型社会”综合指标体系基本框架

(一)设计思路

已有研究将资源利用、环境保护各自独立地作为一级指标纳入体系过于强调约束性指标，而约束性指标与经济发展在一定程度上相冲突。坚持以经济建设为中心，坚持发展是硬道理，牢牢把握发展是第一要务，需要将资源利用、环境保护有机地和经济发展、社会发展和人的发展紧密结合，在两型社会建设中实现经济发展和环境保护的双赢，实现民生改善。因此，在指标体系设计时，要将约束性指标体现在(或寓于)经济发展、社会发展以及人民生活中，而不是单独自成一部分，从而可客观、准确测度和评价两型社会建设的发展进程。

与已有研究思路不同，从两型社会建设内涵出发，提炼出经济、社会、制度3个要素(方面)，并从这3个方面构建指标体系如表1所示。从具体表现来看，“两型社会”建设就是要在经济上有较高的经济发展水平、集约化的经济增长方式、科学的经济发展途径(以信息工业化为主体)；在社会和谐发展上，具有城乡一体化的一元社会结构、人与自然的和谐关系、和谐的社会生活方式(以新型城市化为基础)；在制度上，要不断提高政府的运作效能，强调政府和企业应有的社会责任，重视社会安全，从而实现整个社会的科学、持续、和谐发展。

(二)基本框架

根据“两型社会”综合指标体系设计思路，将指标体系设计为3个要素8个方面，其中经济要素包括经济发展水平、经济发展方式和经济发展途径3个子要素，社会要素包括城乡一体化、环境保护和生态城市3个子要素，制度要素包括政府运作效能和社会责任与安全2个子要素。

三、“两型社会”综合指标的选取

(一)经济发展要素指标选取

经济要素由发展水平、方式和途径构成。经济发展水平说明经济发展的总体状况，重点选取四类指标：一是人均总量指标，从国内生产总值、财政、消费等

方面综合反映城市群经济实力。二是生产率指标，它是考核两型社会建设生产要素优化组合和配置效率的关键指标。其中：全要素生产率是衡量两型社会经济发展质量和技术效率的综合指标。工业资金利税率主要用于考察部门或企业资金运用的经济效益，分析资金投入效果，从而反映新型工业化的效果。三是产业结构指标，它主要考察“两型产业”建设状况。四是市场化程度指标。两型社会建设的核心是资源与环境的有效配置。我们借鉴樊纲等市场化指数的测算方法，通过相应指标体系的构建，运用“主成分分析法”综合测算两型社会建设市场化指数，以反映两型社会建设的市场化程度。

经济发展方式说明经济发展中的投入产出关系，强调以资源的节约使用和循环经济为新型增长方式的重要特征。重点选取三类指标：一是资源消耗方面，主要考核两型社会建设中处于“瓶颈”状态的资源优化利用的程度。指标的比率越低，表明发展经济、扩大生产规模的同时，对自然资源的使用成本越低。二是资源回收与循环利用方面，反映变废物为资源所达到的水平，其比率越高，表明资源重复利用、循环利用、高效利用的程度越高。三是能源结构方面，选取了清洁能源占能源总消费的比重描述两型社会经济发展与资源利用的相对水平，其比率越高，表明发展循环经济的科技水平有所提高。

经济发展途径强调在两型社会建设中要以新型工业化为基础，通过科技创新，积极引进外资，改善投资环境，发展优势产业等途径来促进经济增长。主要选取三类指标：一是科技创新方面指标，用来反映两型社会建设中科学技术的根本性推动作用；二是外资使用效率和对外开放度方面，测度两型社会建设的外资利用效率和对外开放度；三是区域优先发展产业方面指标来考核体现两型实验区特色和优势的产业发展状况。

(二)社会要素指标选取

社会要素由城乡一体化、环境保护和生态城市构成。城乡一体化就是要城乡统筹发展，通过城乡规划一体化、建设一体化、发展一体化，进一步消除城乡二元结构。项目选取城市化率来反映城乡的空间分布特征。选取城乡居民收入比、城市与农村恩格尔系数比、基尼系数等7项指标反映城乡一体化过程中城乡居民福利的改进或提高程度，如收入差距缩小程度、社会保障体系完善状况、教育条件改善等。

环境保护说明在社会发展过程中人与自然的和谐程度，重点选取两类指标：一是空气、水等环境状况方面指标，反映两型社会实验区城市群的环境状况；二是反映环保投入与成效。

在推进城市化过程中，要始终坚持以人为本，始终把宜居、宜业作为新型城市生活方式的重要取向，真正做到为居民提供安身之所、生活之便、创业之需。我们从宜居环境、居民享有的公共绿地、公共服务等方面选择5项指标来反映生态城市。其中，宜居指数是普通居民结合在城市生活的经历和主观感受，对于城市满足其生活需求的平衡性与完备性在各个维度上的综合评价，该指标需要通过问卷调查的形式综合测算出来。

(三)制度要素指标选取

制度要素包括政府运作效能、社会责任与安全2个方面，政府运作效能说明政府在“两型社会”建设中的效率、公开度、服务精神等。就两型社会建设而言，关键是形成一套有利于资源节约和生态环境保护的制度和公共治理体系，依靠相关制度安排实现外部性和内部化。政府运作效能指标包括以下两类：一是政务水平方面，数据可通过专家打分法来获得；二是群众满意度方面，这是通过发放问卷，考察群众对反腐倡廉、政府行政效率、政府诚信的满意度。

社会责任与安全说明了整个社会风气，良好的社会责任感和社会安全可以很好地促进两型社会发展，选取以下两类指标：一是社会责任指标。社会责任是指社会中的个人、企业、政府等组织提供有效劳动，并创造财富满足社会发展需要的同时，在任何情况下，其行为不仅不能损害群体或社会利益，而且还要维护社会利益和推动社会的发展。对社会责任的衡量，有利于帮助社会树立起正确的价值观，实现经济的可持续发展。这类指标可通过问卷调查、专家打分等综合测得。二是社会安全指标。社会安全是指地区社会治安、生产安全情况，可以通过社会安全指数来反映，该指数是由亿元GDP生产安全事故死亡人数、每十万人群体性事件数、万人治安和刑事警情数、万人刑事案件立案数等4个指标合成的。

四、指标标准值的确定

为客观评价“两型社会”建设效果，便于实际对比，需确定各指标的标准值。指标标准值的确定要把握以下三项原则。

1.既要与国际标准对接，又要体现中国国情。已有国家标准或国际标准的指标，尽量采用规定的标准值。例如单位GDP的能耗、废气及固体废弃物排放指标等均颁布了国家标准，在拟定目标值时应首先将国家标准作为第一阶段的目标值，从而树立试验区在全国的示范形象。

2.既要有前瞻性，又不要离开现实基础和建设条件的现实指标。比如设定第三产业增加值占GDP比重的目标值，国内外发达城市如美国城市、香港、北京该比重已经超过70%，而长株潭2006年仅为41.83%，明显落后。长株潭城市群在设定该指标的目标值时，在有前瞻性的基础上，考虑指标的动态发展性，将目标值进行阶段性的研究和适度调整，把达到发展中国家平均水平值列为第一阶段目标，然后再向高水平看齐。

3.使用科学的统计方法进行必要的统计推算。实验区建设既要有一般意义上的“两型社会”要求，同时又要具有自己的特色和创新探索。在针对反映“两型社会”试验区特色(或特有)指标的目标值设计时，由于有的指标已经明显高于先进城市，有的指标可能没有现成可比的数据，在设定目标值时要运用统计方法(如趋势外推法)进行科学推算。如工业资本金利税率，是针对试验区建设专门设计的指标，长株潭2006年为17.7%，已超过国内的一些先进城市，如北京2006年

为11.66%。我们用趋势外推法，设定第一、二、三阶段的目标分别为18%、20%、22，%。此外，目标值具有动态性，随着建设的进程需要进行适度调整。