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人体数字建模和工位设计

时间:2023-10-07 百科知识 版权反馈
【摘要】:人体功能学研究已经有100多年的历史了。目前,借助于数字化人体建模,物料供给、作业,以及工具和设备的模型,可以精准模拟每个工位作业。人体功能学研究作业之间的关系,它和工作流程中所有的影响因素相关。人体功能学设计的目的是把工作变成一种最小压力、最小强度、最高效率的方式来进行。现在,各种制造资源的数字化和模型化,可以让工位设计依据人体功能学规则进行深度优化并做到最佳的参数化、模块化的设计。

人体功能学研究已经有100多年的历史了。目前,借助于数字化人体建模,物料供给、作业,以及工具和设备的模型,可以精准模拟每个工位作业。对每个作业的强度、速度,都可以给出精准的评估。各行业的制造商必须在产品设计和生产计划的早期阶段解决手动操作的人机工程方面的问题。要做到这一点,一种方法是利用人的模拟和人体工程学的软件,人使用该模型在虚拟环境模拟、分析和优化组装工艺和人体工程学。

数字仿真软件模拟人类和流程的作业,使企业通过使用数字人体模型(DHM)提高了安全性和效率,改善他们的工作环境。通过数字人体模型,用户可以创建可扩展到满足各种人群特征的虚拟人。这个软件可以测试产品、设计和生产作业中的各种各样的人为因素,包括用户的舒适度、可达性、线条的视线、能量消耗、疲劳极限和损伤危险等重要参数。

DHM可以生成精确的解剖学、生物力学模型,可以模拟工作、产品设计、外部压力、评估作业对人的影响。运用数字人体建模和仿真工具,提供以人为本的设计工具,用于在任何物理原型建好之前,对虚拟产品和工作环境进行综合分析。

通过人体作业流程模拟,对工厂的生产系统进行有效的符合人体工程学的研究。这使制造商能够在3D协作环境下开发和验证产品,基于此进行流程规划。这样的知识可以由多个工程和制造学科共享。

人体功能学研究作业之间的关系,它和工作流程中所有的影响因素相关。人体功能学设计的目的是把工作变成一种最小压力、最小强度、最高效率的方式来进行。现在,各种制造资源的数字化和模型化,可以让工位设计依据人体功能学规则进行深度优化并做到最佳的参数化、模块化的设计。收益将是巨大的,体现在以下方面:

(1)优化的工位设计将提升生产效率。

(2)参数化的工位设计,让每个工人可以依据自己的身高和臂长,来调整到最佳工作位置。

(3)同样一个工位甚至可以在站姿工作和坐姿工作之间做出弹性的调整,让工人的状态和肌肉都能得到平衡和调整。

(4)所有的工具和原料都在触手可及的位置上,把移动距离降到最短。

(5)确保没有高张力因素,如:错误的姿势、很长时间保持在一个拉紧的姿势上、不平衡的张力作业、照明不足的工作环境。

(6)健康、长期高效率、安全、全面的生产效能,带来高工作满意度的员工队伍。

图5-2、图5-3是利用人体数字建模所设计的工位应用实例。

图5-2 人体功能学设计的工位

图5-3 坐姿站姿可以灵活调整

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