【西门子】人因工程仿真应用白皮书_29页_1mb

未来社会经济以服务为核心、商品为工具的体验经济为发展导向。制造企业需通过创新产品体验感，提升服务竞争力。人因工程作为保障产品可用性、舒适性、安全性及可维护性的关键，贯穿产品全生命周期各阶段。西门子人因工程仿真解决方案通过数字孪生技术，结合Jack数字人体模型，实现产品设计、制造、维护等环节的虚拟评估，为制造业数字化转型提供支持。

Jack数字人体模型库由美国宾夕法尼亚大学开发，基于多国人体测量数据，具备高逼真度和多自由度运动能力，支持姿态调整与逆运动学操作。其内置的ANSUR、NhanesIII等数据库，可适配不同地区及行业需求。西门子将Jack模型集成至PLM平台和数字化企业软件套件，提供NXHuman、VisJack、PSHuman等多层级解决方案，覆盖设计到维护的全流程人因分析。其中，NXHuman专注于产品设计阶段的人机交互验证，VisJack支持异构CAD环境下的协同评审，PSHuman则侧重制造与维护过程的作业仿真。

在产品设计阶段，人因工程分析可提升穿戴产品、交通工具及复杂设备的适用性与体验感。例如，通过虚拟环境模拟驾驶舱布局，验证驾驶员操作姿态与视野范围；针对夹具设计，分析手部可达性与视觉覆盖区域，优化作业流程。制造与维护阶段则通过仿真工具评估装配可行性、工位布局及人体受力情况，结合运动捕捉技术实现真实操作过程的动态验证，降低设计变更风险，缩短研发周期。

工业元宇宙作为数字孪生的重要延伸，将Jack模型作为“数字人”核心要素，通过VR/AR技术强化人因工程仿真能力。西门子通过VisJack和PSHuman实现多CAD数据协同，支持复杂产品在虚拟空间中进行交互验证，提升设计效率与安全性。其应用可贯穿研发、生产、维护全过程，为供应链优化和任务执行提供数据支撑。

典型案例显示，西门子方案在Doppelmayr索道系统中缩短设计周期并降低试验成本；通用汽车通过VisJack实现多部门协同，优化装配节拍与人体工学设计；博西家用电器集团利用PSHuman进行自动化改造，将装配时间缩短40%。这些案例表明，人因工程仿真不仅能提升产品与工艺的体验感，还可降低企业运营成本，增强市场竞争力。

西门子人因工程解决方案通过数字化手段，将传统人因分析升级为系统化、数据化的全过程管理。其核心价值在于提前识别潜在问题，优化设计与工艺参数，确保产品符合人体工学标准。同时，借助工业元宇宙技术，实现虚实融合的深度协作，推动制造业向智能化、高效化转型。最终目标是通过人因工程仿真，提升企业研发效率、降低生产成本，并创造更安全、舒适、可持续的产品与服务体验。