图4 人机工程仿真
装配过程模型的轻量化技术装配过程模型的轻量化技术主要包括多量级轻量化模型生成和复杂装配场景的分层级拆分。首先，按仿真过程对数模信息量的要求不同，运用多量级轻量化模型技术生成满足不同要求的多量级轻量化模型，达到对装配场景进行轻量化的目的；其次，运用分层级装配场景拆分技术将装配仿真过程划分为多个简单装配场景，降低仿真装配场景对硬件的要求；最后，运用变分辨率技术在创建、执行装配仿真任务的时候，通过动态载入载出模型细节，只对当前活动零部件模型和与其可能存在干涉的零部件模型详细显示，其他零部件模型则粗略显示，达到降低对计算机硬件性能的过度依赖，提高装配仿真的效率。
1 多量级轻量化模型生成
在进行飞机虚拟装配仿真过程中，各零部件的功能作用不同，对其模型信息的要求也不同，可以将参与装配的模型划分为原始模型、高级轻量化模型、中级轻量化模型、低级轻量化模型4个量级。
(1)原始模型是指包含零部件完整信息的模型，如进行产品预装配分析时，仅进行静态干涉检查，可采用原始模型。
(2)高级轻量化模型为包含模型实体信息及辅助实体特征的轻量化模型，如活动零部件数模，需要对其创建一定的装配路径，需要包含一些路径规划所必需的辅助实体特征，故需采用包含辅助实体特征的轻量化模型。
(3)中级轻量化模型为仅包含模型实体信息的轻量化模型，如仅仅作为装配环境的零部件数模，只用于检查与活动零部件是否存在干涉，可采用仅包含实体信息的轻量化模型。
(4)低级轻量化模型为简化内部结构，仅保留外部轮廓实体信息的零部件数模，如在部件装配和整体装配时，组件内部的结构对装配仿真过程影响不大，装配仿真过程仅需要组件外形轮廓实体信息，故可以对其内部结构进行相应简化，去除内部零部件的实体信息，仅保留零部件的装配信息。
2 复杂装配场景的分层级拆分
分层级装配场景的实质是，将一个复杂装配场景拆分为几个简单的装配场景，然后再进行装配仿真，分散复杂装配场景对计算机硬件性能的高要求。复杂装配场景的拆分原则有：
(1)按产品装配层次拆分。产品的装配层次可分为：组件装配；段、部件装配；产品整体装配。对应地，装配场景可划分为：组件装配场景；段部件装配场景；产品整体装配场景。组件装配场景完成零件到组件的装配仿真，段部件装配场景完成组合件和零件到段部件的装配仿真，产品整体装配场景完成段部件、组合件及零件到产品整体的装配仿真。
(2)按产品装配工位拆分。结合生产制造单位的布局情况，制定装配工艺方案。复杂装配场景依据装配工艺方案，依据装配工位拆分为不同的装配场景，再进行装配仿真。由于生成的装配仿真结果与生产实际紧密结合，可基本无需编辑嵌入三维AO中，指导现场生产，提高现场装配效率。
基于轻量化模型的虚拟装配仿真
结合飞机虚拟装配仿真应用实践，本文提出了一种基于轻量化模型的装配过程虚拟仿真方法。首先对参与装配的零部件进行多量级模型生成，得到4个不同量级的模型，依次分别为原始模型、高级轻量化模型、中级轻量化模型、低级轻量化模型。图5为某型飞机水平尾翼外伸段的高级轻量化模型、中级轻量化模型及低级轻量化模型。高级轻量化模型包含水平尾翼外伸段的实体信息，并包含一些辅助特征信息，如图5(a)与中央盒段进行装配的特征信息；中级轻量化模型仅包含水平尾翼外伸段的实体信息；低级轻量化模型则去除水平尾翼外伸段内部肋等零件信息，仅包含外形零件的装配信息。处理后的水平尾翼的部分零部件多量级轻量化模型情况如表1所示。
图5 水平尾翼外伸段轻量化模型
表1 水平尾翼部分零部件轻量化模型
