长征7号火箭的VR元素 让你见识什么叫真正的工业4.0

    【CPS中安网 cps.com.cn】随着“工业4.0”等信息化现代制造技术的发展，长征火箭正经历着一场研制模式的全新变革。从设计到生产、再到试验，长征火箭进入了全生命周期的数字化研制时代。

　　据了解，长征七号采用了虚拟现实vr技术和全三维设计制造技术，应用了高效率的等边三角形网格结构，大大提升了我国运载火箭的研制生产水平。下面我们来了解下，这个新型火箭是如何玩转VR的。　　

　　VR+火箭设计：全程没有一张纸

　　“目前，数字化技术已应用在了今年要首飞的长征五号和长征七号火箭上，代表了国内运载火箭最高研制水平。”全国政协委员、航天科技集团中国运载火箭技术研究院原党委书记梁小虹3日说，“数字火箭”采用三维协同、设计、试验和制造，火箭全研制流程没有一张纸质图纸。航天科技工作者称，火箭设计从纸质“连环画”变成了“3D电影”。

　　据了解，在研制阶段，中国航天科技集团公司一院实现了三维设计数据审签、发放和更改技术状态管理，全箭模型数据规模超过20GB。

　　用VR来装配试验：超级火箭实现“一键式”加工

　　生产加工阶段更是神奇实现了“一键式”加工。只需按动数控机床按钮，成品即刻完成，且合格率达100%。在航天703所的生产车间，呈现仿真视频和三维工艺流程的终端大屏幕显示器如今成了标配，让火箭生产越来越高大上。

　　在试验、装配阶段，“长征七号”还应用了时髦的虚拟现实技术，对火箭进行虚拟装配、虚拟试验，真实模拟火箭实际装配和试验环境，提前预见可能发生的问题，确保了火箭试验、装配一次成功。

　　据梁小虹介绍，以前，工艺员加工某金属零部件，首先要根据二维图纸画出工序草图、手工编制工艺规程，然后进行车、铣、镗等系列工序。现在，从原材料变为成品，只需按动数控机床按钮即可完成，且合格率达100%。可谓是一键定“乾坤”，极大地提升了生产质量和效率。

　　航天一院向大公报介绍，在“长七”装配过程，设计人员藉助虚拟实境(VR)科技，确保了火箭关键零部件一旦出现问题，都有安全可靠的维修方案。

　　在“长七”一次动力系统试验时，设计人员发现需要更换管路，“长七”一级箭体装配时是水平摆放，在试车台上却是垂直襬放，两者操作流程完全不同。同时管路附近关键仪器设备多，稍有不慎就会对附近仪器设备造成影响。为了快速更换管路，设计人员迅速设计出一套新方案。

　　但如何验证这个方案的合理性?这时，VR科技帮助了设计人员解围。他们对一级箭体用VR科技进行模拟，再通过佩戴“3D头盔显示器”及“位置跟踪设备”，身临其境地验证维修方案是否合理，操作人员也用同样方式进行了实景操作。

　　最终从方案的设计到验证，设计人员只用了不到1天的时间。这使得在试车台上对“长七”一级箭体的管路进行更换时，可与其他工作同步开展，无需耗费额外时间单独进行此项工作，有力确保了试验进度不受影响。

　　航天一院设计人员赵博告诉大公报，如果没有利用VR科技，虽然电脑也可以实现三维模型的虚拟维修，但不够真实，利用VR科技后，可以在虚拟环境中得到验证。今后，他们还要把这项科技应用在火箭发射场虚拟训练、发射场总装流程预演中，可有效确保火箭的可靠性。

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