在國(guó)防科技與高級(jí)裝備制造領(lǐng)域，人機(jī)工效的優(yōu)化直接關(guān)系到裝備的作戰(zhàn)效能與操作安全。ErgoLAB工具裝備人機(jī)工效實(shí)驗(yàn)室作為北京津發(fā)科技自主研發(fā)的智能化測(cè)試平臺(tái)，以“人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程”理論為核心，通過多模態(tài)數(shù)據(jù)融合與虛擬仿真技術(shù)，為裝備設(shè)計(jì)提供全生命周期的科學(xué)評(píng)估與優(yōu)化方案。
 

　　一、全流程覆蓋：從數(shù)字仿真到物理實(shí)裝

　　實(shí)驗(yàn)室采用模塊化設(shè)計(jì)，覆蓋裝備研制的全階段。在早期設(shè)計(jì)階段，ErgoSIM裝備數(shù)字仿真平臺(tái)可基于中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)人體尺寸數(shù)據(jù)庫構(gòu)建虛擬人模型，通過數(shù)字建模技術(shù)評(píng)估裝備的可視性、可達(dá)性及操作舒適性。例如，在某型裝甲車駕駛艙設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)通過動(dòng)作捕捉技術(shù)模擬駕駛員操作軌跡，發(fā)現(xiàn)儀表盤布局存在15°視角盲區(qū)，經(jīng)優(yōu)化后操作效率提升23%。

　　進(jìn)入虛擬樣機(jī)階段，ErgoVR虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)支持CAVE沉浸式系統(tǒng)與可穿戴VR設(shè)備，實(shí)現(xiàn)真實(shí)人員與虛擬裝備的交互測(cè)評(píng)。某航空企業(yè)利用該平臺(tái)測(cè)試新型戰(zhàn)機(jī)座艙，通過眼動(dòng)追蹤技術(shù)發(fā)現(xiàn)HUD顯示信息過載問題，結(jié)合生理測(cè)量數(shù)據(jù)（如皮電反應(yīng)）優(yōu)化后，飛行員認(rèn)知負(fù)荷降低31%。

　　在物理樣機(jī)階段，實(shí)驗(yàn)室配備高精度動(dòng)作捕捉系統(tǒng)（采樣率1000Hz）與多通道生理記錄儀，可同步采集肌電、腦電、心率變異性等12類生理信號(hào)。某艦載設(shè)備測(cè)試中，系統(tǒng)通過分析操作人員的肌群疲勞指數(shù)，識(shí)別出設(shè)備握持部位的人體工學(xué)缺陷，為改進(jìn)設(shè)計(jì)提供量化依據(jù)。

　　二、多模態(tài)融合：突破傳統(tǒng)測(cè)評(píng)邊界

　　實(shí)驗(yàn)室核心的ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步云平臺(tái)集成多傳感器融合算法，可實(shí)時(shí)同步采集動(dòng)作、眼動(dòng)、生理及環(huán)境數(shù)據(jù)。在某單兵裝備測(cè)試中，系統(tǒng)通過機(jī)器學(xué)習(xí)模型分析操作人員的步態(tài)穩(wěn)定性與裝備負(fù)重分布，發(fā)現(xiàn)背包重心偏移導(dǎo)致能耗增加18%，經(jīng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化后士兵續(xù)航能力顯著提升。

　　平臺(tái)搭載的ErgoHCI多模態(tài)交互分析系統(tǒng)支持語音、手勢(shì)、腦機(jī)接口等新型交互方式的驗(yàn)證。在某型無人機(jī)地面站測(cè)試中，系統(tǒng)通過對(duì)比傳統(tǒng)操縱桿與腦控交互的任務(wù)完成時(shí)間，發(fā)現(xiàn)腦機(jī)接口在復(fù)雜場(chǎng)景下的響應(yīng)速度提升40%，為下一代人機(jī)交互技術(shù)提供數(shù)據(jù)支撐。

　　三、智能化升級(jí)：從數(shù)據(jù)采集到?jīng)Q策支持

　　實(shí)驗(yàn)室的人工智能應(yīng)用平臺(tái)具備數(shù)據(jù)批處理與可視化分析能力，可自動(dòng)生成包含200余項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)估報(bào)告。某汽車廠商借助該平臺(tái)優(yōu)化車載信息娛樂系統(tǒng)，通過分析駕駛員的視覺駐留時(shí)間與操作中斷次數(shù)，將菜單層級(jí)從4級(jí)壓縮至2級(jí)，誤操作率降低65%。

　　此外，平臺(tái)支持基于數(shù)字孿生的裝備健康管理。在某風(fēng)電設(shè)備運(yùn)維測(cè)試中，系統(tǒng)通過模擬惡劣環(huán)境下的操作場(chǎng)景，預(yù)測(cè)關(guān)鍵部件的疲勞壽命，使設(shè)備維護(hù)周期從6個(gè)月延長(zhǎng)至18個(gè)月，運(yùn)維成本降低52%。

　　四、行業(yè)應(yīng)用與認(rèn)證保障

　　目前，ErgoLAB實(shí)驗(yàn)室已服務(wù)于航空航天、船舶制造、兵器工業(yè)等領(lǐng)域300余家科研機(jī)構(gòu)，參與制定GB/T 37679-2019《人機(jī)工效學(xué) 裝備設(shè)計(jì)通用要求》等5項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。其核心技術(shù)獲國(guó)家發(fā)明12項(xiàng)、軟件著作權(quán)28項(xiàng)，并通過ISO 9001質(zhì)量管理體系、CE歐盟安全認(rèn)證及FCC電磁兼容認(rèn)證，確保數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性與系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

　　從數(shù)字孿生到物理實(shí)裝，從單兵裝備到大型艦船，ErgoLAB工具裝備人機(jī)工效實(shí)驗(yàn)室正以“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)”的理念，推動(dòng)裝備制造向智能化、人性化方向升級(jí)，為國(guó)防科技工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展注入新動(dòng)能。