人因工程仿真应用白皮书.pdf

未来社会经济是以服务为舞台、以商品为道具的体验经济。制造企业只有不断推陈出新各种体验感强的产品,才能提供更好的服务,成为体验时代的弄潮儿。体验感好的产品,不仅仅指最终用户使用产品时体验好,还包括产品制造、装配、维修时体验好;体验好,最终体现在好用想用等心理感受性指标,而基本的可视、可达、舒适、安全、健康、可制造、可维护等人因工程因素是好用想用的基石。故人因工程是产品全生命周期各阶段都需要关注的因素。

数字时代的制造企业不再只有实物产品出来之后才评价人因工程各种指标。在数字孪生空间中,企业可把数字人体模型置身于产品制造、装配、维护、使用的环境中,像真人一样来进行体验,进而评估与分析不同产品或工艺方案下人因工程的各种指标,选择体验感最优的产品或工艺方案。这种基于数字孪生空间的人因工程评估活动,可提前到产品/工艺设计的早期阶段,成为产品/工艺方案设计迭代流程中的一环,加快产品/工艺迭代,降低研制成本。

西门子人因工程解决方案套件,基于同一JACK数字人体模型库,为制造企业

提供产品全生命周期各个阶段基于数字孪生空间进行人因工程的评估能力。使得众多产品设计(可穿戴设备、医疗设备、交通运输/工程机械等的驾驶舱/客舱/座椅等)、复杂产品的面向制造/维修的设计,及装配维修的工艺设计等业务过程中能全面评估人因功效,设计体验感更好的产品与工艺。而且高逼真的数字人体模型将是构建工业元宇宙关键要素,人因工程仿真技术(特别是相关的VR/AR和运动捕捉技术)将成为工业元宇宙不可或缺的工具和技术手段。

本白皮书通过各种应用场景(包括业务背景、实现方式、结果收益等)和案例的方式,让制造企业领导或工程师能透过本文,看到企业引入或强化人因工程到产品研发流程的必要性、可行性和收益,进而对外提供体验感更好的“产品即服务”,对内提供可装配性可维修性的好产品和工艺。愿每位读者能从中受益,为个人技能拓展和企业数字化转型添砖加瓦!

当前,全球制造业正经历着以数字化和智能化为核心的新一代工业革命,随着大数据、物联网、云计算、人工智能及元宇宙等技术的不断发展与深入应用,推动了制造企业在产品设计和制造生产方式上的重大变革,数字化技术和智能制造日益融入产品研发、设计和制造生产的全过程;同时,随着消费者需求提升以及体验经济时代的到来,制造业已开始从规模化批量生产向定制化服务转变,业务模式已从以产品为导向转为以客户为导向。

基于上述发展趋势,制造企业要适应时代潮流,推出体验感超强的产品,满足市场的需求,在产品研发设计时就需要考虑及验证使用者的体验感;在产品制造生产时更需要考虑操作工人的体验感、方便性和舒适性等因素,从而更高效更安全地进行生产;在产品维护时需要考虑维护工人的体验感和舒适安全因素,更好地进行维护作业。因此,这就需要以人因工程理论为指导,以人因工程仿真软件工具为手段具体应用到产品生命周期的上述各个阶段,对产品设计和生产制造活动进行全面的仿真验证,研发制造出更好体验感的产品,并达到产品研发上市周期缩短、成本降低等效果。例如,车辆或飞行器

在设计阶段都要考虑驾驶员或乘员的操作方便性和乘坐舒适性;

使用人因工程仿真工具,设计人员可以把

车辆的结构参数,如长宽、离地距离、踏板位置、座椅角度、座椅滑轨参数等,再结合人体模型参数,预测乘员的最佳姿态、判断是否可视、可达、舒适、安全;这样就可以确保设计出的车辆或飞行器不仅安全舒适还具有最佳的操纵体验和乘坐体验。又例如,在产品制造装配或维护过程中的人工作业,需要考虑人工作业的布局、工时节拍、可达性、作业姿态、受力强度等人因工程因素,使用人因工程仿真工具,规划人员可以在可视化环境中对人工作业工位进行布局规划,利用数字人体模型来模拟具体人工的作业过程,并对物料放置位置与距离、工位或生产设施的参数、物料拾取时的姿态、主要身体部位的受力、完成作业过程的时间等进行动态仿真分析,这样就可以提早发现可能出现的问题并解决之,确保人工作业的安全、可靠、便捷和高效。

总之,在新时代发展趋势下,人因工程仿真在各行业的产品研发设计和制造维护过程中所发挥的作用越来越重要,其成效也越来越显著。

本文来自知之小站

 

PDF报告已分享至知识星球,微信扫码加入查阅下载3万+精选资料,年享1万+精选更新

(星球内含更多未发布精选报告.其它事宜可联系zzxz_88@163.com)