多约束下的载人潜器舱内计算机辅助工效设计系统研究

李 博，吉晓民，陈登凯，余隋怀

(1.西安理工大学艺术与设计学院，陕西 西安 710054；2.西北工业大学现代设计与集成制造教育部重点实验室，陕西 西安 710072)

本世纪初，国际海底区域竞争形势日益激烈，我国自主研制深海载人潜水器的条件已经成熟[1]，国家决策部门将此项目实施提上议事日程。然而，载人潜器的研发是一项复杂的系统工程，需要国内的优势力量联合攻关。我国潜器载人舱内人机工效设计理论方法还不够完善。伴随下一阶段载人深潜事业的发展，需要对现有的舱内环境人机工效设计加以改进并建立系统化、理论化并适合我国国情的设计原则和方法。

实现载人潜器舱内的人-机-环境的最优组合，获得舱内操作人员所需的、具有特性功能的“人-机-环境”[2]系统，需要从满足工效学多目标多属性约束的角度，应用智能化设计的思想，在人-机界面设计，作业场所布局设计和作业环境设计与控制研究这三方面做到设计方案的可行解自动获取和方案的优化。

目前计算机辅助工业设计(computer-aided industrial design，CAID)领域中引入的工效设计软件系统主要是用于构建数字人体的三维建模软件，比较典型的有：Jack[3]，SAMMIE，ANYBODY，CHIEF，BOEMAN等。这类数字人体建模软件的大量涌现，一方面由于计算机图形技术的发展为其提供了技术基础；另一方面则是由于这些人机建模软件本身的专业性，某些软件中除了提供人体的测量数据外，还提供与人体有关的力学特性，如关节活动和关节柔韧性，视力限制，甚至劳累程度等方面的数据[4]，这类软件均属于计算机辅助工效设计软件(computeraided engineering design, CAED)范畴。……