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摘要：针对某新型运载火箭全箭振动模态试验，以DELMIA数字化仿真软件为平台，综合运用三维模型建立，流程仿真技术进行了火箭进出振动塔流程的仿真分析，优化了火箭进出塔方案，对后续真实试验进行了有利的支撑。
关键词：运载火箭;DELMIA;流程仿真
为确保运载火箭安全可靠地运行，运载火箭全箭模态试验是型号研制过程中的重要流程。运载火箭全箭模态精度直接影响到动态载荷与环境条件，关系到整个运载火箭结构在飞行过程中的安全可靠性。同时结构的模态参数的精确性和可靠性决定了运载火箭控制系统是否正常工作，这些参数的错误会造成控制的失误，使运载火箭因无法飞行而失败。因而运载火箭研制过程对运载火箭全箭模态试验技术提出极为苛刻的要求[1]。
运载火箭全箭进出振动塔流程是一个非常复杂的过程。以往火箭进出振动塔流程主要是靠文字性试验方案，由于不直观，在火箭进出振动塔流程中往往由于某些环节未考虑清楚出现工作反复问题，严重影响试验进度。在某型号运载火箭模态试验进出振动塔流程中，首次采用流程仿真技术进行数字化全过程模拟，通过仿真将整个过程直观、逼真地表现出来，对进出塔方案进行优化，为后续运载火箭进出振动塔过程提供了有利支持。
1 火箭进出振动塔流程
火箭进出振动塔是一个复杂的流程，从大的流程可以分为火箭进入振动塔和火箭出振动塔。由于火箭出振动塔可以看做是火箭进入振动塔的逆序，所以此项目更关注火箭进入振动塔流程。火箭进入振动塔流程从大的流程节点分为助推器1进入振动塔→助推器2进去振动塔→助推器3進入振动塔→助推器4进入振动塔→芯一级进去振动塔→芯二级进去振动塔→星罩组合体进去振动塔。
2 火箭进出振动塔数字化结构建立
本项目用到的DELMIA模块主要为机械设计（Mechanical）、曲面设计（Shape）、数字化装配（Digtal Mockup，简称DMU）、DPM和人机工程学设计与分析（Ergonomics Design & Analysis，简称EDA）。
2.1 产品和资源的建立
产品集合和资源集合的建立都是通过机械设计和曲面设计（复杂曲线和曲面）建立。本项目通过是否需要运动来区分产品集合和资源集合，将运动的物体如火箭、运输车、升降平台、工装等作为产品，将不运动的物体比如厂房，塔体、操作者等作为资源。如图1部分产品和资源（未渲染）
2.2 操作者建立
在做人机工效仿真前，首先要进行的是数字化人体建模。DELMIA的EDA里自带的有美国、加拿大、法国、日本和韩国这五国的人体模型，都有相应的比例可进行适当的调整，如图2所示。
3 进出振动塔流程仿真工艺规划
DPM是流程仿真的核心，试验的实施方案通过工艺规划分解为各重要流程，流程又能细分为更小的流程。流程中应考虑各资源包括工人在不同场景下应该处于何种状态，如何运动。
3.1 建立流程库
建立流程库的目的是将整个流程细分成多级多个节点，在对应的节点下制作对应的流程，这样便于管理，也便于后期对流程进行修改。根据对仿真流程的分析，在DELMIA中建立流程库。
3.2 管理PERT图
在对应的流程库节点下制作流程时，还需要在PERT图中定义流程的顺序，如图3所示。这样才能保证流程的正常运行。哪些步骤是顺序进行，哪些步骤是并行进行，都需要在PERT图中定义。
3.3 进出塔流程仿真
对整个流程进行仿真，可以直观的看到流程中的问题，以下为火箭进塔流程中的一些场景，如图4。
图5隐藏了墙体，表现了火箭进入振动塔后的状态，这方便了操作者直观的看到整个流程中各个产品的状态。
4 总结与展望
数字化流程仿真应用于火箭进出振动塔流程有十分重大的意义。通过数字化仿真手段将实施场景真实、直观的展示在眼前，形象的展示了火箭进出振动塔的全过程。火箭进出振动塔试验方案制定人员和操作者可以直观的对试验流程的每一个节点进行直观的交流和沟通，充分考虑各个环节流程的安全性、适宜性等，进一步优化方案。方案最终确定，流程仿真又可以指导操作者进行具体工作的实施。数字化流程仿真对于复杂流程或者狭小空间作业问题有着先天的优势，对于复杂方案的验证和优化有着广阔的应用前景。
参考文献
[1]吴素春、贾文成、邱吉宝.载人运载火箭全箭模态试验.宇航学报.第26卷 第5期.2005年9月：第531`534、570页
作者简介：陈磊（1984-），男，天津市汉沽区人，研究方向，数字化设计制造仿真与模拟和减振技术.
（北京强度环境研究所 100076）
关键词：运载火箭;DELMIA;流程仿真
为确保运载火箭安全可靠地运行，运载火箭全箭模态试验是型号研制过程中的重要流程。运载火箭全箭模态精度直接影响到动态载荷与环境条件，关系到整个运载火箭结构在飞行过程中的安全可靠性。同时结构的模态参数的精确性和可靠性决定了运载火箭控制系统是否正常工作，这些参数的错误会造成控制的失误，使运载火箭因无法飞行而失败。因而运载火箭研制过程对运载火箭全箭模态试验技术提出极为苛刻的要求[1]。
运载火箭全箭进出振动塔流程是一个非常复杂的过程。以往火箭进出振动塔流程主要是靠文字性试验方案，由于不直观，在火箭进出振动塔流程中往往由于某些环节未考虑清楚出现工作反复问题，严重影响试验进度。在某型号运载火箭模态试验进出振动塔流程中，首次采用流程仿真技术进行数字化全过程模拟，通过仿真将整个过程直观、逼真地表现出来，对进出塔方案进行优化，为后续运载火箭进出振动塔过程提供了有利支持。
1 火箭进出振动塔流程
火箭进出振动塔是一个复杂的流程，从大的流程可以分为火箭进入振动塔和火箭出振动塔。由于火箭出振动塔可以看做是火箭进入振动塔的逆序，所以此项目更关注火箭进入振动塔流程。火箭进入振动塔流程从大的流程节点分为助推器1进入振动塔→助推器2进去振动塔→助推器3進入振动塔→助推器4进入振动塔→芯一级进去振动塔→芯二级进去振动塔→星罩组合体进去振动塔。
2 火箭进出振动塔数字化结构建立
本项目用到的DELMIA模块主要为机械设计（Mechanical）、曲面设计（Shape）、数字化装配（Digtal Mockup，简称DMU）、DPM和人机工程学设计与分析（Ergonomics Design & Analysis，简称EDA）。
2.1 产品和资源的建立
产品集合和资源集合的建立都是通过机械设计和曲面设计（复杂曲线和曲面）建立。本项目通过是否需要运动来区分产品集合和资源集合，将运动的物体如火箭、运输车、升降平台、工装等作为产品，将不运动的物体比如厂房，塔体、操作者等作为资源。如图1部分产品和资源（未渲染）
2.2 操作者建立
在做人机工效仿真前，首先要进行的是数字化人体建模。DELMIA的EDA里自带的有美国、加拿大、法国、日本和韩国这五国的人体模型，都有相应的比例可进行适当的调整，如图2所示。
3 进出振动塔流程仿真工艺规划
DPM是流程仿真的核心，试验的实施方案通过工艺规划分解为各重要流程，流程又能细分为更小的流程。流程中应考虑各资源包括工人在不同场景下应该处于何种状态，如何运动。
3.1 建立流程库
建立流程库的目的是将整个流程细分成多级多个节点，在对应的节点下制作对应的流程，这样便于管理，也便于后期对流程进行修改。根据对仿真流程的分析，在DELMIA中建立流程库。
3.2 管理PERT图
在对应的流程库节点下制作流程时，还需要在PERT图中定义流程的顺序，如图3所示。这样才能保证流程的正常运行。哪些步骤是顺序进行，哪些步骤是并行进行，都需要在PERT图中定义。
3.3 进出塔流程仿真
对整个流程进行仿真，可以直观的看到流程中的问题，以下为火箭进塔流程中的一些场景，如图4。
图5隐藏了墙体，表现了火箭进入振动塔后的状态，这方便了操作者直观的看到整个流程中各个产品的状态。
4 总结与展望
数字化流程仿真应用于火箭进出振动塔流程有十分重大的意义。通过数字化仿真手段将实施场景真实、直观的展示在眼前，形象的展示了火箭进出振动塔的全过程。火箭进出振动塔试验方案制定人员和操作者可以直观的对试验流程的每一个节点进行直观的交流和沟通，充分考虑各个环节流程的安全性、适宜性等，进一步优化方案。方案最终确定，流程仿真又可以指导操作者进行具体工作的实施。数字化流程仿真对于复杂流程或者狭小空间作业问题有着先天的优势，对于复杂方案的验证和优化有着广阔的应用前景。
参考文献
[1]吴素春、贾文成、邱吉宝.载人运载火箭全箭模态试验.宇航学报.第26卷 第5期.2005年9月：第531`534、570页
作者简介：陈磊（1984-），男，天津市汉沽区人，研究方向，数字化设计制造仿真与模拟和减振技术.
（北京强度环境研究所 100076）