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Jack人機(jī)工效虛擬仿真系統(tǒng)由津發(fā)科技自主研發(fā)的ErgoLAB可穿戴動作捕捉系統(tǒng)、德國Siemens Jack人機(jī)工效虛擬仿真軟件、虛擬現(xiàn)實(shí)交互設(shè)備等核心部件組成，人機(jī)工效分析系統(tǒng)基于Jack虛擬仿真環(huán)境結(jié)合人體真實(shí)動作數(shù)據(jù)驅(qū)動數(shù)字人模型來對人體工效學(xué)限制進(jìn)行定量分析解決方案，可以進(jìn)行可視性分析、可達(dá)性分析、舒適度分析、疲勞度分析、作業(yè)分析等人機(jī)工效分析；德國Siemens公司Jack人機(jī)工效分析系統(tǒng)虛擬仿真軟件是一個人體建模與仿真人機(jī)工效學(xué)分析軟件解決方案，幫助各行業(yè)的組織提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工效學(xué)因素和改進(jìn)車間的任務(wù)。

人在虛擬仿真環(huán)境中與數(shù)字樣機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互，在人機(jī)交互過程中采集人的動作與行為數(shù)據(jù)并對人機(jī)工效分析做客觀定量數(shù)據(jù)支撐；主要采用的定量數(shù)據(jù)包含：人體運(yùn)動中行為與動作數(shù)據(jù)，手部運(yùn)動等，可以測量人體的14個關(guān)節(jié)部位如下：頸部、胸部、左肩關(guān)節(jié)、左肘關(guān)節(jié)、左腕關(guān)節(jié)、右肩關(guān)節(jié)、右肘關(guān)節(jié)、右腕關(guān)節(jié)、左髖關(guān)節(jié)、左膝關(guān)節(jié)、左踝關(guān)節(jié)、右髖關(guān)節(jié)、右膝關(guān)節(jié)、右踝關(guān)節(jié)。

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人機(jī)工效分析驗(yàn)證平臺解決方案的提出，為像兵器、航空航天、汽車造船等制造工程行業(yè)應(yīng)用的人機(jī)工效分析、評價(jià)及驗(yàn)證提供了一個合理的解決途徑。解決方案貫穿于整個產(chǎn)品生命周期的全過程，從設(shè)計(jì)角度為出發(fā)點(diǎn)和，關(guān)注設(shè)計(jì)、制造、維修維護(hù)等階段。

在實(shí)現(xiàn)的技術(shù)上，以人機(jī)工效軟件為基礎(chǔ)，采用沉浸式的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及虛擬交互設(shè)備，如動作捕捉系統(tǒng)、手套等，為人機(jī)工效分析及驗(yàn)證提供了沉浸式的虛擬應(yīng)用環(huán)境。

作為整體解決方案，建立了一套符合標(biāo)準(zhǔn)的分析驗(yàn)證評價(jià)體系及指標(biāo)，按照工程任務(wù)執(zhí)行種類，分類將人體建模標(biāo)準(zhǔn)、工裝過程的可達(dá)可視及可操作性指標(biāo)、舒適度及疲勞感評價(jià)指標(biāo)納入到指標(biāo)體系庫中。這樣人機(jī)工效分析驗(yàn)證平臺便有了運(yùn)行的技術(shù)基礎(chǔ)。

在此基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)沉浸式的虛擬人機(jī)環(huán)境，是將動作捕捉系統(tǒng)、分析評價(jià)指標(biāo)體系及指標(biāo)庫與人機(jī)工效軟件結(jié)合，進(jìn)行二次開發(fā)，通過API接口進(jìn)行應(yīng)用級的集成，納入到一個統(tǒng)一的應(yīng)用平臺之中，便形成了解決方案總體的技術(shù)框架。

這樣的人機(jī)工效分析驗(yàn)證平臺，便擁有了快捷的人素真實(shí)數(shù)據(jù)的捕獲，并且在人機(jī)工效軟件的運(yùn)行中，可以即時調(diào)出相應(yīng)的評價(jià)體系指標(biāo)數(shù)據(jù)，并行的進(jìn)行分析和驗(yàn)證。

?Jack初是由賓夕法尼亞大學(xué)的人類模型和模擬中心(Center for Human Modeling and Simulation at the University of Pennsylvania)開發(fā)，目前是德國西門子PLM旗下的一員。使用Jack可以：

1、建立一個虛擬的環(huán)境

2、創(chuàng)建一個虛擬人

3、定義人體大小和形狀

4、把人放在環(huán)境中

5、給人指派任務(wù)

6、分析人體執(zhí)行任務(wù)

從Jack獲得的信息可以幫助您設(shè)計(jì)更安全、更符合人體工程學(xué)的產(chǎn)品、工作場所和更快的流程和使用更低的成本。

步：建立一個虛擬的環(huán)境

除了人體建模之外，jack還是是一個功能強(qiáng)大的互動性、實(shí)時視景仿真解決方案。您可以導(dǎo)入CAD數(shù)據(jù)或從草圖開始建立模型，在周圍的環(huán)境中移動物體，交互式地改變相機(jī)的視圖和創(chuàng)建特殊效果，以提高您“現(xiàn)場”的真實(shí)性。

導(dǎo)入CAD模型-jack可以導(dǎo)入基于VRML，IGES，立體(STL)的和inventor (iv)文件格式的3D圖形數(shù)據(jù)。此外，軟件提供了減小CAD數(shù)據(jù)的功能來優(yōu)化模型，用于實(shí)時仿真。OpenGL Optimizer的使用可以在不損害視頻保真度的情況下相當(dāng)程度的減少模型的棱角。

在jack中創(chuàng)建幾何圖形-jack允許您從草圖開始建立模型，用于概念設(shè)計(jì)。您可以創(chuàng)建簡單的幾何圖形，如立方體、球、圓柱、圓錐和圓環(huán) 。熟練操作后，您可以合并這些簡單的圖形成為更加復(fù)雜的部件，如機(jī)械工具和車輛。jack還提供了一套基本的工具（錘子，鉗子，梯子，棘輪，鋸，螺絲刀和扳手）。

給您的環(huán)境一個真實(shí)的外觀-jack的視圖，紋理映射和照明功能，幫助您賦予您的虛擬環(huán)境更有說服力的外觀。

在jack中可以很容易地改變視圖，通過鼠標(biāo)按鈕可以基于一個參考點(diǎn)，水平或垂直或放大“相機(jī)”。此外，您也可以將視圖參考點(diǎn)定位到的對象上，為某些對象加上相機(jī)，如人的眼睛，并建立剖視圖。使用紋理映射，基礎(chǔ)的圖像文件，如云彩、公路、工廠內(nèi)部或機(jī)器的控制面板可用于增加視覺細(xì)節(jié)場景，而不會增加額外的幾何形狀。jack的照明能力，可以幫助您突出環(huán)境中的區(qū)域和場景的真實(shí)感。

第2步：創(chuàng)建一個虛擬的人體

jack提供準(zhǔn)確的人體生物力學(xué)模型。基于1988年美國軍方人體調(diào)查(ANSUR 88)的三維人體測量技術(shù),jack的人體模型：

1、有69個部分，68節(jié)，17段脊柱，16段的手，加上肩/鎖骨關(guān)節(jié)和135度的自由度。?

2、遵照來自NASA研究的共同限制(人體測量資料書，卷。人體測量數(shù)據(jù)手冊，NASA RP-1024 技術(shù)報(bào)告)