人因工程仿真应用白皮书-西门子_29页_1mb

未来社会经济以服务为核心、商品为载体，进入体验经济时代。制造企业需通过创新产品体验感提升竞争力，而人因工程作为贯穿产品全生命周期的关键因素，涵盖设计、制造、装配、维修及使用等阶段。数字技术的发展使人因工程评估从传统实物测试转向虚拟仿真，尤其在数字孪生空间中，企业可利用高逼真的Jack数字人体模型模拟真实操作环境，提前预测并优化产品的人机交互性能，从而缩短研发周期、降低生产成本。

西门子人因工程仿真解决方案基于Jack数字人体模型库，集成多项技术实现多场景应用。Jack模型支持人体测量学参数（如身高、体重、年龄）和动态行为模拟（如抓握、运动轨迹），可与多CAD系统兼容，适用于复杂产品设计与异构协作环境。解决方案包括三个子系统：

1. Jack for NX：聚焦产品设计阶段的人机适配分析，如车辆驾驶舱布局、穿戴产品舒适性验证，内置Occupant Packaging工具包，支持姿态与操作可行性预测；
2. VisJack：适用于协同设计与轻量化场景，支持多人体模型参数调整，快速识别可达性、间隙及视野问题，优化装配与维护方案；
3. PSHuman：专攻制造与维护过程，结合VR/AR与运动捕捉技术，对作业姿态、受力、疲劳等进行深度分析，提供工位设计优化和工艺模拟验证。

工业元宇宙成为人因工程应用的新方向，Jack数字人体模型作为“数字人”原型，通过沉浸式仿真提升设计效率。例如，通用汽车利用VisJack实现多部门协作下的可装配性验证，减少设计变更；博西集团通过PSHuman优化冰箱装配工位，将作业节拍缩短40%，并确保自动化改造的安全性与可行性；多贝玛亚则借助数字孪生技术解决大型索道产品设计中的空间与安全挑战，提升用户体验。

人因工程仿真技术的优势包括：缩短研发周期（如车辆设计提前发现盲区）、降低变更成本（避免召回风险）、保障操作安全（分析人体受力与疲劳程度）、优化生产效率（改进工位布局减少无附加值劳动时间）。其核心价值在于通过虚拟环境预验证物理交互可行性，结合国际标准强化设计规范，同时支持企业定制化需求。随着智能制造与元宇宙技术融合，人因工程仿真将成为工业化转型的核心工具，推动制造业向更高效、更安全、更具人性化方向发展。