西门子人机工程仿真软件JACK.pdf

1、人机工程学 101 人性化设计“方便”、“舒适”、“可靠”、“价值”、“安全”和“效率”。人性化产品 以心理为圆心，生理为半径，用以建立人与物(产品)之间和谐关系的方式，最大限度地挖掘人的潜能，综合平衡地使用人的肌能，保护人体健康，从而提高生产率。应用范畴 宇航系统、城市规划、建筑设施、自动化工厂、机械设备、交通工具人机工程学 101 如何判别产品符合人机工程学标准-产品与人体的尺寸、形状及用力是否配合；-产品是否顺手和好使用；-防止使用人操作时意外伤害和错用时产生的危险；-各操作单元是否实用；各元件在安置上能否使其意义毫无疑问的被辨认；-产品是否便于清洗、保养及修理。人机工程学 101举例说

2、明产品设计产品设计制造装配制造装配容纳度舒适性视野可达性受伤风险疲劳力度时间人机工程应用领域维修服务维修服务其它其它手/工具 可达性受伤风险疲劳力度时间培训安全车间设计人机工程应用领域人机工程设计 以人机环境作为研究的基本对象，通过揭示人、机、环境之间的相互关系的规律，以达到确保人机环境系统总体性能的最优化。“人”：是指作为主体工作的人;“机”：是指人所控制的一切对象的总称;“环境”：是指人、机器共处的特殊条件，它既包括物理、化学因素的效应，也包括社会因素的影响。一方面既要研究人、机、环境各要素本身的性能，另一方面又要研究这三大要素之间的相互关系、相互作用、相互影响以及它们之间的协调方式，运用

3、系统工程的方法找出最优组合方案，使人机环境系统的总体性能达到最佳状态，即满足舒适、宜人、安全、高效、经济等指标。人机工程学人机工程学人体科学人体科学技术科学技术科学环境科学环境科学生理学生理学心理学心理学劳动卫生学劳动卫生学人体测量学人体测量学人体力学人体力学环境卫生学环境卫生学环境医学环境医学环境心理学环境心理学环境保护学环境保护学环境检测学环境检测学工业设计工业设计工程设计工程设计安全工程安全工程系统工程系统工程机械工程机械工程管理工程管理工程目前常用的研究方法研究方法研究方法观察法观察法实测法实测法实验法实验法计算机数值仿真计算机数值仿真调查研究法调查研究法分析法分析法Jack 基本功能

4、建立虚拟环境；创建虚拟人；定义人体形态和生理参数；把虚拟人加入到虚拟环境中；给虚拟人指派任务；分析虚拟人如何执行任务；对虚拟人进行人机工效学评价；支持多种虚拟现实外设。建立虚拟环境 导入CAD数据 VRML,IGES,Inventor,JT 从草图开始建立模型 创建简单几何图形 合并简单图形成为复杂部件 提供基本工具集 人机互动 在周围的环境中移动物体 交互式地改变相机的视图创建虚拟人体 菜单选择预定义人体 大、中、小的人体-基于SAE的建议的人的物理尺寸(SAE J833)；矮小和高大的男人和女人-基于ANSUR 88 的人体极限数字；大、中、小的亚洲人体-基于已承认的亚洲人体型数据；高清晰

5、度的男人和女人-代表第50百分位的男性和女性，基于ANSUR 88。JACK提供业界最准确的人体生物力学模型。定义人体形态和生理参数 从基于ANSUR88数据库的人体类型库中选择。通过指定尺寸来构造人体。基于身高和体重自动生成。设置人体姿态 关节联结(NASA 标准)直接操纵关节 或 从预定义的姿态库里选取 身体部位移动 头部、眼睛、肩膀、躯干、骨盆、四肢、脚或其整个身体定义虚拟人动作定义虚拟人动作 定义虚拟人与环境的约束参数 汽车驾驶员 定义手部抓握动作 预定义5种手部抓握动作类型给虚拟人指派任务 静态 vs.动态 定义动作与时间 身体部位的运动 内置运动系统 人机界面定义 物体与相机的移动

6、可达范围、容纳度人机工效评估 可行性分析 舒适性 可达性 受伤可能性 视野 能量消耗 疲劳极限 时间、空间、间隙01020304050607080901000.000.671.332.002.673.334.004.675.336.006.67Elbow(%Capable)Shoulder (%Capable)Torso (%Capable)Time(sec)人机工效评估 计算人体受力和力矩 更换虚拟人体执行同样任务 调整物件大小、位置 保存及回放仿真结果 动画或静止图像 AVI，Quicktime人机工效评估 更先进的人机工程分析工具 Task Analysis Toolkit Occupa

7、nt Packaging Toolkit Motion Capture Toolkit 多功能的评估模型 创建从人体模型出发的目视图窗口(Eye Windows)；测量Jack人体的眼睛和任何物体之间的距离；控制Jack人体的头/眼跟踪一个物体的运动。虚拟现实 Jack支持以下虚拟现实工具 Ascension Technologys Flock of Birds；Virtual Technologys Cyberglove and Cybergrasp；Virtual Research Systems Head Mounted Display；Stereographics Crystaleye

8、s；NuVision Shutter Panels；小结(一)功能功能 可缩放的人体 模型，具有准确的人体测量学和生物力学特性 最全面的人机工程学分析工具套件 行业领先的造型方法，可对任务条件进行快速仿真和评估 目视图窗口和视野分析 通过可达包络面，可支持快速的“人性化”配置 影片和屏幕截图可用于文档和演示 支持广泛的虚拟现实运动捕获硬件JACK应用案例案例一案例二案例三JACK用户成功案例Pratt Whitney Aero Engine小结(二)用户效益用户效益 降低产品成本和产品工程成本，同时实现对用户更友好的设计 改进制造流程和资源利用效率 将人机工程学标准符合性引入产品工程和制造设计流程 通过尽早揭示人力绩效和可行性问题，避免返工成本 提高人机工程问题的沟通效率 直观地捕获最佳实践 增强的制造安全性西门子人机工程仿真解决方案网站http:/