传统机头装配训练存在成本高、训练场地有限的问题,无法满足大批量训练学员的需求,因此本文提出设计机头装配的仿真训练系统以帮助解决机头装配训练受限于场地和训练设施、不容易教学的问题。而系统的实现需要解决两个难题:机头装配序列规划及三维模型简化。首先,机头装配序列的优劣直接决定着机头零部件的可装配性及装配质量,装配序列规划求解是一个组合优化问题,本文将增强烟花算法应用于装配序列规划求解中,并改进了算法爆炸半径的计算方式,提高了算法搜索速度与搜索精度,加大了装配序列求解的优异性,从而确保了系统装配演示的准确性。其次,在机头训练系统研制的过程中,因为机头装配模型数据量较大,严重降低了系统研制的工作效率,现有的简化方法在模型大幅度简化时,又不能够充分的保持模型的细节特征,本文通过改进QEM(Quadric Error Matrix)算法,使简化后的模型能较好地保持模型的细节特征。本论文以四川省重大科技专项项目——“航空大部件模块化交付”(立项编号2018GZDZX0019)为背景,以民机机头为对象对装配序列规划及模型简化方法进行改进,同时设计并实现机头虚拟装配仿真训练系统。具体如下几个方面:首先,本文基于机头划分的装配单元,利用增强烟花算法求解装配序列规划方法,通过引入动态烟花算法爆炸半径计算方式及模拟退火因子,使爆炸半径随着迭代次数自适应的调整,平衡了算法的搜索速度与精度;同时根据装配序列规划问题的特点调整了算法参数,最后验证了改进的增强烟花算法在装配序列规划中的可行性和优越性。其次,通过分析对模型细节特征影响较大的几个因素:顶点近似曲率、边折叠长度和模型的空间轮廓,引入了模型细节影响因子的概念,将模型细节影响因子与QEM简化方法进行结合,改进了边的折叠代价,从而使模型中的平坦区域优先简化,有效地保持了模型的细节特征,解决了仿真训练系统制作中因模型数据过大引起计算机卡顿的问题。最后,以装配序列规划及模型简化的结果为基础,设计并实现了虚拟装配仿真训练系统,系统具有装配虚拟环境展示、仿真装配演示、系统漫游(工位转换)和数字工艺说明显示等功能。