在装备研发领域,人机工效验证是决定产品可用性与安全性的关键环节。传统物理样机试制中,工效验证往往受限于场地、成本与环境变量控制,难以实现多方案并行测试与多人协同评估。为此,人机工效仿真试验系统通过虚拟仿真技术与局域网协同架构,将真实验证场景“搬进”数字空间,为装备研发提供高效、精准、灵活的工效测试解决方案。
该系统以“数字化还原、协同化测试”为核心,构建了两大关键模块,实现从环境模拟到方案验证的全流程覆盖。
复杂环境模拟平台是系统的数字底座。它通过高精度三维建模技术,1:1还原装备操作的真实场景——从极端温度、湿度等气候条件,到振动、噪音等机械环境,再到狭小空间、复杂地形等空间限制,均可通过参数化设置精准复现。研发人员无需依赖实体场地,即可在虚拟环境中测试装备在各类极端工况下的人机适配性,大幅降低环境搭建成本与时间成本。
基于VR的多方案及测试系统则是工效验证的操作中枢。借助沉浸式VR设备,操作人员可获得与物理样机一致的视觉、听觉与触觉反馈,实现身临其境的虚拟操作。系统支持同时加载多种设计方案,研发团队可在同一虚拟场景中快速切换方案参数,实时对比不同方案的工效表现。更重要的是,系统搭载局域网多人联机功能,允许多名测试人员同步进入虚拟环境,分工协作完成复杂任务流程,实现多维度、全视角的工效评估。
重构工效验证的效率与维度
相较于传统物理样机验证模式,该系统的创新价值体现在三个维度:
多方案并行测试打破了“一次测试一个方案”的局限。研发团队可在虚拟环境中同时迭代多种设计方案,通过数据化对比快速锁定最优解,大幅缩短方案优化周期。
多人协同验证还原了真实操作中的团队协作场景。在复杂装备任务中,单人操作往往无法覆盖全部工效细节,而多人联机模式可模拟协同流程,精准捕捉团队配合中的人机交互问题,避免因单人测试导致的工效盲区。
数据驱动的精准评估让工效验证从经验判断转向量化分析。系统自动记录操作过程中的每一项数据,形成可视化数据报告。研发人员可基于数据精准定位问题,为方案优化提供科学依据,而非依赖主观感受。
赋能装备研发的全生命周期
该系统的落地将为装备研发带来了变革。在设计阶段,可通过虚拟测试提前发现工效缺陷,避免物理样机试制后的大规模返工;在试制阶段,可与物理样机形成虚实互补,用虚拟测试验证物理样机无法覆盖的极端场景;在量产阶段,还可作为操作培训平台,帮助操作人员提前熟悉装备特性,降低实装培训成本。未来,我们将持续迭代系统功能,拓展更多复杂环境参数与装备类型适配性,让虚拟仿真技术成为装备研发的加速器。