摘要:手动装配操作容易受到人为错误的影响,而人为错误可能会降低最终产品的质量。本文展示了人为可靠性分析在实际制造环境中的应用,以确定手动装配错误发生的地点和原因。使用 SHERPA 和 HEART 技术进行人为可靠性分析。根据质量记录,选择了三项关键任务进行分析:(1)使用紧固件安装三种类型的支架,(2)使用缓冲环夹将数据线固定到装配结构上,以及(3)安装盖罩以保护入口。使用 SHERPA 识别的错误模式为:36 个动作错误、9 个选择错误、8 个信息检索错误和 6 个检查错误。根据 HEART,人为错误概率最高的是那些对几何相关错误敏感的装配部件(支架和缓冲环夹)。研究表明,具有感知吸引力的装配说明似乎最有可能减少错误并提高绩效。其他确定的行动领域包括改进检查流程和为工人提供更好的跟踪和更好的反馈。实施装配指导系统可能会提高工人的绩效并减少装配错误。
在亲切项目期间,Mantis在硬件和软件方面进行了调整并改进了[10]。在硬件上,Mantis获得了两个新的板载计算机(OBC),一个IMU和一个进一步开发的传感器-ICU(仪器控制单元),以改进i3ds [6]。此外,还重新设计了抓手以满足项目的需求。旧的三指抓手可以容纳0.5公斤,新的抓手有能力保持10公斤。在软件方面扩展了运动。Mantis能够以六足,五足和四足的位置行走。五足的运动模式使Mantis可以在其四个腿上行走,而一只前臂则可以携带握力,或者可以携带负载或用于合作运输。Mantis由独立的机器人客户端API扩展,并基于开源Robot_Remote_Library [13],该[13]在DFKI的当前开发下。通信层基于Zeromq,并且使用Google的协议缓冲区(Proto3)来处理De-/serialization。核心库的编写方式可以通过继承来促进可扩展性[8]。
摘要:核心部件全场位移感知与数字孪生在航空制造等精密制造行业中发挥着至关重要的作用。本文提出一种在线多点位移监测与矩阵补全理论相结合的实时全场位移感知方法。首先,建立基于多点观测信息的全场位移感知概念模型。为获得核心部件的全场位移,将部件划分为丰富的离散点,包括观测点与未观测点,并在此基础上建立观测点与全场位移之间的对应关系。然后,提出全场位移感知模型的求解方法。基于矩阵补全原理和仿真大数据,采用最优化问题建立模型,并给出伪代码。最后,进行全场位移感知实验。重复实验表明,采用该方法计算的位移最大误差小于0.094 mm,中值误差小于0.054 mm,平均时间小于0.48 s,有利于满足大型飞机装配对精度和效率的高精度要求。
试点已成功实现了许多既定目标。试点认真记录了更换现有预制房屋的过程。还收集了所需的步骤以及每个步骤的成本和时间要求。这些信息现在可用于更好地规划其他活动,并告知当前和未来的合作组织和参与者。还报告了房屋更换带来的许多非能源效益。这些额外的好处表明,试点不仅仅是节省能源,而且是获得此类服务支持的重要因素。2020 年 5 月,公共事业委员会批准额外支出,以支持预制房屋更换试点的持续研究目标。这也标志着试点转变为专注于服务自住更换项目。第一阶段成功完成的房屋全部由公园运营商购买用作出租房。我们预计,随着从公园运营商和租户转变为自住业主,财务模型和要求以及房屋居住者的体验将有很大差异。 Energy Trust 的项目团队与 SVDP 合作,解决本报告中发现的工作质量问题。试点现场检查信息被传递,以方便制造商进行任何需要的维修工作。此外,我们在 Multnomah 县防寒保暖援助计划的合作伙伴发现了通风策略存在问题,该问题现已得到补救。即将根据 HB2896 授权的 OHCS 计划代表着一个机会,可以解决位于公园内的自住房屋更换项目仍然存在的许多障碍。HB2896 计划预计将提供的额外补助和增强的融资条件将使更多家庭能够更换房屋。工作人员正在努力支持 OHCS,分享我们迄今为止的努力所取得的成功和面临的挑战,其中许多已记录在本报告中。工作人员还与利益相关者合作,预测计划模型中剩余的差距。在试点期间,Energy Trust 和我们的合作伙伴设法为参与者提供个性化的参与和支持。大家普遍认为,当试点扩大到更大的计划时,将需要一个专门的项目联络团队。扩大规模的预制房屋更换 (MHR) 计划有可能在农村、低收入和/或少数族裔家庭中实现大幅节能。MHR 对纳税人的价值以及与 Energy Trust 使命的一致性为考虑 Energy Trust 资助“导航”服务提供了理由,作为我们更广泛的计划基础设施的组成部分,并扩大与俄勒冈州各地社区组织的合作。我们需要承认,最近以洪水和野火形式袭击俄勒冈州的自然灾害对许多活动房屋社区产生了重大影响。灾害的影响增加了人们对利用试点服务和经验的兴趣。最新消息表明,受影响社区的需求远远超出了试点目前的资源,
客户对个性化和成本效益高的产品的需求不断增长,生产时间也越来越短,这正在重塑制造和生产环境。人类工人和机器必须能够以更高的灵活性和效率对变化做出反应。为了满足这些需求,现代装配的工具和产品不断更新和变化,但仍有许多工作要做,以将装配工人的自然智能更深入地融入未来的装配系统信息流中,包括工人的来往信息流(反馈回路)。这项工作对人工装配过程中人类工人的各种实时反馈机制进行了试点实验室评估,以更好地了解信息反馈回路对装配员工的影响方式如何影响他们的装配时间、差异和准确性,以及他们对每种信息反馈机制的接受程度。乐高积木模型被用作装配产品,在佩戴无线反馈机制设备时进行组装。该设备结合了 LED 灯、振动、文本屏幕和图像屏幕,为工人提供反馈。所有反馈均由管理员提供,管理员可以根据需要向相应的反馈方法发送命令。试点的早期结论表明,组装时间的差异取决于所使用的反馈机制和组装模型的复杂性。未来的工作将包括扩大每个
经验教训:• 压力服限制了机组人员的行动。• 不受限制的舱外活动可行但不切实际。使用脚部约束装置• 机械化地将宇航员和设备转移到工作地点、装配线程序和易于组装的部件减少了工作量并提高了生产率• 最大直径为 2 英寸(5 厘米)的接头便于操作
准确实时地估计航天器或空间物体的姿态是航天器在轨维修和装配任务所必需的关键能力。由于空间图像包含变化很大的照明条件、高对比度和较差的分辨率,以及功率和质量限制,因此空间物体的姿态估计比地球上的物体更具挑战性。本文利用卷积神经网络来唯一地确定感兴趣物体相对于相机的平移和旋转。使用 CNN 模型的主要思想是协助空间装配任务中使用的物体跟踪器,而仅基于特征的方法总是不够的。为装配任务设计的模拟框架用于生成用于训练修改后的 CNN 模型的数据集,然后将不同模型的结果与模型预测姿态的准确度进行比较。与许多当前用于航天器或空间物体姿态估计的方法不同,该模型不依赖于手工制作的对象特定特征,这使得该模型更加稳健,更容易应用于其他类型的航天器。结果表明,该模型的性能与当前的特征选择方法相当,因此可以与它们结合使用以提供更可靠的估计。
图 1:光聚合物分层系统 (Wikipedia.org)。.............................................................. 2 图 2:使用相交激光束的光雕塑过程 (Swainson, 1977)。......... 3 图 3:塔式喷嘴固体自由成型技术 (drajput.com).................................... 4 图 4:简单的分层铸造模具 (DiMatteo, 1976)。.............................................................. 4 图 5:粉末选择性激光烧结工艺 (Wikipedia.org)。................................................ 5 图 6:FDM 工艺图 (Reprap.org)。.................................................................... 7 图 7:DFA 分析软件用户界面 (Boothroyd et al, 2011)。.................................... 11 图 8:MakerBot 的 MakerWare 用户界面。(Makerbot.com) .................................... 14 图 9:简化的挤压系统,说明轴位置 (Wikipedia.org)。........... 20 图 10:GE Aviation 的增材制造燃油喷嘴 (Rockstroh 等人,2013)。......... 21 图 11:通过 DMLS (EADS) 优化和制造的两个航空航天支架。....... 23 图 12:"Over-the-wall" 设计方法的说明 (Munro & Associates,1989)。...... 24 图 13:成本与影响图“谁投下的阴影最大?” (Munro & Associates,1989)。...................................................................................................................................... 24 图 14:显示不同材料和制造方法之间兼容性的图表(Boothroyd & Dewhurst,2011)............................................................................................. 26 图 15:alpha 和 beta 旋转对称值(Boothroyd et al,2011)。................... 28 图 16:影响零件处理的几何(左)和其他(右)特征(Boothroyd et al,2011)。...................................................................................................................................... 28 图 17:提高组装简易性的示例(Boothroyd et al,2011)。................................ 28 图 18:影响插入时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999)。...................................................................................................................... 30 图 19:影响手动处理时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999)。................................................................................................ 31 图 20:原始控制器组件(Boothroyd 等人,2011 年)。...................................................... 32 图 21:分析前(左)和分析后(右)的控制器组件(Boothroyd 等人,2011 年)。........................................................................................................................................... 34 图 22:当前门铰链的组件。........................................................................................................... 35 图 23:两个已安装铰链的 CATIA 模型和负载分析方向(湾流宇航)。.................................................................................................................................... 36 图 24:弹簧球和铰链止动器的特写............................................................................. 37 图 25:重新设计的用于增材制造的门铰链。.................................................... 39 图 26:鹅颈加固前后的视觉对比。........... 41 图 27:重新设计前后球柱塞壳体的视觉对比。........... 41 图 28:原始铰链组件上用于插入计算的投影槽。......... 43 图 29:重新设计的铰链组件上用于插入计算的投影槽。.... 43
图 1:光聚合物分层系统 (Wikipedia.org)。.............................................................. 2 图 2:使用相交激光束的光雕塑过程 (Swainson, 1977)。......... 3 图 3:塔式喷嘴固体自由成型技术 (drajput.com).................................... 4 图 4:简单的分层铸造模具 (DiMatteo, 1976)。.............................................................. 4 图 5:粉末选择性激光烧结工艺 (Wikipedia.org)。................................................ 5 图 6:FDM 工艺图 (Reprap.org)。.................................................................... 7 图 7:DFA 分析软件用户界面 (Boothroyd et al, 2011)。.................................... 11 图 8:MakerBot 的 MakerWare 用户界面。(Makerbot.com) .................................... 14 图 9:简化的挤压系统,说明轴位置 (Wikipedia.org)。........... 20 图 10:GE Aviation 的增材制造燃油喷嘴 (Rockstroh 等人,2013)。......... 21 图 11:通过 DMLS (EADS) 优化和制造的两个航空航天支架。....... 23 图 12:"Over-the-wall" 设计方法的说明 (Munro & Associates,1989)。...... 24 图 13:成本与影响图“谁投下的阴影最大?” (Munro & Associates,1989)。...................................................................................................................................... 24 图 14:显示不同材料和制造方法之间兼容性的图表(Boothroyd & Dewhurst,2011)............................................................................................. 26 图 15:alpha 和 beta 旋转对称值(Boothroyd et al,2011)。................... 28 图 16:影响零件处理的几何(左)和其他(右)特征(Boothroyd et al,2011)。...................................................................................................................................... 28 图 17:提高组装便利性的示例(Boothroyd et al,2011)。................................ 28 图 18:影响插入时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999)。...................................................................................................................... 30 图 19:影响手动处理时间的零件特征原始分类系统 (Boothroyd Dewhurst, Inc. 1999)。................................................................................................ 31 图 20:原始控制器组件(Boothroyd 等人,2011 年)。...................................................... 32 图 21:分析前(左)和分析后(右)的控制器组件(Boothroyd 等人,2011 年)。........................................................................................................................................... 34 图 22:当前门铰链的组件。........................................................................................................... 35 图 23:两个已安装铰链的 CATIA 模型和负载分析方向(湾流宇航)。.................................................................................................................................... 36 图 24:弹簧球和铰链止动器的特写............................................................................. 37 图 25:重新设计的用于增材制造的门铰链。.................................................... 39 图 26:鹅颈加固前后的视觉对比。........... 41 图 27:重新设计前后球柱塞壳体的视觉对比。........... 41 图 28:原始铰链组件上用于插入计算的投影槽。......... 43 图 29:重新设计的铰链组件上用于插入计算的投影槽。.... 43