虚拟装配技术的发展为航天产品的总体装配工艺设计提供了新思路。在虚拟装配中引入虚拟人模拟真实人的装配仿真过程，不仅可以增强虚拟装配过程的沉浸感和真实感，而且可以对装配过程进行人机工效分析，并根据分析结果优化产品结构和装配工艺。在现有的虚拟人仿真软件中设计装配仿真过程时，设计师需要通过手工调整关节转角来创建虚拟人动作。由于虚拟人关节自由度较多，这种手工的姿势调整过程非常繁琐。另外，航天产品的装配工作空间往往比较狭小，设计师在调整动作时视线很容易被其它零部件阻挡，这就使得这种手工的动作调整方式更加难以实现。为了提高虚拟装配仿真设计中虚拟人动作的设计效率，本文提出了一种基于装配操作动作库的动作设计方法。为了构建虚拟人装配操作动作库，本文首先对虚拟人姿态设计的逆向运动学算法进行了研究，在对已有算法分析比较的基础上，对FABRIK算法进行了改进，提出了避障FABRIK算法。然后，针对航天产品装配过程中虚拟人手臂运动易发生干涉的问题，提出了一种新的手臂抓取运动规划方法，该方法先采用避障FABRIK算法设计虚拟人手臂抓取姿态，然后根据手臂初始姿态和抓取姿态，采用Bi-RRT算法规划中间运动姿态，从而实现了虚拟人避障抓取。基于以上研究，本文提出了常用的装配动作的参数化设计方法，并通过Tecnomatix/Process Simulate9.0的二次开发，构建了虚拟人装配操作动作库。通过创建动作实例，对装配操作动作库的功能进行了验证。实验结果表明，装配操作动作库对于提高装配仿真设计效率有很大帮助。