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数字孪生及其在航空航天中的应用 被引量:78
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作者 孟松鹤 叶雨玫 +2 位作者 杨强 黄震 解维华 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1-12,共12页
数字孪生已引起国内外的广泛重视,可看作是连接物理世界和数字世界的纽带。其通过建立物理系统的数字模型、实时监测系统状态并驱动模型动态更新实现系统行为更准确的描述与预报,从而在线优化决策与反馈控制。本文分析表明数字孪生体相... 数字孪生已引起国内外的广泛重视,可看作是连接物理世界和数字世界的纽带。其通过建立物理系统的数字模型、实时监测系统状态并驱动模型动态更新实现系统行为更准确的描述与预报,从而在线优化决策与反馈控制。本文分析表明数字孪生体相比一般的模拟模型,具有集中性、动态性和完整性的突出特点。数字孪生的发展需要复杂系统建模、传感与监测、大数据、动态数据驱动分析与决策和数字孪生软件平台技术的支撑。在航空航天领域,数字孪生可应用于飞行器的设计研发、制造装配和运行维护。重点讨论了应用机身数字孪生进行寿命预测与维护决策的案例,相比于周期性维护,具有检修次数更少、维护成本更低的优势。最后,给出了数字孪生在空间站、可重复使用飞船的地面伴飞系统中的初步应用框架。 展开更多
关键词 数字孪生 数据驱动 模型更新 飞行器 维护
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220kV智能变电站检修二次安措优化研究 被引量:70
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作者 彭少博 郑永康 +1 位作者 周波 李小鹏 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2014年第23期143-148,共6页
现有智能站检修二次安措存在安全性低、易导致保护误闭锁等问题,可靠性不高。对此,分析了智能站二次设备新功能特征和安措基本方法利弊,提出了220 kV智能站分间隔停电检修二次安措新思路。并针对首检、定检两种不同情况,分别制定二次安... 现有智能站检修二次安措存在安全性低、易导致保护误闭锁等问题,可靠性不高。对此,分析了智能站二次设备新功能特征和安措基本方法利弊,提出了220 kV智能站分间隔停电检修二次安措新思路。并针对首检、定检两种不同情况,分别制定二次安措优化方案。利用打开连片、解芯线方式隔断场地二次电回路;利用先退软压板断开数字通道设置第一道防线;利用后拔光纤形成明显断点(或投检修压板启用智能站检修机制)设置首检(或定检)二次安措的第二道防线。通过四川沙坝、扎窝两座220 kV智能变电站首检中证实,该方案简单、安全、可行,对日后智能站检修维护二次安措的实施具有一定参考价值。 展开更多
关键词 智能变电站 停电检修 二次系统 安全措施 数字通道 检修机制
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融合数字孪生与混合现实技术的机电设备辅助维修方法 被引量:31
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作者 张旭辉 张雨萌 +4 位作者 王岩 杜昱阳 王妙云 谢楠 鞠佳杉 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期2187-2195,共9页
针对复杂机电设备故障维修指导知识获取不直观、专业维修不及时的问题,提出一种融合数字孪生与混合现实技术的机电设备辅助维修方法,该方法借助数字孪生和混合现实技术,构建了数字孪生驱动的复杂机电设备维修指导总体模型和技术框架,研... 针对复杂机电设备故障维修指导知识获取不直观、专业维修不及时的问题,提出一种融合数字孪生与混合现实技术的机电设备辅助维修方法,该方法借助数字孪生和混合现实技术,构建了数字孪生驱动的复杂机电设备维修指导总体模型和技术框架,研发了基于BIM-Unity3D-HoloLens的故障辅助维修指导系统,研究了维修环境感知、数据信息交互、虚实注册融合和故障维修指导等关键技术。最后,以煤矿综采关键设备电牵引采煤机摇臂传动系统的齿轮故障为例,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 数字孪生 设备维修 混合现实 复杂机电设备
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数字孪生技术关键应用及方法研究 被引量:23
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作者 苏新瑞 徐晓飞 +1 位作者 卫诗嘉 刘轶聆 《中国仪器仪表》 2019年第7期47-53,共7页
为构建信息物理网络系统(Cyber-Physical System,CPS),数据孪生技术作作为新的数字化关键技术已经应用到了与工业4.0相关的智能制造领域中。通过将物理实体或流程转化为准实时的数字化镜像,实现对生产全流程的模拟分析。首先,根据数据... 为构建信息物理网络系统(Cyber-Physical System,CPS),数据孪生技术作作为新的数字化关键技术已经应用到了与工业4.0相关的智能制造领域中。通过将物理实体或流程转化为准实时的数字化镜像,实现对生产全流程的模拟分析。首先,根据数据孪生理论的发展过程及目前的应用现状,明确了数字孪生技术应用的两个关键方向。其次,在对不同应用情景的研究下,创建数字孪生的方法以及所需的功能特性。并且,提出了在数据孪生技术驱动下,将传统的预测性维护方法由被动响应转型为主动服务的转变过程,为中国制造业由"生产型制造"向"服务型制造"转变提供支撑。 展开更多
关键词 数字孪生 工业4.0 信息物理融合系统 预测性维护
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网络通信记录分析系统在数字化变电站中的应用 被引量:19
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作者 王治民 陈炯聪 +2 位作者 任雁铭 王斌 孙凤娇 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2010年第14期92-95,共4页
在数字化变电站中,过程总线将替代电缆硬连接用于模拟量、状态量和跳闸信号的传输。为了便于运行和维护,有必要对数字化变电站的通信过程进行记录和分析。文中以一套实际系统为例,对网络通信记录仪和分析仪实现的关键技术进行了分析,涉... 在数字化变电站中,过程总线将替代电缆硬连接用于模拟量、状态量和跳闸信号的传输。为了便于运行和维护,有必要对数字化变电站的通信过程进行记录和分析。文中以一套实际系统为例,对网络通信记录仪和分析仪实现的关键技术进行了分析,涉及通信在线分析和大数据量存储等;该系统通过采用特殊设计的智能网卡,提高了网卡吞吐量,从而提高了记录仪可接入的合并单元数量。文中还对网络记录分析系统未来的发展趋势进行了预测。 展开更多
关键词 数字化变电站 IEC 61850 通信记录 在线分析 事故分析 运行维护
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基于数字孪生的船舶预测性维护 被引量:20
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作者 李福兴 李璐爔 彭友 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2020年第S01期117-120,396,共5页
造船技术和需求的发展使得船舶维护面临着成本不断上升的问题,因此文章提出针对高端复杂船舶采用数字孪生技术进行预测性维护的方法。在研究了数字孪生预测性维护模型模型基础上,将其分为创建数字孪生体、数据获取、数据预处理、模型训... 造船技术和需求的发展使得船舶维护面临着成本不断上升的问题,因此文章提出针对高端复杂船舶采用数字孪生技术进行预测性维护的方法。在研究了数字孪生预测性维护模型模型基础上,将其分为创建数字孪生体、数据获取、数据预处理、模型训练、故障预测与诊断和设备维护六个阶段,并分别介绍了各阶段的主要任务和技术。最后分析总结了进行数字孪生船舶预测性维护难点及发展路径。 展开更多
关键词 数字孪生 船舶 预测性维护 故障诊断 故障预测
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数字孪生净水厂运维管控一体化平台关键技术及应用 被引量:19
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作者 周圣文 郭顺生 +6 位作者 杜百岗 郭钧 李益兵 王磊 查大虎 张富江 于磊 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期432-444,共13页
针对净水厂运维管控过程中信息透明度低、实时性差、缺乏精细化管控等问题,结合数字孪生五维模型,提出基于数字孪生的净水厂运维管控平台架构体系,并对数字孪生净水厂运维管控一体化平台关键技术进行了研究。提出数字孪生净水厂多源异... 针对净水厂运维管控过程中信息透明度低、实时性差、缺乏精细化管控等问题,结合数字孪生五维模型,提出基于数字孪生的净水厂运维管控平台架构体系,并对数字孪生净水厂运维管控一体化平台关键技术进行了研究。提出数字孪生净水厂多源异构数据实时采集技术和多层次三维可视化监控模型,以解决三维可视化实时监控问题;提出基于云边协同的数字孪生净水厂控制架构以及基于“机理+智能”双模型驱动的净水厂工艺优化决策框架,并对供取水量预测、加药优化、泵组优化、设备预防性维护等模型进行了探索。最后,设计开发了净水厂运维管控一体化平台,验证了所提模型和方法的有效性,为数字孪生净水厂的实现提供了一定的参考。 展开更多
关键词 数字孪生 净水厂 运维管控 云边协同 机理模型 智能模型
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数字孪生在变电设备运行维护中的应用探索 被引量:15
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作者 黄鑫 汤蕾 +4 位作者 朱涛 张弛 顾力 万轶伦 张毅洲 《电力信息与通信技术》 2021年第12期102-108,共7页
随着变电设备的逐年递增,在设备运维领域存在运维资源不足,设备因周期性检修导致过修、欠修等痛点问题,数字孪生作为一项迅速发展的数字信息化技术,为解决此类问题提供了新的思路。文章聚焦数字孪生在变电设备运维领域的应用,阐述变电... 随着变电设备的逐年递增,在设备运维领域存在运维资源不足,设备因周期性检修导致过修、欠修等痛点问题,数字孪生作为一项迅速发展的数字信息化技术,为解决此类问题提供了新的思路。文章聚焦数字孪生在变电设备运维领域的应用,阐述变电设备数字孪生的内涵及特征,对变电设备运维采用数字孪生的必要性进行说明;进而构建变电设备数字孪生系统的基本框架,详细叙述了涉及的各项关键技术;最后,通过具体案例介绍数字孪生系统在变电设备运维工作中的实际应用,并对变电设备数字孪生面临的主要问题和应用前景进行探讨。 展开更多
关键词 变电设备 数字孪生 传感装置 状态评估 预测性维护
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数字孪生在网络全生命周期管理中的研究 被引量:14
9
作者 王达 孙滔 +5 位作者 孙晓文 郭建超 孙杰 陈果 杨爱东 欧阳晔 《电信科学》 2022年第4期138-145,共8页
随着消费者对于通信业务的需求日益丰富和多样化,通信网络架构和功能也变得越来越庞大和复杂。随着5G通信技术的应用,5G通信网络可以实现网络能力的按需编排与灵活开放,对于网络在全生命周期中的管理提出更高的要求。随着数字孪生技术... 随着消费者对于通信业务的需求日益丰富和多样化,通信网络架构和功能也变得越来越庞大和复杂。随着5G通信技术的应用,5G通信网络可以实现网络能力的按需编排与灵活开放,对于网络在全生命周期中的管理提出更高的要求。随着数字孪生技术的发展,可以应用数字孪生技术辅助通信网络全生命周期管理,从而提升网络管理质量,降低网络风险和成本,实现可视化感知和实时闭环控制。在网络数字孪生方面相关的实践工作说明,所提网络数字孪生平台可以实现通信网络运行指标的可视化监控分析和网络故障快速诊断。 展开更多
关键词 数字孪生 能力分级 网络规划 网络建设 网络优化 网络维护 体验管理
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基于数字孪生的复杂矿用设备预测性维护系统 被引量:13
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作者 张旭辉 鞠佳杉 +1 位作者 杨文娟 吕欣媛 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期643-650,664,共9页
针对恶劣工况环境下复杂矿用设备状态监测与预测性维护困难等问题,结合状态监测、故障预警和预测维护等多种综合建模与分析预测技术,提出了一种基于数字孪生的预测性维护系统。首先,介绍了复杂矿用设备数字孪生体的设计流程与构建原理,... 针对恶劣工况环境下复杂矿用设备状态监测与预测性维护困难等问题,结合状态监测、故障预警和预测维护等多种综合建模与分析预测技术,提出了一种基于数字孪生的预测性维护系统。首先,介绍了复杂矿用设备数字孪生体的设计流程与构建原理,并在搭建数字孪生体的过程中实现了预测性维护系统的功能;然后,研究了基于LabVIEW、MySQL和Unity3D的状态数据获取方法,利用Unity3D开发引擎搭建了三维可视化复杂矿用设备状态监测平台,并通过虚拟空间可视化展示设备当前状态;最后,分析了优化BP(back propagation,反向传播)神经网络在复杂矿用设备故障预警中的适用性,同时利用MATLAB软件建立了复杂矿用设备关键零部件的预测性维护模型,并将预警结果通过MySQL数据库传输至Unity3D开发引擎,以驱动和部署预设维护流程,实现设备状态实时监测下的关键零部件故障预警。根据采煤机液压系统的实际维修流程,制定了混合现实(mixed reality, MR)预测性维护策略,并以采煤机摇臂部液压柱塞泵为实验对象开展有效性验证。结果表明,所构建的预测性维护系统的故障预测准确率高于90%,且故障预警结果可驱动HoloLens眼镜实现虚拟指导的维修交互,验证了该系统预测性维护功能的有效性。研究结果可为复杂矿用设备的预测性维护提供新思路。 展开更多
关键词 数字孪生 矿用设备 状态监测 故障预警 预测性维护
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以网络态势感知平台为核心的医院局域网安全运维实践 被引量:14
11
作者 潘愈嘉 陆丹艳 《中国数字医学》 2020年第12期10-13,共4页
目标:以态势感知平台为核心阐述医院局域网运维中主动防御系统设计以及具体实现。方法:探索平台技术原理,打造集检测、可视、响应等多功能一体的大数据安全分析平台和安全运营中心。结果:指出该平台从医院网络边界、内部网络、终端等方... 目标:以态势感知平台为核心阐述医院局域网运维中主动防御系统设计以及具体实现。方法:探索平台技术原理,打造集检测、可视、响应等多功能一体的大数据安全分析平台和安全运营中心。结果:指出该平台从医院网络边界、内部网络、终端等方面可以提供全方位防护,极大提高响应威胁的时效性和精准度。结论:提高局域网运维的效率,降低网络安全风险的发生概率,可为同级别医院提供有价值的参考。 展开更多
关键词 数字化医院 网络态势感知 局域网安全 运维
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数字城市地理信息公共平台运维体系建设 被引量:14
12
作者 吴志宜 《测绘地理信息》 2013年第3期48-50,共3页
数字城市地理信息公共平台面向政府部门、企事业单位和社会公众提供各类地理信息在线服务。为保证平台稳定、高效运行,需要从运维管理制度规范、运维机构与人才队伍、运维管理系统等方面开展数字城市地理信息公共平台的运维体系建设工作。
关键词 数字城市 地理信息 公共平台 运维
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数字孪生智能抽水蓄能电站研究及其检修应用 被引量:13
13
作者 叶宏 孙勇 +3 位作者 阎峻 周建中 曹旭 时有松 《水电能源科学》 北大核心 2022年第6期201-206,共6页
鉴于数字孪生技术为推进抽水蓄能电站智能化发展、能源互联网建设提供了解决思路,提出了数字孪生智能抽水蓄能电站的体系和框架,明确了其作用与建设目标。同时,研究分析了其建设关键业务能力,阐述了典型应用。基于此,结合某抽水蓄能电... 鉴于数字孪生技术为推进抽水蓄能电站智能化发展、能源互联网建设提供了解决思路,提出了数字孪生智能抽水蓄能电站的体系和框架,明确了其作用与建设目标。同时,研究分析了其建设关键业务能力,阐述了典型应用。基于此,结合某抽水蓄能电站检修业务,分析了数字孪生抽水蓄能电站智能检修典型应用,为抽水蓄能电站的智能化建设奠定了理论基础,明确了发展方向。 展开更多
关键词 数字孪生 智能抽水蓄能电站 构建框架 关键业务 典型应用 智能检修
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数字孪生支持下的设备故障预测与健康管理方法综述 被引量:12
14
作者 陆剑峰 徐煜昊 +1 位作者 夏路遥 张浩 《自动化仪表》 CAS 2022年第6期1-7,12,共8页
故障预测与健康管理(PHM)是设备运行维护管理的有效方法,早期主要应用于航天、军用装备等领域。随着故障诊断和数据采集与分析等相关技术的不断发展,PHM方法逐渐在民用航空、装备制造等领域得到应用,并进一步在多行业得到推广和普及。传... 故障预测与健康管理(PHM)是设备运行维护管理的有效方法,早期主要应用于航天、军用装备等领域。随着故障诊断和数据采集与分析等相关技术的不断发展,PHM方法逐渐在民用航空、装备制造等领域得到应用,并进一步在多行业得到推广和普及。传统PHM方法有基于经验模型的方法、基于数据驱动的方法和基于物理模型的方法。但这些方法存在着不少的局限性。随着数字孪生技术的兴起,其模型和数据相融合的问题处理方法,可有效地解决传统PHM方法的不足,是PHM技术发展的一个方向。在对PHM相关技术和方法进行了研究之后,综述了数字孪生技术及其在PHM中的应用方法,并对应用中的关键问题进行了总结和分析,指出数字孪生支持下的PHM方法未来发展方向。 展开更多
关键词 故障预测与健康管理 数字孪生 设备运行管理 设备健康管理 视情维护 故障诊断 模型和数据融合
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美国空军机体数字孪生计划的回顾与启示 被引量:13
15
作者 李鹏 潘凯 刘小川 《航空科学技术》 2020年第9期1-10,共10页
为了实现基于条件的维护策略和更可靠的结构完整性评估,美国空军研究实验室(AFRL)推出了飞机机体数字孪生(ADT)计划,通过最新的概率分析方法来生成载荷谱,构建子模型,执行校准、传播和更新不确定性,预测机体疲劳损伤扩展,做出维护决策... 为了实现基于条件的维护策略和更可靠的结构完整性评估,美国空军研究实验室(AFRL)推出了飞机机体数字孪生(ADT)计划,通过最新的概率分析方法来生成载荷谱,构建子模型,执行校准、传播和更新不确定性,预测机体疲劳损伤扩展,做出维护决策等。演示结果表明,随着时间的推移和状态的不断更新,数字孪生体可以越来越清楚地了解飞机状况,更加准确地预测疲劳裂纹扩展,减少机体的维护检查次数,从而降低整个机队的维护成本并增加飞机的可用性。数字孪生的未来应用还面临很多挑战,给出了一些仍亟待解决的关键技术和发展方向。 展开更多
关键词 数字孪生 飞机维护 疲劳裂纹 概率方法 贝叶斯更新
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基于动态虚拟现实技术的维修性评估验证系统研究 被引量:12
16
作者 沈亚斌 张洋 李洁民 《直升机技术》 2011年第3期36-41,共6页
虚拟维修是利用虚拟现实技术构建虚拟维修环境,并在虚拟维修环境中建立数字样机、人体模型、人体姿态库等,进行直升机典型部位的维修任务仿真。利用现有条件按照维修性评价表对直升机典型部位的维修任务进行维修性设计评估验证,其目的... 虚拟维修是利用虚拟现实技术构建虚拟维修环境,并在虚拟维修环境中建立数字样机、人体模型、人体姿态库等,进行直升机典型部位的维修任务仿真。利用现有条件按照维修性评价表对直升机典型部位的维修任务进行维修性设计评估验证,其目的是实现型号设计中同步进行维修性设计评价,找出影响维修性设计的因素进而及时改进,从而提高整机维修性。 展开更多
关键词 数字样机 虚拟维修 维修性验证
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上海地铁运营维护保障数字化转型实践与思考 被引量:12
17
作者 俞光耀 《城市轨道交通研究》 北大核心 2021年第5期1-5,共5页
上海地铁现已形成超大规模运营网络,面临客流量大、系统设备复杂、运维难度高等诸多挑战,为进一步提升运维质量、保障运营安全,上海地铁加快推进基于全寿命周期管理的运营维护保障数字化转型探索。分析了上海地铁运维保障现状和数字化... 上海地铁现已形成超大规模运营网络,面临客流量大、系统设备复杂、运维难度高等诸多挑战,为进一步提升运维质量、保障运营安全,上海地铁加快推进基于全寿命周期管理的运营维护保障数字化转型探索。分析了上海地铁运维保障现状和数字化运维建设需求,介绍了数字化运维的技术支撑和应用场景。提出数字化运维建设,通过贯穿全场景的技术创新,突破专业壁垒及多层分散的管理界面,打通生产过程中的数据流、信息流,优化资源配置,形成集约复合、协同联动的运营维护体系。基于数字化运维,可实现传统的线路级运维模式向网络级运维模式转变,全面实现一体化运维管理。 展开更多
关键词 城市轨道交通 数字化转型 运营维护保障
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直接数字化X线摄影原理及系统维护和保养 被引量:10
18
作者 管卫 《医疗设备信息》 2002年第8期33-35,共3页
本文通过实例DR2000系统介绍了直接数字化X线摄影 (DirectRadiography,DR)系统原理 ,分析了影响系统影像质量的主要因素 。
关键词 摄影原理 系统维护 直接数字化X线摄影 影像质量 系统保养
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论数字化影像医疗设备管理与维护 被引量:11
19
作者 刘颖辉 《科技通报》 北大核心 2013年第2期118-120,共3页
目前影像医疗设备发展日新月异,一个医院的发展离不开医务人员高超的技术,但更离不开先进的影像医疗设备、仪器的检查、诊断和治疗手段。而保持影像医疗设备经常处于良好的状态,提高利用率,减少故障率,维护延长使用寿命,对医疗机构提高... 目前影像医疗设备发展日新月异,一个医院的发展离不开医务人员高超的技术,但更离不开先进的影像医疗设备、仪器的检查、诊断和治疗手段。而保持影像医疗设备经常处于良好的状态,提高利用率,减少故障率,维护延长使用寿命,对医疗机构提高社会效益和经济效益至关重要。因此,分析探讨数字化影像医疗设备的管理与维护是摆在医疗机构工作者面前的一个重要课题。 展开更多
关键词 数字化 影像 医疗设备 管理 维护
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基于Delmia的飞机虚拟维修仿真与评价技术研究 被引量:10
20
作者 国志刚 刘振祥 李宏 《飞机设计》 2012年第3期62-66,共5页
基于目前航空工业部门广泛采用的Delmia软件,从工程应用角度,介绍了实施飞机虚拟维修仿真与评价的一般流程和方法;详细阐述了虚拟维修仿真场景构建、仿真的具体实施、维修性分析与评价方法。结合某型飞机维修性工作的开展,对建立的流程... 基于目前航空工业部门广泛采用的Delmia软件,从工程应用角度,介绍了实施飞机虚拟维修仿真与评价的一般流程和方法;详细阐述了虚拟维修仿真场景构建、仿真的具体实施、维修性分析与评价方法。结合某型飞机维修性工作的开展,对建立的流程和评价方法进行了广泛的工程应用,实践结果表明,建立的流程和评价方法是适用的、合理的、可行的。 展开更多
关键词 DELMIA 电子样机 虚拟维修 维修性评价
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