аспирант
Россия
В статье рассмотрено решение проблемы автоматизации проектирования компоновок различного оборудования с учетом эргономичности, под которой понимается обеспечение зон обслуживания. В статье описана разработка методов и алгоритмов, обеспечивающих доступ монтажных инструментов и рабочее пространство при монтаже и техническом обслуживании уже размещенного оборудования. Метод решения — геометрическое моделирование как размещенных объектов, так и необходимого для его обслуживания монтажного оборудования, а также траектории его перемещения в зону обслуживания. Таким образом, как монтажное оборудование, так и траектории перемещения рассматриваются как компонуемые объекты, пересечение которых с другими объектами недопустимо. В качестве метода моделирования использованы рецепторные геометрические модели, дискретизирующие пространство размещения. Выбор рецепторных моделей обусловлен тем, что твердотельная модель всех мгновенных положений монтажного инструмента в процессе его доставки и работы является с геометрической точки зрения чрезвычайно сложной. Возможность сравнительно легко определить факт пересечения всех объектов сцены, описанных рецепторными моделями, и является обоснованием выбора в нашем исследовании рецепторного метода геометрического моделирования. На основании рецепторной расчетной модели разработана процедура определения траектории перемещения монтажного инструмента в заданную рабочую точку, а также формирование необходимого для работы пространства, или же установление факта невозможности обслуживания конкретного объекта, что говорит о неудовлетворительном (неэргономичным) данном конструктивном решении. Особенностью использования рецепторных моделей в данном исследовании – применение шестизначных кодов в рецепторных матрицах, что при некотором усложнении способа моделирования позволяет получить дополнительную информацию о проблемных местах в исследуемой компоновке (невозможность проноса инструмента, невозможность выполнения монтажных операций и т.п.). Алгоритмы решения поставленной задачи, а также графическая оболочка, визуализирующая результаты автоматизированного проектирования, реализованы в виде программ на языке С#.
геометрические модели, рецепторные модели, автоматизированная компоновка, приборное оборудование, эргономичность компоновки, монтажные инструменты, зона обслуживания, траектория перемещения
1. Аведьян А.Б. Компоновка самолетов. Научная монография. [Текст] / А.Б. Аведьян [и др.]. – М.: МАИ-Принт, 2012. - 386 с.
2. Аруин А.С. Эргономическая биомеханика [Текст] / А.С.Аруин, В.М.Зациорский - М.: Машиностроение, 1989. – 251 с.
3. Гаврилов В.Н. Автоматизированная компоновка приборных отсеков летательных аппаратов [Текст] / В.Н. Гаврилов. – М.: Машиностроение, 1988. – 136 с.
4. Е Вин Тун. Дискретные модели обеспечения зон обслуживания в автоматизированной компоновке летательных аппаратов [Электронный ресурс]/ Е Вин Тун, Л.В. Маркин // Электронный журнал "Труды МАИ"/ М.: МАИ, 2017, № 96. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=85901
5. Е Вин Тун. Геометрическое моделирование зон обслуживания авиационной и космической техники [Текст] / Е Вин Тун, Л.В.Маркин // Сб. тезисов 17 межд. конф. "Авиация и космонавтика" 19-23 ноября 2018. – М.: МАИ, С. 417 - 418.
6. Зозулевич Д.М. Машинная графика в автоматизированном проектировании [Текст] / Д.М. Зозулевич. – М.: Машиностроение, 1976. - 240 с.
7. Корн Г.В. Методы формирования рецепторных геометрических моделей и их применение при решении инженерно-геометрических задач [Текст]: автореф. дисс. ... канд. техн. наук / Г.В. Корн. – М., 1990. - 22 с.
8. Куи Мин Хан. Математическое и программное обеспечение расчета затененности солнечных батарей космических летательных аппаратов [Текст]: автореф. дис. … канд. техн. наук / Куи Мин Хан. – М., 2018. – 24 с.
9. Куи Мин Хан, Маркин Л.В., Е Вин Тун, Корн Г.В. Дискретные модели геометрического моделирования компоновки авиационной техники [Электронный ресурс]/ Куи Мин Хан, Л.В.Маркин, Е Вин Тун, Г.В.Корн // Электронный журнал "Труды МАИ", 2016, № 86. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=66465
10. Куприков М.Ю. Геометрические аспекты автоматизированной компоновки летательных аппаратов [Текст] / М.Ю. Куприков, Л.В.Маркин // Геометрия и графика. – 2018. – Т. 6. – № 3. – С. 69-85. – DOI: 10.12737/article_5bc45cbccfbe67/89281424.
11. Малеткин И.В. Внутренние электромонтажные работы [Текст] / И.В.Малеткин – Вологда: Издательство «Инфра-Инженерия», 2012. – 288 с.
12. Маркин Л.В. Рецепторные модели в задачах автоматизированной компоновки техники [Текст] /Л.В. Маркин [и др.]- Саарбрюкен: Изд-во «Ламберт», 2016. – 110 с.
13. Маркин Л.В. О путях создания геометрических моделей автоматизированной компоновки [Текст] / Л.В. Маркин // Геометрия и графика – 2015. – Т. 3. – № 1. – С. 64-69. – DOI: 10.12737/10460.
14. Маркин Л.В. Дискретные геометрические модели оценки степени затененности в гелиоэнергетике [Текст] / Л.В. Маркин // Геометрия и графика 2019. – Т. 7. – № 1. – С. 28-47. – DOI: 10.12737/article_5c9202d8d821b081468033.
15. Мунипов В.М. Эргономика [Текст] / В.М.Мунипов, В.П.Зинченко. — М.: Логос, 2001. — 356 с.
16. Негреба В.А. Технология монтажа приборного оборудования летательных аппаратов [Текст]/ В.А. Негреба, Л.В. Маркин. - М.: Машиностроение, 1985. - 308 с.
17. Ньи Н.Х. Разработка и исследование рецепторных геометрических моделей телесной трассировки [Текст]: автореф. дис. … канд. техн. наук / Х.Н. Ньи. – М., 2014. – 26 с.
18. Одегов Ю. Г. Эргономика. [Текст] / Ю.Г.Одегов, М.Н. Кулапов, В.Н.Сидорова. — М.: Издательство «Юрайт», 2018. — 157 с.
19. Панчук К.Л. Элементы математизации теоретических основ начертательной геометрии [Текст] / К.Л. Панчук, В.Ю. Юрков, В.Я. Волков, Н.В. Кайгородцева // Геометрия и графика, - 2015. - Т. 3. - № 1. - С. 3-15.
20. Сальков Н.А. Параметрическая геометрия в геометрическом моделировании [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика, - 2014. - Т. 2. - № 3. - С. 7-13. – DOI: 10.12737/6519.
21. Сальков Н.А. Начертательная геометрия — база для компьютерной графики [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика, 2016. - Т. 4. - № 2. - С. 37-47. DOI: 10.12737/19832.
22. Сальков Н.А. Геометрическая составляющая технических инноваций [Текст] / Н.А. Сальков // Геометрия и графика, - 2018. - Т. 18. - № 2. - С. 85-94. – DOI: 10.12737/ article_5b55a5163fa053.0722109.
23. Силантьев Д.А. Воксельно-математическое моделирование при решении задач определения площади для поверхностей деталей [Текст] / Д.А. Силантьев, Е. А. Лоторевич, С.А. Пушкарёв, А.В. Толок // Информационные технологии в проектировании и производстве. – 2013. – №3. – С. 29-33.
24. Ситу Л. Рецепторные геометрические модели в задачах автоматизированной компоновки технического отсека легкого самолета [Электронный ресурс]/ Ситу Л., Н.Н. Хтун, Л.В. Маркин // Электронный журнал "Труды МАИ"/ М., МАИ, 2011, № 47. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=26825
25. Ситу Лин. Разработка методов и геометрических моделей анализа незаполненных пространств в задачах размещения [Текст]: автореф. дисс. ... канд. техн. наук / Ситу Лин. – М. 2011. - 24 с.
26. Схиртладзе А.Г. Феофанов А.Н., Митрофанов В.Г. Организация и проведение монтажа и ремонта промышленного оборудования [Текст]/ А.Г.Схиртладзе, А.Н. Феофанов, В.Г.Митрофанов - М.: Академия, 2017. - 256 с.
27. Толок А.В. Функционально-воксельный метод в компьютерном моделировании [Текст] / А.В. Толок. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2016. - 112 с.
28. Трофимов В.С. Дизайн в инфраструктуре железнодорожного транспорта [Текст]/ В.С.Трофимов - М.: Маршрут. Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2006. - 267 с.
29. Усманова Е.А. Компьютерное моделирование кинематических поверхностей [Текст] / Е.А.Усманова, Короткий В.А., Хмарова Л.И. // Геометрия и графика, - 2015. - Т. 3. - № 4. - С. 9-26. – DOI: 10.12737/17347.
30. Фех А.И. Эргономика [Текст] / А.И. Фех. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. – 119 с.
31. Хтун Н.Н. Исследование алгоритмов использования рецепторных геометрических моделей в задачах телесной трассировки авиационной техники [Электронный ресурс]/ Н.Н. Хтун, Ч.Тайк, Л.В. Маркин // Электронный журнал "Труды МАИ"/ М., МАИ, 2013, № 69. URL: http:// http://trudymai.ru/published.php? ID= 43123
32. Шарипов В.М. Основы эргономики и дизайна автомобилей и тракторов [Текст] / В.М. Шарипов [и др.]. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 256 с.
