数字样机是产品成型前的虚拟形态,它可以帮助企业在设计阶段提高人机工效,让企业对人机操作界面、人机接触面、人机操作组件进行优化。通过不同的模拟设计与审核,数字样机可以在成型前最大化的符合人体工程学,从而提升成品机的人机工效。
数字样机概念在企业中的应用

数字样机被定义为相对于物理样机的虚拟样机,英文可以翻译为Digital Mock-up。数字样机是对机械产品整机,或者独立功能的配件的数字化模拟与仿真。

数字样机主要可以帮助企业在整个产品的研发生产以及市场投放周期对产品进行优化。从而达到减少设计失误、加速研发与设计速度、优化用户体验等目标。

在生产前期数字样机可以帮助设计者评估组成产品的各个三维组件之间的装配问题,以及其形态特性是否符合设计初衷。在产品已经生成后,数字样机可以帮助企业评估未来需要添加的功能组件在以投产的产品上的可操控性与性能。在产品原型产生后,厂商准备投产时,数字样机可以帮助企业预测实际投产时可能会出现的问题。

 

人机工效的定义与用途
人机工效研究的是人体与设备之间的协调与适应程度。在不同的使用环境下,在不同的设备材质和形状下人体使用这些设备的舒适度,适应度都会变化。
人机工效的最终目的是最大化的改善工作能效、工作舒适度、工作安全性以及人机互动时的协调性,并减少操作失误与其他有害的效应。

 

企业在数字样机上提高人机工效具体实例
在数字样机上,只要和人体有接触的地方都可以进行人机工效优化。这些优化范畴可以包含: 人机操控组件优化、人机操作界面优化、人机接触界面优化、人机使用环境优化等。

 

数字样机支持对人机操作组件进行最大化的人机工效优化

人机操作组件可以简单的解释为任何可以通过人体操控机器的组件和设备,例如按钮、方向盘、脚踏板、控制杆等。传统的物理样机制作时间长,并且修改困难。企业通过使用数字样机技术,可以虚拟模拟所有的人机操作组件。在虚拟操控这些界面的时候,身体的动作,协调性以及舒适性都可以得到很好的数字追踪,从而预先测试数字样机上的人机操控组件的可操控性以及舒适度。

 

数字样机支持对人机操作界面的人机工效优化

人机操作界面是指在一个操作区域内,人体可以控制机器的界面,例如汽车的数字娱乐操作界面、GPS导航界面、电梯的楼层按钮界面。数字样机可以通过对整机进行模拟从而让虚拟操作界面的测试人员找到与人机操作界面互动的最佳设计方案,从而在可操控性,以及操控舒适度层面上最大化的提升产品的人机工效。

目前有VR企业可以支持在数字样机上虚拟操控数字仪表盘,例如法国的VR数字样机公司Techviz。

 

数字样机对人机接触面的人机工效优化
一款吊车的座椅,一款私人客机的座椅靠背,一个高性能跑车的方向盘都可能被制作成数字样机。这些数字样机可以让测试者最逼真的体验产品成型前的使用感受。大部分数字样机支持作用力回馈这项功能,这极大程度的提高了数字样机对人机接触面优化的空间。例如座椅材质对汽车驾驶者的影响,方向盘调整的幅度与座椅直接的关系等都可以通过数字样机来实现使用功效优化。
使用Techviz I3指尖追踪和人机虚拟操作模拟功能,可以最大化的优化汽车、飞机、航天器等高科技模型上的人机接触面。让人体在各种环境下拥有更好的人机操作互动感。

 

数字样机可以提高产品的使用环境的人机工效
在测试一款新的汽车雾灯时,汽车厂商可以通过虚拟模仿汽车在大雾的山路中行驶的场景,找出产品在使用环境中可以优化的功能,从而使得该产品有更加优良的使用能效。又例如在设计船舶时,某设计组在设计完船舶的特殊功能仓时,需要预先测试实际使用情况,通过数字样机技术,设计组可以把特殊功能仓模型融合到船舶模型中,来观测模型是否符合人体工程学。 使用TechViz的多重3D虚拟数字模型重叠功能可以虚拟模仿样机在真实环境下运行的实际情况。