CN106599416A - 一种人机工效评估与优化设计方法 - Google Patents

一种人机工效评估与优化设计方法 Download PDF

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郑润昊
李云鹏
陈本营
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Abstract

本发明公开了一种人机工效评估与优化设计方法，属于直升机总体设计领域，包括以下步骤，步骤一、根据型号总体设计及人机工效设计要求，构建数字样机；步骤二、根据型号总体设计要求和人机工效设计要求制定人机工效指标体系；步骤三、根据构建的数字样机制造物理工程样机；步骤四、根据人机工效指标体系制定的人机工效设计与评估大纲；步骤五、根据人机工效设计与评估大纲，现场针对试验物理工程样机进行人机工效评估，并对已设计的数字样机进行优化；步骤六、根据已优化的数字样机技术方案生产试飞样机，并对试飞样机进行多次评估并逐步优化。本发明提升研制过程中人机工效设计与评估的效率，科学性及准确性，降低了相应的成本与资源耗费。

Description

一种人机工效评估与优化设计方法
技术领域
本发明属于直升机总体设计技术领域，具体涉及一种人机工效评估与优化设计方法。
背景技术
直升机的人机工效水平直接决定着驾驶员进出、操作直升机的安全性、便捷性和舒适性，是衡量直升机整体技术水平和性能的关键指标。
在以往的直升机型号研制中，仅在详细设计阶段前针对电子样机采用较为单一的人机工效虚拟评估方法，发现不满足要求或者不合理的方面并进行改进，这种方法主要存在以下问题：
1、仅单一的采用计算机虚拟分析与评估的方法，由于受限于设计人员的知识储备、技术水平与工程经验以及虚拟环境的误差，会导致评估结果与工程实际的偏差较大，严重影响准度和精度。
2、仅在设计阶段评估比较明显的人机工效问题并进行有限的改进，无法做到在整个研制周期内全面、系统、细致的评估和解决不断暴露的人机工效问题，特别是无法掌控并及时、合理的解决科研试飞阶段所暴露的大量实际的人机工效问题，这些隐患将会在直升机批产交付部队后逐渐爆发并造成不可估量的麻烦和损失。
发明内容
本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种人机工效评估与优化设计方法，实现在整个型号研制周期内，对直升机人机工效问题进行反复的评估和优化改进，从而最大限度的提升整个直升机的人机工效。
本发明的技术方案：一种人机工效评估与优化设计方法，利用计算机模拟构建数字样机并制造物理工程样机，对构建的物理样机进行人机工效评估与优化设计并反馈给数字样机，基于优化后的数字样机制造试飞样机，并对试飞样机进行多次人机工效评估与优化设计，并对数字样机反复优化，最终批量生产；
所述人机工效评估与优化设计方法包括以下步骤：
步骤一：根据型号总体设计及人机工效设计要求，在计算机虚拟环境中构建数字样机；
步骤二：根据型号总体设计要求和人机工效设计要求制定人机工效指标体系；
步骤三：根据构建的数字样机制造物理工程样机；
步骤四：根据人机工效指标体系制定人机工效设计与评估大纲；
步骤五：根据人机工效设计与评估大纲，现场针对试验物理工程样机进行人机工效评估，并对已设计的数字样机进行优化；
步骤六：根据已优化的数字样机技术方案生产试飞样机，并对试飞样机进行多次人机功效评估并逐步优化。
优选地，所述步骤二中，对制定人机工效指标体系利用模糊综合评价方法进行评估。
优选地，所述步骤五中，对构建的试验物理工程样机进行分组、分区域完成一次评估。
本发明的技术效果：本发明提升了该直升机型号研制过程中人机工效设计与评估的效率，科学性和准确性均大幅度提高，并有效降低了相应的成本与资源耗费。
附图说明
图1为本发明一种人机工效评估与优化设计方法的一优选实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1所示，一种人机工效评估与优化设计方法，利用计算机模拟构建数字样机并制造物理工程样机，对构建的物理样机进行人机工效评估与优化设计并反馈给数字样机，基于优化后的数字样机制造试飞样机，并对试飞样机进行多次人机工效评估与优化设计，并对数字样机反复优化，最终批量生产；
人机工效评估与优化设计方法包括以下步骤：
1)依据型号总体设计要求和人机工效设计要求，在计算机虚拟环境中进行直升机驾驶舱电子样机的人机工效评估与优化设计；
2)依据依据型号总体设计要求和人机工效设计要求制定直升机驾驶舱人机工效指标体系，并组织直升机驾驶员利用模糊综合评价方法进行评审，形成最终的指标体系；
3)依据型号总体技术方案制定直升机驾驶舱的工程样机技术方案，制作试验性的物理样机；
4)依据直升机驾驶舱人机工效指标体系制定直升机人机工效设计与评估大纲；
5)组织直升机驾驶员及人机工程专家，依据直升机人机工效设计与评估大纲，现场针对试验物理样机进行分组、分区域一次完成人机工效评估，形成评价意见和建议，协调各系统专业进行第1轮优化设计，完善详细设计阶段的驾驶舱电子样机；
6)组织直升机试飞员与用户驾驶员，针对科研试飞样机进行第1轮人机工效核查，形成核查意见和建议，协调各系统专业进行第2轮优化设计，逐步落实于后续的科研试飞样机；
7)组织直升机试飞员与用户驾驶员，针对已完成优化改进的科研试飞样机进行第2轮人机工效核查，形成核查意见和建议，协调各系统专业进行第3轮优化设计，逐步落实于后续的科研试飞样机；
8)组织直升机试飞员与用户驾驶员，针对已完成优化改进的最后一架科研试飞样机进行第4轮人机工效核查，确保前期的改进工作已完全落实于最终的科研试飞样机；
9)总结直升机人机工效的计算机虚拟分析与改进、驾驶舱工程样机方案、物理样机评价、科研试飞样机核查与改进落实等，形成完整的直升机人机工效评估与优化设计方法。
本发明在实际设计过程中，得到验证，具体如下：
某型机物理样机人机工效评价提出意见建议39项，经分析与评估后，优化设计工作落实于详细设计阶段的电子样机和首飞的科研试飞样机中；
针对第1架科研试飞样机的第2轮人机工效核查提出意见建议共28项，经分析与评估后，优化设计工作逐步落实于第2、3、4架科研试飞样机；
针对第4架科研试飞样机的第3轮人机工效核查提出更为细致的意见建议共40项，经分析与评估后，优化设计工作逐步落实于第5架科研试飞样机。
直升机试飞员及用户驾驶员对每一轮人机工效核查的落实情况给予监督和反馈，并评估第5架科研试飞样机的人机工效的优化设计情况基本符合预期和实际，通过多轮的迭代，整个直升机的人机工效达到了较高的水平。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种人机工效评估与优化设计方法，其特征在于；利用计算机模拟构建数字样机并制造物理工程样机，对构建的物理样机进行人机工效评估与优化设计并反馈给数字样机，基于优化后的数字样机制造试飞样机，并对试飞样机进行多次人机工效评估与优化设计，并对数字样机反复优化，最终批量生产；
所述人机工效评估与优化设计方法包括以下步骤：
步骤一：根据型号总体设计及人机工效设计要求，在计算机虚拟环境中构建数字样机；
步骤二：根据型号总体设计要求和人机工效设计要求制定人机工效指标体系；
步骤三：根据构建的数字样机制造物理工程样机；
步骤四：根据人机工效指标体系制定人机工效设计与评估大纲；
步骤五：根据人机工效设计与评估大纲，现场针对试验物理工程样机进行人机工效评估，并对已设计的数字样机进行优化；
步骤六：根据已优化的数字样机技术方案生产试飞样机，并对试飞样机进行多次人机功效评估并逐步优化。
2.根据权利要求1所述的一种人机工效评估与优化设计方法，其特征在于：所述步骤二中，对制定人机工效指标体系利用模糊综合评价方法进行评估。
3.根据权利要求1所述的一种人机工效评估与优化设计方法，其特征在于：所述步骤五中，对构建的试验物理工程样机进行分组、分区域完成一次评估。
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