人機工程的案例
用戶作品賞析 | Ansys 在汽車人機工程學驗證中的應用
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 CATIA V5常用模塊簡介（二）
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。
關注我們
天鴻科技一直在努力為大家分享更多的精彩內容，
識別圖中二維碼即可關注天鴻科技的官方小程序，感恩分享~
0431-84651766
線束工程師: 談談線束裝配的失效模式及解決方案
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 線束工程師: 談談線束裝配的失效模式及解決方案
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 
【機械設計】自動化設備開發系列講義——機械的一般設計程序及要求
（我們推薦你關注“機械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業信息）
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．
展開 Pro/E優化人機交互的解決方案：Manikin
Pro/ENGINEER Manikin是一項PTC在2008年年底發布的三維人體模型新技術，由PTC內部對人體工程學，人機界面，CAD技術有深刻理解的研發團隊開發。Pro/ENGINEER Manikin包括Manikin Extension模塊和Manikin Analysis Extension模塊，用戶可以借此在Wildfire 4.0 M060及以上版本的環境下，模擬圍繞設計產品的生產、安裝、使用、維修等人為活動。
Manikin可緊密地集成在Pro/ENGINEER中，從而實現在用戶習慣的工作環境中，方便地使用。在今天的全球市場中，產品設計工程師經常要面對挑戰，確保他們的產品能夠在世界范圍內被順利地生產、安裝、使用以及維修。產品經常要求被作為針對某個特定人群的設計，而且要 確保產品使用時的安全規則及標準，在使用各種復雜、昂貴并且使用費時的傳統工具后，用戶表達了對產品越來越多的人性化設計需求。
由于在產品開發流程中缺乏工具的集成性，產品開發團隊一般情況下必須為了得到有關人的設計因素，重要的人體工學驗證結果而付出足夠的等待。在很多情況下，有關人的設計因素驗證需要長期的時間及高成本的物理樣機。如果一個產品的設計沒有達到用戶需求或滿足設計指標，那這中間的時間及金錢將會因為返工設計而翻倍。
Pro/ENGINEER Manikin為工程師和人機工程專家提供了一種易用的而且務實的設計方案。使用者可以在工業界的ISO標準下對設計進行虛擬的人機工程測試，而關于人的樣本因素，方案中提供了全球范圍的各種特征性選擇。實踐證明，越早地在設計中體現人機界面的設計優化，更多的開發時間及成本將被有效地節約下來了。
展開 機械可靠性的設計方法
6.人機工程設計
人機工程設計的目的是為減少使用中人的差錯，發揮人和機器各自的特點以提高機械產品的可靠性。當然，人為差錯除了人自身的原因外，操縱臺、控制及操縱環境等也與人的誤操作有密切的關系。因此，人機工程設計是要保證系統向人傳達的住處的可靠性。例如，指示系統不僅顯示器靠，而且顯示的方式、顯示器的配置等都使人易于無誤地接受；二是控制、操縱系統可靠，不僅儀器及機械有滿意的精度，而且適于人的使用習慣，便于識別操作，不易出錯，與安全有關的，更應有防誤操作設計；三是設計的操作環境盡量適合于人的工作需要，減少引起疲勞、干擾操作的因素，如溫度、濕度、氣壓、光線、色彩、噪聲、振動、沙塵、空間等。
7.健壯性設計
健壯性設計最有代表性的方法是日本田口玄一博士創立的田口方法，即所謂的一個產品的設計應由系統設計、參數設計和容差設計的三次設計來完成，這是一種在設計過程中充分考虛影響其可靠性的內外干擾而進行的一種優化設計。這種方法已被美國空軍制定的RM2000年中作為一種抗變異設計以及提高可靠性的有效方法。
8.概率設計法
概率設計法是以應力一強度干涉理論著基礎的，應力一強度干涉理論將應力和強度作為服從一定分布的隨機變量處理。本書第3、4章將介紹這方面內容。
9.權衡設計
權衡設計是指在可靠性、維修性、安全性、功能重量、體積、成本等之間進行綜合權衡，以求得最佳的結果。
10.模擬方法設計
隨著計算機技術的發展，模擬方法日趨完善，它不但可用于機械零件的可靠性定量設計，也可用于系統級的可靠性定量設計。
當然，機械可靠性設計的方法絕不能離開傳統的機械設計和其它的一些優化設計方法，如機械計算機輔助設計、有限元分析等。
展開 IPS 2019培訓課程
課程時間
2019年每月不定時開課
適合人群
1、設計工程師
2、相關工程和技術人員
IPS介紹
IPS全稱Industrial Path Solution，是由德國工業4.0概念的發起者和倡導者，也是歐洲最大的應用科學研究機構－弗勞恩霍夫協會（Fraunhofer-Gesellschaft）開發的數字化軟件平臺，是基于先進的工程仿真算法，并融合了結構力學、生物力學以及計算機圖形學等學科的最新科研成果的集大成者，主要為管線設計、裝配驗證、人機模擬以及機器人規劃等領域提供獨特專業的解決方案，該平臺已在汽車、3C、航空航天、工程機械及軌道交通等工業領域得到了廣泛的應用和充分的驗證，目前全球范圍內已有90多家成熟用戶。
展開 《現代汽車設計概論 》
書中還包括與汽車設計相關的多方面內容，如汽車制造技術，現代材料及其在汽車設計中的應用，防撞性及其對汽車設計的影響，汽車的噪聲、振動和聲振粗糙度，人機工程與乘客適應性，汽車失效預防，汽車設計發展歷史和趨勢等。
本書是汽車工程、制造和汽車設計專業的本科生和研究生學習的理想入門教材，也可作為其他相關專業的教學參考書，并可供汽車和汽車零部件設計、制造和運用等領域的工程技術人員參考。
目錄
第1章 汽車工程的發展
1.1 概述
1.2 創新與發明
1.3 批量生產
1.4 世界汽車工業的發展
1.5 流線型
1.6 商用汽車
1.7 發動機的發展
1.8 變速器發展
1.9 轉向
1.10 懸架
1.11 制動
1.12 汽車內部精致化
1.13 安全設計
1.14 過多的革新
1.15 參考書目和深入學習材料
第2章 現代材料及其在汽車設計中的應用
2.1 概述
2.2 污車材料的結構和制造技術
2.3 汽車材料的機械和物理特性
……
第3章 汽車設計人員面臨的制造挑戰
第4章 車身設計:造型過程
第5章 車身設計:空氣動力學
第6章 底盤設計和分析
第7章 防撞性和對汽車設計的影響
第8章 噪聲、振動和聲振粗糙度
第9章 乘客適應性:人機工程方法
第10章 懸架系統及其部件
第11章 汽車控制系統
第12章 發動機特性設計
第13章 變速器和傳動系
第14章 制動系統
第15章 失效預防－可靠性和耐久性研究在汽車設計和制造中的作用
第16章 未來汽車設計趨勢
展開 搞機械設計必須牢記的六條原則
(6) 人機工程原則
機器是為人服務的,但也是需要人去操作使用的.如何使機器適應人的操作要求,人機合一后,投入產出比率高,整體效果最好,這是擺在設計人員面前的一個課題.好的設計一定要符合人機工程學原理.
Solid Edge產品功能介紹及易用性
工程助手能幫助您快速評估各種設計方案，從而優化機器性能和可靠性；企業知識庫能將所有經過驗證的設計經驗進行數字化保留，并快速應用到新產品中去；質量特性計算、設計參數監視器、運動分析、干涉檢查和其他多種內置工具，幫助您捕捉和實現您的設計理念。
一旦您選擇Solid Edge，您就不但得到了世界最優秀的三維CAD的設計平臺，而同時也能獲得最基本的數據管理平臺，不僅如此，由專業產品工程師、技術顧問、培訓專家以及其他相關技術人員組成的強大團隊，將為您提供有效的幫助和指導，你無需為你的日后應用所困擾，因為您的背后是全球一流的團體。
易用是Solid Edge軟件的基礎
友好的用戶界面
Solid Edge具有Windows XP風格和操作方法的友好用戶界面，用戶無需對Solid Edge的操作進行專門的學習，就能輕而易舉地掌握Solid Edge的基本使用方法，他的特點是：
● 效率高
● 易掌握
● 容易使用
● 容易實施
● 符合人機工程
● Windows XP風格
● 智能推理
● 過程自動化
第一：Solid Edge交互能力考慮了人機工程，在融入WindowsXP的工作環境中，盡量減少菜單和鼠標的點擊次數，同時，合理的視窗菜單分布也充分考慮了鼠標移動的距離，增加視覺的舒適度，盡量減少不必要的彈出菜單
第二：基于工作流程的操作方法，菜單會自動跳到正確的菜單位子，避免您過多地點擊菜單的同時，也避免了人為的錯誤；智能情景推理引擎，會對你的操作給出建議和提示，你只要簡單的移動光標或輸入數據就能完成操作。
展開 
汽車內飾設計手冊（上+下冊）
24 方向盤人機工程的設計 131
25 方向盤的材料性能以及工藝設計 132
251 方向盤蓋 132
252 氣囊飾蓋 132
253 方向盤本體 132
254 鋼結構 132
255 鋼和鎂（鋁）合金混合式結構 133
256 鎂（鋁）合金結構 133
257 方向盤骨架的強度133
26 結構工藝性設計133
261 骨架133
262 塑料件133
3 方向盤的圖紙134
4 方向盤的主要性能136
41 外觀性能136
42 物理性能137
5方向盤的發展方向137
第 6 章 地毯設計指南143
1 法規143
11 阻燃試驗143
12 成分143
2 地毯的邊界143
3 地毯設計步聚143
31 作典型截面143
32 地毯與邊界尺寸的設定143
33 根據典型截面作3D 數據。
展開 基于拓撲優化的板束焊接生產線創意設計研究
工程車輛車價的拓撲優化與減重設計. 南京理工法學碩士論文. 2007
【想獲得更多信息，請加技術鄰微信客服 jishulink888。也可以申請試用、免費測算、報名培訓、研發人員20人以上的企業可以申請免費上門內訓】
CATIA參數化設計的運用
到這里基本的框架結構都已經具備，就差修飾的部分了，剩余的部分留著下一期續，隱藏平面等元素后，進入人機工程模塊插入一個人體模型，再賦予各個部分材料（順便調節一下渲染的數值），以及顯示模式后，如下圖所示
要說明的是：說有的零件都執行了選擇性粘貼，進行CCP鏈接，保證受REF控制。
本期講到這里就結束了，下期再見，大家也可以根據這個思路設計一個自己心目中的房子吧。
模型我放在公眾號主界面右下角的知識社區-資料分享里了，需要的自行下載哦。
未完待續。。。
請按下方二維碼3秒識別
CATIA V5常用模塊簡介（三）
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。人的整個身體及各種姿態可以從各個方面被全面系統地反復檢驗和分析，以評定駕駛者的舒適性，并可以與以公布的舒適性數據庫中的數據進行比較，來檢查、紀錄和重放人體全身或局部的姿勢，確定相關人體的舒適度和可操作性。界面友好的對話框提供了人體模型各個部位的姿勢信息，顏色編碼技術可以通過使用不同的顏色標記，快速發現有問題的區域，重新做出分析，并進行姿態優化。HPA允許設計人員根據自己的實際應用，建立起自己的舒適度和強度數據庫設計，來滿足不同的需要。
CATIA V5創成式零件結構分析（GPS： CATIA Generative Part Structural Analysis）
擁有先進的前處理、求解和后處理的能力，為產品設計人員和分析工程師提供了一種簡便的應用和分析環境，允許設計者對零件進行快速的、準確的應力分析和變形分析。GPS所具有的明晰的、自動的模擬和分析功能，使得在設計的初級階段，就可以對零部件進行反復多次的設計和分析計算，從而達到改進和加強零件性能的目的。作為分析運算的核心模塊，GPS集成了一系列的更高級的可定制的專業級的分析求解工具，可以使設計人員很好地完成機械零件性能評估中所要求的應力分析、振動分析和接觸分析。對于實體部件、曲面部件和線框結構部件都可以在GPS中實現結構分析。在一個非常直觀的環境中，用戶可以對零件進行自動的應力分析（包括接觸應力分析）和模態頻率分析。GPS自適應技術支持應力計算時的局部細化，對于計算結果也提供先進的分析功能，例如實時動態剖面。
展開 