机务保障中的人机工效研究

论文摘要

随着人因工程在产品设计中的不断应用,在新产品设计之初,需要更多的考虑后期的保障性和维修性。因此通常以虚拟环境为背景,通过虚拟人对虚拟样机进行保障和维修等操作,进行人因工效分析。对产品设计过程中的维修性进行评价,主要包括维修性分析、疲劳分析、肢体力量分析、劳动时间分析等。维修性分析主要包括视觉、空间和实体可达性分析。疲劳分析主要是分析人体在特定的保障任务时的能量消耗,并且确定休息时间；肢体力量分析主要是针对短时间内的剧烈操作动作,或是对肢体动作范围较大的动作进行受力分析,针对分析结果进行操作方式上的改进。本文旨在通过对人体动作的研究,形成一套基于人动作分解的方法,结合动素概念和模特法(MODAPTS)的优点,计算虚拟人的工作时间。通过对人机工程学的研究,建立确定虚拟人能量消耗的方法。在DELMIA软件中进行操作仿真,进行保障性和维修性的分析,本论文进行的主要研究如下：针对飞机加油保障任务的特点,提出了“任务分段,动作分层”的仿真思想。任务分段后,根据每一阶段的特点,对该阶段的具体任务进行分层设计,从上至下分别为保障任务层、分解动作层以及普遍意义上的动素层。结合“任务分段,动作分层”的仿真思想,将MODAPTS在动作时间值方面的优点和动素在动作定义方面的生动、细致相结合,计算工作时间。利用DELMIA软件进行虚拟环境设计,建立虚拟样机、虚拟人和工具模型。建立飞机加油保障任务的虚拟仿真,然后进行人机工效分析。通过疲劳过程和能量损耗的研究,建立一套计算人体能量损耗的方法,同时计算该能量损耗情况下的休息时间和劳动强度指数。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 国内外的研究现状和内容
• 1.2.1 动作分解研究
• 1.2.2 劳动时间的确定
• 1.2.3 人的疲劳度分析
• 1.2.4 虚拟环境的创建
• 1.3 全文的组织结构
• 第2章 机务保障动作分解
• 2.1 动素概念
• 2.2 基于人的操作动作的分层设计
• 2.3 仿真任务的分段方法
• 2.3.1 保障准备阶段动作研究
• 2.3.2 保障实施阶段的动作研究
• 2.3.3 动作恢复阶段的动作研究
• 2.3.4 飞机保障加油任务的动作分解
• 2.4 本章小结
• 第3章 机务保障工作时间分析
• 3.1 MODAPTS模特法概述
• 3.1.1 模特法的基础和特点
• 3.1.2 模特法的基本体系和动作标记
• 3.2 MODAPTS模特法的动作分析
• 3.2.1 移动动作分析
• 3.2.2 终结动作分析
• 3.2.3 下肢和腰的基本动作分析
• 3.2.4 其它辅助动作
• 3.2.5 动作分析时需要注意的问题
• 3.2.6 MODAPTS模特法动作分析
• 3.3 改进的MODAPTS模特法
• 3.3.1 动素理论和MODAPTS模特法的融合
• 3.3.2 改进MODAPTS模特法的动素分类表
• 3.4 改进的MODAPTS模特法准确性的验证
• 3.5 本章小节
• 第4章 能量损耗的计算方法分析
• 4.1 能量损耗的计算
• 4.1.1 利用RMR进行能量损耗计算
• 4.1.2 基于Grag能耗预测模型的能量损耗计算
• 4.2 疲劳评价和休息时间的计算
• 4.3 劳动强度等级的划分
• 4.4 本章小结
• 第5章 保障仿真及人机工效分析
• 5.1 仿真环境的建立
• 5.1.1 建模工具的选择
• 5.1.2 产品数字模型和工具模型的创建
• 5.1.3 人体模型的创建
• 5.1.4 虚拟环境的实现
• 5.2 仿真实例
• 5.2.1 仿真模型流程图
• 5.2.2 虚拟人动作仿真
• 5.3 仿真过程的人机工效分析
• 5.3.1 工作时间分析
• 5.3.2 作业姿势分析
• 5.3.3 可达性分析
• 5.3.4 能量损耗分析
• 5.4 仿真过程的人机工效评价
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢