军用工效虚拟人研究进展

武器装备的仿真设计与仿真评价有利于实现装备工效学设计精细化发展。随着科学技术的不断变革,作为工效仿真过程中的核心单元——军用工效虚拟人成为研究的基础和重点。本文针对近年来装备仿真对军用工效虚拟人的特殊需求,在调研国内外军用工效虚拟人的建模研究进展和实际应用现状的基础上,分析总结了工效虚拟人模型构建的研究难点和关键技术,并对未来军用工效虚拟人的发展前景进行展望。     

制定军用电子装备工业设计技术标准的必要性分析

文章介绍了我国军用电子装备工业设计技术的发展现状,以及军用电子行业工业设计技术的标准化现状,分析了我国军用电子装备制定工业设计系列标准的必要性和经济效益,并论述了军用电子装备工业设计标准体系的构建原则。     

面向军用电子装备的人机工程仿真交互平台

目的建立一个沉浸式的人机工程仿真平台,用于对军用电子装备的人机工程分析提供科学的验证场所和高效的验证平台。方法将光学全身动作捕捉系统ART(先进实时跟踪)、虚拟现实系统HTC VIVE、沉浸式立体投影设备、以及桌面级人机工程仿真软件西门子Jack,并结合工作站、显示器、及接口程序进行有机的连接和集成。结果运用人机工程学仿真分析方法,以某军用电子方舱为实例对平台的仿真交互能力进行验证,系统运行流畅,数据传输准确,显示效果良好,延时率低,满足使用要求。结论该人机工程仿真交互平台,可提供接近实际操作的直观体验,同时改进产品在可达性、维修性、舒适性、安全性等方面的人机工程问题。     

基于拓扑优化的军用单兵外骨骼装备设计研究

目的 以构建人机协调、轻量化的外骨骼设计为目标,探索拓扑优化在军用单兵外骨骼设计领域的应用和方法。方法 通过分析外骨骼装备的使用需求和现有装备的设计特点,结合人体工学和运动学理论提出军用单兵外骨骼装备的设计方向,将拓扑优化方法引入外骨骼装备前期造型设计阶段,建立以形态结构优化为先导的设计流程,并应用于军用单兵外骨骼装备设计。结果 基于人体运动自由度和步态,设计了具备拓扑优化造型的军用单兵外骨骼装备。装备部件经过优化后,在结构性能较为理想的同时,自重显著降低、装备可穿戴性好,且能够提供有效的负重辅助和可观的运动助力,达到了设计预定指标。结论 拓扑优化设计方法能够满足人机协调运动机构和高比强度造型结构的外骨骼装备设计要求;基于该方法设计的单兵外骨骼装备具有良好的军事应用前景。     

军用电子装备三维数字化技术标准体系研究

本文分析了军工电子行业三维数字化技术现状以及相关标准制定情况,构建了军用电子装备三维数字化技术标准体系,包括数字化设计、数字化仿真、数字化工艺、数字化制造、数字化运维,阐述了该标准体系中各类标准的主要技术内容。军用电子装备三维数字化技术标准体系的研究为后续军工电子行业三维数字化技术标准的制定规划了方向。     

基于Jack虚拟仿真技术的人因工效分析

为了提高人机系统优化的效率和可靠性,基于虚拟仿真软件Jack的特点和关键技术,提出了人因工效分析的基本流程,并采用实证分析法,对哈尔滨商业大学学生宿舍的双层床铺进行了优化设计,改善效果明显。在此基础上,总结了运用Jack进行人因工效分析的难点,并给出了相应的解决方法。提出的人因工效分析的思路与技巧具有较强的可操作性,可广泛应用于各类人机系统的设计、分析与评价。     

面向轨道装备的可视化人因综合仿真分析平台研究

目的提出一个集研究作业人员行为、作业设备和作业环境于一体的可视化人因综合仿真分析平台,为轨道装备设计方案提供直观可视、可重复的人体工程学评估手段。方法通过研究分析行为观察系统、运动捕捉系统、肌电测试系统、JACK虚拟人仿真系统和CAD设计及建模系统的功能及匹配性,构建能将真人作业虚拟化,能对虚拟动素进行评估,能对设计方案进行可视化人因适配分析,能生成虚拟人作业数据等功能的可视化人因综合仿真分析平台,并用案例论证了该平台的有效性。结论该平台适合用于轨道车辆、一些大型装备及相关工作空间设计方案的人体工效学评估。     

某型装备载车系统维修性人机工程设计研究

目的 某型装备载车系统为依据机动使用要求设计的特种车辆,为契合任务需要,在一定程度上提高其使用可用度,针对其维修性需求进行分析。方法 通过建立以维修性核心评价指标为中心的人机工程设计参数体系,确定“简化及模块化设计、良好的可测试性及可达性、具有完善的防差错和识别标记的设计、保证维修的安全性”等人机工程设计原则,并对常用系统建模方法,如PETRI网、IDEF、UML和eEPC等进行比较,选用事件驱动过程链(eEPC)方法进行建模。结论 通过收集统计该型装备载车系统试验及试用阶段维修性相关数据,运用eEPC的流程模型开展针对性的分析与讨论,提出对其维修性人机工程设计改进的措施与建议,实现缩短其预防性维修时间、修复性维修时间,提高应急反应速度和装备任务可靠性。     

工程装备虚拟维修技术研究现状与展望

目的 针对工程装备设计的维修性难以验证,维修训练面临装备昂贵、不易重复拆卸、危险性高等问题,运用虚拟维修技术来评估装备的维修性和开展维修训练。方法 进行文献分析,理清虚拟维修的研究范畴和热点,从维修性设计、维修训练两个应用层面和虚拟人技术、虚拟样机及环境技术、维修过程与交互技术、维修性评估技术四个关键技术层面入手,对相关研究成果进行了整理和综述。结论 分析了目前研究存在的不足,提出了还可以进一步发展基于传感器技术的沉浸式交互方式,完善核心软件技术,研究多人协同维修与团体评估方法。     

基于VI的军用电子装备自动化测试系统

对军用电子装备的测试背景和测试要求进行了分析,针对目前军用电子装备测试中仪器多、费用高、效率低等现状,提出基于虚拟仪器(VI)的自动化测试方法。在对总线类型选择进行综合评估的基础上,构建了以GPIB-PXI组合平台为骨干I/O,以PXI模块化组件为主要功能支持的军用电子装备自动化测试系统,并对测试系统的软硬件结构做了分析,给出了某型军用电子装备自动化测试系统的系统工作流程。该系统模型为军用电子装备实现高效现场维修提供了通用的解决方案。     

基于Ⅵ的军用电子装备自动化测试系统

对军用电子装备的测试背景和测试要求进行了分析,针对目前军用电子装备测试中仪器多、费用高、效率低等现状,提出基于虚拟仪器(Ⅵ)的自动化测试方法.在对总线类型选择进行综合评估的基础上,构建了以GPIB-PXI组合平台为骨干I/O,以PXI模块化组件为主要功能支持的军用电子装备自动化测试系统,并对测试系统的软硬件结构做了分析,给出了某型军用电子装备自动化测试系统的系统工作流程.该系统模型为军用电子装备实现高效现场维修提供了通用的解决方案.     

军用电子装备全生命周期大数据标准体系研究

本文分析了军用电子装备全生命周期大数据的内涵特征,构建了军用电子装备大数据技术框架,在此基础上提出了军用电子装备大数据标准体系,阐述了该标准体系中各层级标准范围和涉及的主要技术内容。本文研究提出的标准体系,将为军工电子行业研制大数据标准打下基础。     

潜水员水下操控作业多用途工效测试系统研制

潜水员在水下作业时面临黑暗、寒冷、高压的环境,在这种环境下的作业工效是水下作业过程中需要着重监测的问题,因其工效学指标的情况关系到潜水员水下任务顺利完成的可能性和作业人员的安全性。本文设计了一套潜水员水下操控作业工效学多用途测试系统,可以在实验室开放水池内和封闭式加压舱两种环境下进行水下操控仿真操作和工效学指标测试,系统主要装备可实现通用互换,安装方便,解决了水池环境下进行实验深度受限的问题,为潜水员水下操控作业工效的测试提供了安全、可靠的装备。     

双人协作任务中协作绩效的神经人因学探讨

目的 从神经人因学的视角出发,探讨双人协作任务中协作绩效的神经生理机制及其影响和促进.方法 采用文献调研和分析方法,分别对神经人因学、神经工效、人机交互、脑机接口等不同领域的相关文献进行了分析,首先系统梳理了神经人因学领域中双人协作任务中绩效的研究技术和方法;其次探讨了神经人因学视角下,协作任务中的绩效表现及其神经机制;再次在此基础上探讨了协作绩效的影响因素及如何增强和促进问题;最后总结了下一步神经人因学领域协作绩效研究如何在未来智能人机交互领域应用.结论 神经人因学视角下,双人协作任务中协作绩效的研究有助于理解人机协同作业或人机组队操作中,操作者之间的人际表征对协同、组队操作的影响作用,研究成果可直接应用于协同作业系统的设计和优化,特别是未来智能时代人机组队的设计和优化,满足众多复杂的人机系统协同作业设计的需求,为建立自然高效协同作业的交互模式提供科学依据.     

基于 JACK的老年人下肢屈伸康复系统绩效仿真分析

通过人机工效仿真测评,得到老年人下肢康复行为的人机工程设计数据,为康复训练产品设计的优化提供参数化支撑和方向性指导。根据现有康复产品,建立康复虚拟环境,创建虚拟数字老年人体模型,定义老年身体形态和生理参数,将虚拟数字老年人体模型与虚拟康复环境结合,输入康复任务,分析老人康复操作任务的流程,对老人康复行为进行人机工效虚拟仿真。通过对老年人下肢康复系统的人机工效虚拟仿真测评,得到大量仿真数据,从而发现系统存在的不足和潜在的风险,为改进其设计提供依据。通过仿真分析有助于康复产品真正做到安全、健康、有效,从本质上提升康复训练系统的可用性。     

基于CPN仿真的复杂装备系统维修性预计方法研究

复杂装备系统结构复杂,运行模式多,导致传统的维修性预计模型无法准确计算出平均修复时间(meantime to repair,MTTR).在分析复杂装备系统维修特点的基础上,提出考虑设备拆卸顺序和系统故障模式的维修性预计模型,并应用CPN建立多层次的仿真模型,通过仿真运行获得MTTR.CPN模型中定义了模型变量,通过将计算MTTR的输入参数化,能够保证CPN模型具备广泛的适应性.案例仿真表明所提出的方法具有可行性.     

谈军用电子设备的包装

包装直接影响装备的储存可靠性、完成任务的成功性和使用寿命。 阐述了军用电子设备包装的现状、分类和防护等级,分析了军用电子设备的特点以及与之相适应的包装要求,讨论了具体的包装设计要求、包装工艺要求和质量检验内容,可为从事军用电子设备包装的设计和检验人员提供参考。     

建立以可靠性管理为核心的现代质量体系

军工电子科研生产单位已经形成了自己相关的质量管理规范和制度,这些规范和制度保证了军用电子装备的质量,可靠性作为军用电子装备最重要的质量指标之一,可靠性管理业已成为军工电子科研生产单位质量管理最重要的组成部分,在新形式下应树立以可靠性为核心的现代质量观念,加强军用电子装备研究、生产全过程的可靠性管理,以提升军工电子科研生产单位质量控制科学化水平,保障武器装备的高质量和高可靠性。     

装备维修性设计参数综合评估方法

 针对影响维修性设计水平的因素存在多样性和不确定性特点,定性分析影响维修性设计因素,将赋权重思想引入灰色分析法中,建立基于改进灰色分析法的维修性设计评价模型,定量地对维修性设计方案进行评估.根据评判结果,进行方案选择或作出设计改进,保证维修性设计满足规定的要求.以对某装备的维修性设计评估为例说明该方法的应用.     

组态软件在视觉显示装置设计上的工效学应用研究

通过对视觉显示装置在设计时的工效学问题的研究,以人因工程学为原理,并引入组态软件仿真的系统方法,建立视觉显示装置虚拟动态实时模拟设计的新方法.仿真视觉显示器实际现场过程状态,将有助于设计者在设计时,由静态性设计提高到动态模拟性设计的水平.该虚拟动态实时仿真设计的新方法使得视觉显示器的设计更符合人因工程学,设计周期缩短,效率提高,研制成本降低.