数智孪生技术破解航天装备复杂装配难题

来源：朗迪锋

航天产品装配长期受限于多舱段耦合干涉、跨专业协同效率低下等难题。某型号卫星物理模装需耗时3-4周，且总装阶段仍会出现18%-22%的工艺返工率。四川航天技术研究院基于MakeReal3D开发的虚拟装配平台，通过L型投影系统（单通道正投分辨率3840×2160）与CAVE沉浸式空间（视域角120°×135°）的融合，构建了支持6人协同操作的数字孪生验证环境，将初期工艺验证周期压缩至72小时内。

关键技术架构解析

系统采用"光学定位-物理引擎-人机交互"三层架构：Vicon光学捕捉系统实现0.1mm定位精度，MakeReal3D物理引擎支持16ms内完成多体动力学计算，定制化触觉手套提供5N力反馈。在整流罩装配测试中，平台成功识别出传统手段难以检测的0.3mm级电缆与支架干涉，相较物理模装试错效率提升79%。

工程验证与效能提升

某运载火箭贮箱段虚拟装配案例表明，该平台使管路布局迭代次数从12次降至3次，工艺文件编制时间缩短68%。时序蓝图编辑器通过节点化编程，将5个舱段并行装配的动作冲突预警准确率提升至92%。更关键的是建立了MBSE（基于模型的系统工程）数据流，实现CAD模型到DELMIA工艺规划的自动转换，使某卫星载荷舱设计变更响应速度提升84%。

技术演进与行业价值

全数字虚拟装配仿真系统为航天设计及工艺人员提供了一个良好的仿真环境，该系统具备使用全数字仿真、虚拟装备，以及人机交互可能需要的各种功能，并可以通过该系统获取从设计到生产所需要的各种信息。通过该系统的建设，可实现开展统筹能力，建设并提升产品研制能力，借助数智孪生辅助工程技术，能够构建一个集产品预研、设计、装配、工艺规划及验证、生产、制造及产品性能演示等为一体的虚拟现实仿真验证平台等两个主要目标。