基于DELMIA的電子設(shè)備方艙布局設(shè)計(jì)

洪肇斌　趙玉申　廖攀攀

摘 要：該文從人機(jī)工程學(xué)的角度考慮，借助于人機(jī)工程軟件——DELMIA軟件，對(duì)某型電子設(shè)備方艙的工作行徑路線、容膝空間和視角范圍分別進(jìn)行了分析。通過(guò)仿真比較直觀地分析艙內(nèi)設(shè)備布局，從而獲得一個(gè)較優(yōu)的方艙內(nèi)部布局方案。

關(guān)鍵詞：人機(jī)工程學(xué) 工作行徑路線 容膝空間 視角范圍

中圖分類號(hào)：TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）05（b）0006-02

雷達(dá)電子設(shè)備方艙作為雷達(dá)設(shè)備以及操作員的主要載體，是雷達(dá)系統(tǒng)的主要組成部分[1]。隨著社會(huì)的進(jìn)步以及人們對(duì)于工作環(huán)境的舒適性要求越來(lái)越高。方艙內(nèi)部的結(jié)構(gòu)布局顯得尤為重要，其中方艙內(nèi)部的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括噪音的控制、通風(fēng)設(shè)計(jì)、照明設(shè)計(jì)、色彩與內(nèi)飾設(shè)計(jì)以及人機(jī)工程設(shè)計(jì)[2-3]。該文基于傳統(tǒng)方艙進(jìn)行改進(jìn)，提出新一代方艙內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

1 方艙的內(nèi)部主要構(gòu)成

電子設(shè)備方艙內(nèi)部的關(guān)鍵設(shè)備主要包括顯控臺(tái)、設(shè)備機(jī)柜、工作臺(tái)、配套工具以及空調(diào)，見(jiàn)圖1。方艙的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要根據(jù)內(nèi)部的有限空間進(jìn)行關(guān)鍵設(shè)備的布局，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法主要是依據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)或設(shè)計(jì)模具現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)修正。該文基于現(xiàn)有軟件（DELMIA[4]和keyshot）進(jìn)行方艙內(nèi)部設(shè)備的布局設(shè)計(jì)以及優(yōu)化，有效地降低勞動(dòng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度，減少設(shè)計(jì)成本，為方艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

2 方艙內(nèi)部布局設(shè)計(jì)

對(duì)于方艙內(nèi)部設(shè)備的布局設(shè)計(jì)，該文借助于人機(jī)工程仿真軟件DELMIA進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，主要是對(duì)方艙內(nèi)人員行為路線、操作區(qū)域容膝空間以及可視范圍的優(yōu)化。

2.1 工作行為路線優(yōu)化

工作人員進(jìn)入方艙的工作路線主要為：①進(jìn)倉(cāng)→②打開(kāi)倉(cāng)內(nèi)照明→③開(kāi)啟倉(cāng)內(nèi)電子設(shè)備→④開(kāi)啟顯控臺(tái)設(shè)備進(jìn)行倉(cāng)內(nèi)工作。整個(gè)倉(cāng)內(nèi)設(shè)備的不同布局會(huì)影響到工作人員的工作活動(dòng)路徑。為了能營(yíng)造更好的工作環(huán)境以及提高員工的工作效率及舒適感，本文利用人機(jī)工程分析軟件——DELMIA進(jìn)行工作路徑的仿真分析。

首先可以直接利用CATIA軟件進(jìn)行方艙三維模型的建立，也可以通過(guò)PROE、UG等軟件建立方艙三維模型，然后導(dǎo)入DELMIA軟件的人機(jī)仿真工作環(huán)境內(nèi)。操作人員的建立，利用DELMIA軟件中的Human Builder功能設(shè)置工作人員身高、性別等相關(guān)參數(shù)可以方便快捷的建立出工作人員的三維模型，見(jiàn)圖2。

基于以上初步工作的完成，借助于DELMIA的人機(jī)仿真平臺(tái)按順序創(chuàng)建工作環(huán)境、創(chuàng)建流程計(jì)劃、創(chuàng)建仿真、增加仿真動(dòng)畫(huà)、分析仿真動(dòng)作。經(jīng)過(guò)此一系列步驟即可生成操作人員的倉(cāng)內(nèi)工作動(dòng)畫(huà)，并進(jìn)行工作路徑的優(yōu)化，見(jiàn)圖3。對(duì)于不同的方艙內(nèi)布局，可以用同樣的方法進(jìn)行方艙內(nèi)人員工作路徑的仿真優(yōu)化，設(shè)計(jì)出艙內(nèi)設(shè)備的初步布局。

2.2 容膝空間分析

工作人員在進(jìn)行操縱工作的過(guò)程中，如何才能確保具有合理的容膝空間，使得人員能工作得更舒服，這是個(gè)方艙設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題。該文借助DELMIA仿真軟件進(jìn)行工作人員容膝空間和工作視角分析，以2.1節(jié)中建立的方艙和工作人員模型，進(jìn)行工作容膝仿真，見(jiàn)圖4。通過(guò)容膝分析可以優(yōu)化顯控臺(tái)工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.3 視角分析

在整個(gè)艙內(nèi)行徑分析的過(guò)程中，可以借助于DELMIA的Open Vision Window功能對(duì)工作人員的視角范圍進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如圖5所示。

圖5（b）表示工作人員走向顯控臺(tái)某一時(shí)刻（見(jiàn)圖5a）的視野范圍內(nèi)所見(jiàn)。在借助于軟件分析過(guò)程中，可以時(shí)刻顯示工作人員在動(dòng)態(tài)行徑過(guò)程中任意時(shí)刻的所見(jiàn)。通過(guò)此分析可以優(yōu)化布局使得工作人員在艙內(nèi)工作過(guò)程中具有更加寬廣的視野范圍。

3 結(jié)語(yǔ)

該文基于人機(jī)工程仿真軟件——DELMIA，提出了一種電子設(shè)備方艙艙內(nèi)布局設(shè)計(jì)的新方法。利用該文提出的方法可以更加直觀的對(duì)艙內(nèi)工作人員行徑路線、容膝空間以及視角范圍進(jìn)行分析。對(duì)不同的艙內(nèi)布局進(jìn)行比對(duì)分析，從而設(shè)計(jì)出更優(yōu)的艙內(nèi)設(shè)備布局。基于人機(jī)工程仿真軟件的艙內(nèi)布局設(shè)計(jì)，可以降低設(shè)計(jì)成本，縮短研發(fā)時(shí)間，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊會(huì)越.雷達(dá)方艙的布局設(shè)計(jì)探討[J].電子機(jī)械工程，2008，24（6）：14-17.

[2] 盧德輝，郭黎.某雷達(dá)電子設(shè)備方艙設(shè)計(jì)[J].電子機(jī)械工程，2012，28（6）：37- 39.

[3] 邱成悌，趙惇殳，蔣全興.電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].南京：東南大學(xué)出版社，2005.

[4] 盛選禹.DELMIA人機(jī)工程模擬教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.