人機工程
關注創建者：reddklap 創建時間：2016-12-15
人機工程的實例教程
本期開始Ansys中國微信公眾號將連載發布所有獲獎作品，詳盡展現用戶如何從Ansys工程仿真解決方案中獲益，誠邀各位近距離觀賞他們的應用實踐真知，希望通過這些杰出的工程仿真實踐指導更多用戶。
作品賞析（7）| Ansys 在汽車人機工程學驗證中的應用
內容簡介
傳統汽車內部功能分區明確，在進行相關分析與驗證時可以通過不同的手段與方式進行針對性的試驗；但隨著汽車電動化與智能化的不斷深入，原本相互獨立的不同功能區塊邊界不再清晰，大量功能復用混合在一起，這對分析仿真驗證的手段提出了很高的要求。試驗人員不再滿足于單獨的視覺或單獨的空間、舒適度評價，而是希望將不同的驗證手段相結合，以打造全方位綜合性的體驗。通過Ansys仿真與實驗臺架等手段相接的方式 ，我們可以在設計階段的驗證中進一步強化分析與驗證的真實性，從而使評價更為準確。
關于作者
蔡志偉 | 智己汽車
智己汽車科技有限公司資深工程師，擔任人機工程師。
展開 這些產品的結合可以為設計人員提供人體工程設計詳細的解決方案。
CATIA V5人體行為分析（HAA：CATIA Human Activity Analysis）
作為HBR的輔助模塊，可以對處于虛擬環境中的人機互動進行特定的分析。HAA的優點在于能夠精確地預測人的行為。它提供了多種高效的人體工程學分析工具和方法，可以全面分析人機互動過程中的全部因素。
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整車裝配中線束失效模式主要分為干涉失效、人機失效、設計失效、匹配失效、功能失效、異響失效等幾類。
2.1 干涉失效
線束的干涉失效是指線束與周圍部件的間隙過小導致的問題或者由此引起的風險。線束干涉失效產生的原因可以分為設計問題、裝配制造問題、品質問題和潛在問題。設計問題是由于設計階段沒有考慮線束與周圍的環境間隙引起的，可以通過設計階段的三維模擬評審發現不符合項并加以更改，尤其關注極限狀態下的間隙。裝配制造也會引起干涉失效，線束本身自由度高，姿態難以固定，在制造、運輸和裝配的過程中均會出現狀態變化，狀態的不利變化會縮小線束與周圍環境的間隙，引起干涉失效。
針對裝配制造引起的干涉失效，可以通過規范制造、運輸和安裝的操作流程或者工藝更改來避免。品質問題引起的干涉失效，供應商品質管理工程師加強對物料品質的控制即可解決。潛在問題發生在工程師團隊無法確定風險是否存在的情況下，這時耐久車及試驗車的數據就成為了干涉失效界定的重要依據。
2.2 人機失效
整車裝配過程中的人機失效是由于制造工藝違背人機工程引起的。人機工程是人和機器及環境的相互作用，人機工程研究的目的是提高生產的高效性、安全性以及員工的舒適感、健康。整車裝配過程中線束的人機失效主要包括線束安裝力大、裝配手勢和姿勢不當、反饋缺失這三種。線束過硬是安裝力大的主要原因，人機工程對員工各個部分的受力有嚴格的定義；裝配空間小、裝配局部受力大、高頻勞損等對線束的裝配也有重要影響；裝配視覺或者聽覺的反饋不僅影響線束安裝的效率，還對整車品質和人員安全有重大意義。針對線束的人機失效，設計研發階段的虛擬評估尤為重要，同時各部門進行高頻次聯合試裝，在設計階段就將人機失效避免。
2.3 設計失效
整車裝配過程中的線束的設計失效常常出現在造車前期階段。
展開 整車裝配中線束失效模式主要分為干涉失效、人機失效、設計失效、匹配失效、功能失效、異響失效等幾類。
2.1 干涉失效
線束的干涉失效是指線束與周圍部件的間隙過小導致的問題或者由此引起的風險。線束干涉失效產生的原因可以分為設計問題、裝配制造問題、品質問題和潛在問題。設計問題是由于設計階段沒有考慮線束與周圍的環境間隙引起的，可以通過設計階段的三維模擬評審發現不符合項并加以更改，尤其關注極限狀態下的間隙。裝配制造也會引起干涉失效，線束本身自由度高，姿態難以固定，在制造、運輸和裝配的過程中均會出現狀態變化，狀態的不利變化會縮小線束與周圍環境的間隙，引起干涉失效。
針對裝配制造引起的干涉失效，可以通過規范制造、運輸和安裝的操作流程或者工藝更改來避免。品質問題引起的干涉失效，供應商品質管理工程師加強對物料品質的控制即可解決。潛在問題發生在工程師團隊無法確定風險是否存在的情況下，這時耐久車及試驗車的數據就成為了干涉失效界定的重要依據。
2.2 人機失效
整車裝配過程中的人機失效是由于制造工藝違背人機工程引起的。人機工程是人和機器及環境的相互作用，人機工程研究的目的是提高生產的高效性、安全性以及員工的舒適感、健康。整車裝配過程中線束的人機失效主要包括線束安裝力大、裝配手勢和姿勢不當、反饋缺失這三種。線束過硬是安裝力大的主要原因，人機工程對員工各個部分的受力有嚴格的定義；裝配空間小、裝配局部受力大、高頻勞損等對線束的裝配也有重要影響；裝配視覺或者聽覺的反饋不僅影響線束安裝的效率，還對整車品質和人員安全有重大意義。針對線束的人機失效，設計研發階段的虛擬評估尤為重要，同時各部門進行高頻次聯合試裝，在設計階段就將人機失效避免。
2.3 設計失效
整車裝配過程中的線束的設計失效常常出現在造車前期階段。
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5.2 人機工程
人機工程主要研究人與機器相互關系的規律．它所要解決的是從適合人的使用角度向設計人員提供必要的數據和要求，從而使機器、工具、環境適應人的各種活動的生理和心理要求，對提高工作效率、保障安全、維護健康起著重要作用．人機工程研究的基本總是可以歸納為：１０分析控制系統中人體的功能與系統中其它成分的聯系方式，研究人體活動的準確性、速度和可靠性，并解決人機之間功能分配問題；２）研究人對于被控對象狀態的情報信息的接受過程，即研究人的感覺輸入；３）分析人的信息加工存儲和決策的形成過程；４）研究人的操縱活動，即人的運動輸出，其中心總是是人體結構及其調節機理．
在機床、汽車、儀表等機械產品造型設計中，為了取得人機的協調、操作迅速準確和理想的視覺效果，在動用美學法則來塑造產品形象時，必須考慮到人的生理、心理特點何與操作系統結合，使期符合人體功能的要求．例如在設計一個儀表柜時，在遵循排列整、均衡原則的同時，必須以操作者的手操作方便、迅速、準確為依據，以及根據人的眼睛對橫向排列比縱向排列辨別能力更準確的特點等進行設計，選擇操縱指示裝置、儀表的合理形式與布局，并把重要的儀表放置在人的視線容易看到的醒目的部位．同時，操縱指示裝置、儀表的高低位置等，要按人體結構的尺寸來決定選擇范圍，過高或過低都會使操作者感到不便，易于疲勞，長期使用影響健康．
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該系列模型應用場景十分廣泛，覆蓋汽車、消費電子、醫療等多個領域，能夠為虛擬測評、乘員安全、人機工程及舒適性分析等典型場景提供有力支撐。
簡潔直觀的用戶界面與便捷操作流程：
UAVSim 的用戶界面設計采用符合人機工程學的布局。
功能模塊圖標直觀醒目：
主界面上，前處理、計算提交、后處理等主要功能模塊功能按鈕分類清晰且標識明確，用戶能迅速定位所需功能入口。
BX3奧林巴斯光學顯微鏡6個月前
該系列產品憑借卓越的成像質量、靈活的配置組合以及優化的人機工程結構，在工業檢測與材料分析領域展現出突出性能。</p><p><br></p><p>BX3系列搭載高精度光學組件，確保圖像具備出色的分辨率與對比度表現。標配真彩色LED照明系統不僅實現精準色彩還原，同時顯著降低熱輻射對樣品的干擾，保障長時間連續觀測下的系統穩定性。
作為摩托車的核心部件，把手的設計直接影響人機工程學、騎手姿勢以及車輛的操控性、平衡性、舒適性和整體風格。由于其重要性，團隊通常需要投入大量時間進行把手的設計與優化。為了實現目標并縮短設計周期，Hero選擇了Altair的AI驅動技術。
或者針對特定行業的設計需求，如航空航天領域的結構強度分析優化、汽車行業的人機工程學設計評估等，開發相應的專業功能模塊，使 SOLIDWORKS 能夠更好地服務于這些行業的特殊設計任務，提升軟件在特定領域的適用性和競爭力。
五、提高設計團隊協作效率
在大型設計項目中，設計團隊成員之間的協作至關重要。
, j in tempDataY.data: dataY.append(j)
stiffnessAZ, inaccuracyDataAZ=LSM(dataX, dataY)
圖4 最大主應力
圖5 最大主應變
圖6 位移和支反力曲線
2 開發獨立圖形用戶界面
圖形用戶界面是一種將人、機、環境3者作為一個系統進行總體設計，強調人性化、操作方便等特點的人機系統工程
載荷和武器系統
研究轟炸機的載荷和武器系統，包括彈藥儲存、釋放機制、導航和目標識別系統等，以確保準確的打擊能力
5
通信和導航系統
研究轟炸機的通信和導航系統，包括衛星導航、數據鏈路、通信設備等，以確保飛行安全和指揮控制能力
6
隱身技術
研究轟炸機的隱身技術，包括雷達反射截面減小、紅外輻射減小等，以降低被探測和攻擊的風險
7
人機工程學
通過最先進的現實渲染和虛擬現實體驗車艙新設計；理解影響性能的物理現象；驗證車艙人機工程學和可用性。
預測多人車的艙內氣流和溫度分布
電池熱管理
電池熱管理是確保延長可行駛里程和電池長期耐用性的關鍵。盡管在較高溫度下電池能更高效地提供電能，但長時間暴露在高溫下，可能會導致電池的性能提前退化。需要穩健地控制電池溫度在既能有效工作又不影響耐用性的范圍內。
是一種廣泛應用的人機工程，是一種重要的規?；a方式。
HME能夠滿足專業人機工程分析師、技術支持維護工程師等不同設計人員的需要。
CATIA V5人體姿態分析（HPA：CATIA Human Posture Analysis）
可以定性和定量地分析人機工程學上的各種姿態。
