Введение 7
1 Технология дополненной реальности и основные предпосылки ее
внедрения 10
1.1 Общие сведения о технологии дополненной реальности и способы ее
реализации. Опыт применения и результаты 10
1.2 Общее описание сборочного процесса космических аппаратов.
Возможности модернизации 15
1.3 Существующие решения для внедрения технологии дополненной
реальности в технологический процесс сборки 18
1.4 Выводы по главе 1 20
2 Методика подготовки технологического процесса сборки приборных блоков космических аппаратов с применением технологии дополненной реальности. 21
2.1 Состав методики. Входные и выходные данные. Исходные ресурсы.... 21
2.2 Первый этап методики: подготовка исходных данных 23
2.2.1 Подготовка маркерных изображений 23
2.2.2 Подготовка ЗИмоделей приборов 36
2.2.3 Подготовка интерактивных сборочных инструкций 37
2.3 Второй этап методики: конфигурирование и настройка
автоматизированной информационной системы 38
2.3.1 Настройка графического пользовательского интерфейса 38
2.3.2 Интеграция маркерных изображений и ЗЭмоделей в редактор
применяемый для создания ПО дополненной реальности 41
2.3.3 Привязка ЗИ-моделей и мест установки к маркерным изображениям
в виртуальном пространстве 42
2.3.4 Формирование информационно - управляющих скриптов 42
2.3.5 Подбор оптимальных параметров калибровки программного
обеспечения дополненной реальности (углы, точность) для контроля корректности установки приборов 44
2.3.6 Сборка конечного программного обеспечения дополненной реальности 44
2.4 Третий этап методики: подготовка рабочего места сборки 45
2.4.1 Установка программного обеспечения дополненной реальности на
рабочую станцию оператора 45
2.4.2 Печать и нанесение маркерных изображений 45
2.4.3 Инструктаж персонала 46
2.5 Выводы по главе 2 47
3 Испытание методики 48
3.1 Планирование эксперимента 48
3.2 Проведение эксперимента 50
3.3 Оценка результатов эксперимента 60
3.4 Выводы по главе 3 62
Заключение 63
Список сокращений 64
Список использованных источников 65
Приложение
Актуальность темы исследования.
На сегодняшний день существует большое количество спутниковых систем, основанных на различных технологиях и предназначенных для различных применений.
Производство спутниковых аппаратов является очень сложным и технологически точным процессом, который может занимать достаточно длительный срок [34]. При этом сборка космических аппаратов (далее КА) является одним из основных этапов жизненного цикла КА и от качества выполнения данного этапа напрямую зависит как скорость сборки конечного изделия, так и надежность космического аппарата, т.е. возможность стабильного выполнения КА его основных функций и его существования в условиях космоса. Сборка приборных блоков является одним из основных подэтапов технологического процесса сборки КА в целом.
Главными задачами оптимизации производства космических аппаратов являются повышение качества и скорости сборки. При этом данные показатели напрямую зависят от методов подготовки технологического процесса сборки и его информационного обеспечения.
В настоящее время основными информационными источниками сборочного процесса, для исполнителя, являются сборочные чертежи и технологические инструкции на бумажных носителях. Использование данных источников крайне неудобно, при исполнении сборочного процесса, и подразумевает работу с большим объемом информации с последующей ее интерпретацией, т.к. в чертежах сборочные единицы представлены в 2D- формате. Одним из вариантов изменения сложившейся ситуации является применение технологии дополненной реальности с соответствующей подготовкой технологического процесса сборки космических аппаратов, в частности приборных блоков КА.
Цель и задачи диссертационной работы.
Повышение качества и сокращение сроков сборки приборных блоков КА за счет разработки методики подготовки технологического процесса сборки приборных блоков КА, основанной на применении технологии дополненной реальности.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
- провести анализ технологического процесса сборки приборных блоков КА, изучить способы реализации технологии дополненной реальности;
- разработать методику подготовки технологического процесса сборки приборных блоков КА, основанную на применении технологии дополненной реальности;
- проверить и подтвердить эффективности сборочного процесса с использование результатов разработанной методики.
Научная новизна.
По итогам выполнения диссертационной работы предложена методика подготовки технологического процесса сборки приборных блоков КА, основанная на применении технологии дополненной реальности в сборочном процессе.
Практическая значимость.
Применение разработанной методики позволяет получить ПО дополненной реальности, обеспечивающее сокращение времени сборки и количества ошибок исполнителя и, как следствие, приводящее к повышению эффективности сборочного процесса в целом за счёт
- визуализации технологической последовательности выполняемых операций и конечного вида готового изделия;
- автоматического контроля корректности выполнения сборочных операций.
Объект и предмет исследования.
В ходе выполнения диссертационной работы объектом исследования являются:
- технологический процесс сборки космического аппарата, в частности этап сборки приборных блоков КА;
- прикладное программное обеспечение дополненной реальности.
Предметом исследования являются:
- технологии дополненной реальности и процесс их применения на этапе сборки приборных блоков КА.
В ходе выполнения диссертационной работы была выявлена возможность модернизации процедуры подготовки технологического процесса сборки космических аппаратов, в частности сборки приборных блоков КА, позволяющая повысить эффективность производства указанных изделий. Для ее реализации разработана методика подготовки технологического процесса, основанная на применении технологии дополненной реальности при сборке космических аппаратов, состоящая из 3 этапов.
При разработке данной методики были изучены как сам технологический процесс сборки приборных блоков КА так и процесс подготовки исходных данных, а также способы реализации технологии дополненной реальности, определен объем, тип входных данных и исходных ресурсов, а также структура представления результатов применения методики.
Проверка методики показала, что использование ПО дополненной реальности, полученного в результате применения разработанной методики:
1) снижает количество ошибок исполнителя в процессе сборки в среднем на 8%;
2) сокращает время, затраченное на проведение сборочных операций, при всех видах сборок, до двух раз.
