CN105354389A - 一种基于数字化模型的区域安全性分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机设计领域，具体涉及一种基于数字化模型的区域安全性分析方法，包括步骤一：飞机区域可视化划分；步骤二：建立区域设备集；步骤三：建立电子样机；步骤四：制定区域安全性准则；步骤五：区域安全性分析。该方法以数字化的手段将危险源集成于产品模型中，使飞机在进行设计时便能直观且及时发现飞机危险因素，采取安全性设计措施；将区域安全性设计准则嵌入到软件中，实现飞机各区域自动进行区域安全性分析检查，尽早发现可能发生的不安全因素并列出具有安全性隐患的项目清单，对具有安全性隐患的部位进行改进，避免了后期设计更改带来的时间损失，有效降低了飞机的设计周期、提高工作了效率，具有可操作性强等优点。

Description

一种基于数字化模型的区域安全性分析方法

技术领域

本发明涉及航空产品设计领域，尤其涉及一种基于数字化模型的区域安全性分析方法。

背景技术

区域安全性分析(ZonalSafetyAnalysis，即ZSA)作为***安全性分析的一个重要内容，国外最早见于道格拉斯(Douglas)飞机公司，而后其他航空公司比如空客，也都建立了相应的区域安全性分析程序。欧美航空工业部门及民航管理部门制定了诸如《SAEARP4754民用飞机和***开发指南》、《FAA***安全性手册》、《FAA***安全管理大纲》等一系列顶层文件，其中《SAEARP4761对民用机载***和设备进行安全性评估过程的准则和方法》中提出了区域安全性分析方法。

在区域安全性分析研究方面，国内研究比较薄弱。我国曾在1998年，出台了《HB7583-98飞机区域安全性分析航空工业标准》。国内对区域安全性的分析也几乎都沿用了HB7583-98；国内仅有为数不多的单位院校做过区域安全性分析。从整体上看，国内区域安全性分析研究仍处于起步和探索阶段，区域安全性分析的研究和实践很是匮乏，缺乏具体的、明确的实施方法，与国际先进水平差距很大，尚存诸多问题亟需研究和解决。

现阶段的区域安全性分析方法是在原图纸、技术文件等基础上进行的区域安全性分析，之后在样机上检查相应区域的安全性，这种方法具有效率低、安全性不直观、可操作性差等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于数字化模型的区域安全性分析方法。该方法基于数字化手段，将原本局限于图纸、技术文件等基础上进行的区域安全性分析，集成于产品的三维模型中，实现区域安全性分析的数字化和可视化，从而为区域安全性设计分析提供准确快捷的分析手段和清晰直观的信息，规避了传统区域安全性分析可操作性差的特点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于数字化模型的区域安全性分析方法，包括：

飞机区域可视化划分步骤：

在飞机样机三维设计模型的基础上，根据区域划分原则对飞机样机进行区域化分割；

建立区域设备集步骤：

根据飞机危险源属性列出危险源设备，并在产品的三维模型中加注危险源属性，在三维模型中以突出显示；

建立电子样机步骤：

在三维软件中将标注危险源属性的设备集进行重新组合，并添加飞机机体结构、框架、设备、管路、线缆等内容；

制定区域安全性准则步骤：

区域安全性准则是区域安全性分析的依据，区域安全性准则包括飞机分***和设备的安装准则、分***和设备之间相互影响的准则、分***和设备的维修准则及分***功能准则，具体的应根据编制依据编制；

区域安全性分析步骤：

将区域安全性分析准则嵌入到三维软件中，从而实现基于数字化模型进行区域安全性自动分析检查，若符合区域安全性分析准则要求则输出结论；若不符合区域安全性分析准则要求则把不符合项列出清单，最后将清单交予设计人员，设计人员根据改进项清单进行改进。

进一步地，所述飞机区域可视化划分步骤中的区域划分原则包括参照飞机舱段划分、按照飞机的组成界面划分和根据检查与维修要求进行划分。

进一步地，所述建立区域设备集步骤中危险源属性指的是温度、压力、毒性、振动、噪音、辐射、化学反应、污染、材料变质、着火、***、电气、加速度和机械。

进一步地，所述制定区域安全性准则步骤中所述区域安全性准则具体编制依据指的是：

(1)***和结构设计指南、技术要求；

(2)国军标；

(3)***安装要求记录文件；

(4)事故报告；

(5)***设计方案；

(6)服役使用经验；

(7)危险源。

本发明提供的基于数字化模型的区域安全性分析方法，将产品的区域属性、危险源属性，以数字化的手段集成于产品模型中，使飞机设计人员在进行飞机产品设计时，直观且及时发现飞机危险因素，采取安全性设计措施，规避或降低飞机使用危险；将区域安全性设计准则嵌入到软件中，实现飞机各区域自动进行区域安全性分析检查，判定各分***或设备潜在的相互影响以及在其安装存在的固有危险的严重程度，分析产生维修失误的可能性，尽早发现可能发生的不安全因素，提出改进措施，避免了后期设计更改带来的时间物质损失，有效降低了飞机的设计周期、提高工作了效率，具有可操作性强等优点。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本艾玛的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为根据本发明一实施例的一种基于数字化模型的区域安全性分析方法的流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。

一种基于数字化模型的区域安全性分析方法，流程图见图1，依据如下步骤进行，包括：

步骤一：飞机区域可视化划分:

首先，在飞机初样三维设计模型的基础上，根据区域划分原则对飞机进行区域化分割。区域划分原则包括参照飞机舱段的划分、按照飞机的组成界面划分和根据检查与维修要求进行划分，并且区域划分具有以下特点：

a)划分区域应简明；

b)各区域应尽可能按实际有形的边际划分；

c)区域的大小应能在区域内作仔细的全面分析检查；

d)区域图应能清楚指明边界；

e)区域边界应包括相关结构侧壁。

例如根据飞机组成界面将飞机划分为机头、左机翼、右机翼、机尾、机舱，根据飞机舱段将机舱又划分为前舱、中舱和后舱，根据检查与维修要求将中舱划分为舱壁、舱顶。

步骤二：建立区域设备集:

在飞机初样设计阶段，在产品三维模型中加注属性，如隶属区域和分***、物理占位、危险源等，通过加注区域属性，实现区域分***的设备调用，自动生成区域设备清单；通过加注物理占位属性，确定产品的空间坐标。

根据飞机初步危险分析结果，列出危险源设备，在产品三维模型中加注危险源属性(包括温度、压力、毒性、振动、噪音、辐射、化学反应、污染、材料变质、着火、***、电气、加速度、机械)，在三维模型中以突出颜色显示。

例如轮胎隶属于起落架***，而轮胎是一种易爆物品，通过标注轮胎的危险属性可以很直观的看到轮胎与轮胎所属的起落架***是一种危险部位，需要红色加以提示。

步骤三：建立电子样机:

在CATIA、LCA中添加飞机机体结构、框架、设备、管路、线缆等，根据空间坐标及区域属性建立区域电子样机，电子样机直观准确，对于危险源设备识别一目了然。

通过对飞机各个零部件家住危险属性，可以很直观的看到危险属性、危险部件及危险***。

步骤四：制定区域安全性准则:

区域安全性准则是区域安全性分析的依据，区域安全性准则包括飞机分***和设备的安装准则、分***和设备之间相互影响的准则、分***和设备的维修准则及分***功能准则，具体的应根据编制依据编制。

根据设计经验、***设计要求，给出必须进行的设计限制，编制区域安全性准则具体的编制依据包括如下内容：

1)***和结构设计指南、技术要求；

2)国军标；

3)***安装要求记录文件；

4)事故报告；

5)***设计方案；

6)服役使用经验；

7)危险源。

例如根据分析准则得知轮胎***会影响轮胎上部的飞机，在编制区域安全性准则时则为，轮胎***将会对轮胎上方飞机底部直径为A的圆形区域产生影响，而直径A则是根据设计指南或设计经验得知。

步骤五：区域安全性分析，

基于以上内容制定的区域安全性分析准则，将区域安全性分析准则嵌入到软件中，从而实现基于数字化模型进行区域安全性自动分析检查，根据分析检查结果，若符合区域安全性分析准则要求则输出符合结论；若不符合区域安全性分析准则要求则把不符合项列出清单，最后将清单交予设计人员，设计人员根据改进项清单进行改进。

例如步骤四所述的轮胎***的影响，设计人员根据其影响可以做出的改进为对飞机底部的圆形区域进行强化处理。

本发明的基于数字化的区域安全性分析方法将原本局限于图纸、技术文件等基础上进行的区域安全性分析，集成于产品的三维模型中，实现区域安全性分析的数字化和可视化，从而为区域安全性设计分析提供准确快捷的分析手段和清晰直观的信息，规避了传统区域安全性分析可操作性差的特点。数字化的手段节省了人力，避免了后期设计更改带来的时间物质损失，规避了对飞机实物进行核查的弊端，达到节省经费、缩短研制周期、降低研制风险。

以上所述，仅为本发明的一个具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于数字化模型的区域安全性分析方法，其特征在于：包括：

飞机区域可视化划分步骤：

在飞机样机三维设计模型的基础上，根据区域划分原则对飞机样机进行区域化分割；

建立区域设备集步骤：

根据飞机危险源属性列出危险源设备，并在产品的三维模型中加注危险源属性，在三维模型中以突出显示；

建立电子样机步骤：

在三维软件中将标注危险源属性的设备集进行重新组合，并添加飞机机体结构、框架、设备、管路、线缆内容；

制定区域安全性准则步骤：

区域安全性准则是区域安全性分析的依据，区域安全性准则包括飞机分***和设备的安装准则、分***和设备之间相互影响的准则、分***和设备的维修准则及分***的功能准则，具体的应根据编制依据编制；

区域安全性分析步骤：

将区域安全性分析准则嵌入到三维软件中，从而实现基于数字化模型进行区域安全性自动分析检查，若符合区域安全性分析准则要求则输出结论；若不符合区域安全性分析准则要求则把不符合项列出清单，最后将清单交予设计人员，设计人员根据改进项清单进行改进。

2.根据权利要求1所述的基于数字化模型的区域安全性分析方法，其特征在于：所述飞机区域可视化划分步骤中的区域划分原则包括参照飞机舱段划分、按照飞机的组成界面划分和根据检查与维修要求进行划分。

3.根据权利要求1所述的基于数字化模型的区域安全性分析方法，其特征在于：所述建立区域设备集步骤中危险源属性指的是温度、压力、毒性、振动、噪音、辐射、化学反应、污染、材料变质、着火、***、电气、加速度和机械。

4.根据权利要求1所述的基于数字化模型的区域安全性分析方法，其特征在于：所述制定区域安全性准则步骤中所述区域安全性准则具体编制依据指的是：

(1)***和结构设计指南、技术要求；

(2)国军标；

(3)***安装要求记录文件；

(4)事故报告；

(5)***设计方案；

(6)服役使用经验；

(7)危险源。