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本书由编者根据20多年人因工程教学科研的实践经验，结合使用RAMSIS软件的切身体验，突出理论与实践相结合、基础与前沿相结合的原则编纂而成，全书分为3部分（软件介绍、软件功能讲解、案例分析），共9章。主要内容包括：人因工程学的基本思想和知识，RAMSIS软件的安装、RAMSIS软件界面介绍、文件处理、人体模型构建、人体姿态动作编辑、人因分析优化、模型数据导入导出以及案例分析等内容。本书可作为相关高校院所汽车工程、工业设计、工业工程、车辆工程、机械工程、安全工程、智能制造、多媒体设计等相关专业的本科生和研究生教材，亦可作为从事汽车、航空航天、船舶、军工，以及车联网、文化娱乐等相关设计领域专业人士的参考书。

目录
第1章  概论	1
1.1  人因工程学基本思想	1
1.1.1  人因工程学定义	1
1.1.2  人因工程学发展	2
1.2  RAMSIS基础知识	4
1.2.1  背景介绍	4
1.2.2  软件特点	5
1.2.3  主要功能	6
1.3  RAMSIS的安装与集成	7
第2章  RAMSIS操作基础	15
2.1  RAMSIS软件界面	15
2.1.1  开始菜单	15
2.1.2  文件菜单	20
2.1.3  编辑菜单	20
2.1.4  视图菜单	21
2.1.5  插入菜单	22
2.1.6  工具菜单	22
2.1.7  分析菜单	22
2.1.8  帮助菜单	23
2.2  RAMSIS菜单	26
2.3  工具栏	27
2.4  RAMSIS产品以及零件界面	28
2.5  鼠标操作	32
2.5.1  选择对象	32
2.5.2  移动对象	32
2.5.3  旋转对象	32
2.5.4  缩放对象	33
2.6  指南针操作	34
第3章  文件处理	37
3.1  文件选择	37
3.2  目录选择	38
3.3  数据集	38
3.3.1  文件选择	39
3.3.2  保存数据集	40
3.3.3  加载数据集	40
3.3.4  删除数据集	41
3.4  打印输出	42
第4章  人体模型构建	45
4.1  人体模型	45
4.1.1  创建人体模型	45
4.1.2  编辑人体模型	47
4.1.3  激活人体模型	48
4.1.4  删除人体模型	48
4.2  模型尺寸编辑	49
4.3  移动模型	51
4.3.1  移动	51
4.3.2  旋转	52
4.3.3  关节运动	53
4.3.4  视线移动	54
4.3.5  显示与隐藏	55
4.4  皮肤点与参考点	56
4.4.1  皮肤点	56
4.4.2  参考点	58
第5章  人体姿态动作编辑	63
5.1  物理动作	63
5.2  任务编辑	63
5.2.1  特定目标模式	64
5.2.2  平面约束模式	68
5.2.3  位置固定模式	70
5.2.4  关节固定模式	72
5.2.5  握持模式	73
5.2.6  骨盆姿势约束	75
5.2.7  方向约束模式	77
5.2.8  躯干姿势约束	79
5.2.9  约束下姿势的计算	80
5.2.10  约束条件保存与调用	83
5.3  录制视频	84
第6章  人因分析与优化	88
6.1  模型数据查看	88
6.2  人因学评估	90
6.3  皮肤计算与轮廓编辑	91
6.3.1  计算分析	91
6.3.2  创建投影轮廓	93
6.3.3  复制参考点	93
6.3.4  计算几何体	95
6.4  可达性分析	95
6.5  视野分析	97
6.5.1  人体视野	97
6.5.2  镜像	99
6.5.3  摄像机	101
6.5.4  人物视野	102
6.5.5  直接视野与间接视野	103
6.5.6  视觉精度	105
6.5.7  最小可视距离	106
6.5.8  视野可达域	106
6.5.9  显示分析	108
6.5.10  视觉时间分析	109
6.5.11  车外观测	111
6.6  力学分析	115
6.6.1  身体受力分析	115
6.6.2  身体负载及力矩分析	116
6.7  自动分析	119
6.7.1  自动计算	119
6.7.2  报告打印	122
第7章  数据导入/导出与模块演示	123
7.1  导入数据	123
7.1.1  导入PCMAN数据	123
7.1.2  导入PCMAN姿态数据	124
7.1.3  导入PCMAN Body Dimensions数据	125
7.2  导出数据	126
7.3  REFA起重分析	127
7.3.1  概述	127
7.3.2  REFA模块	127
7.4  NASA舒适性分析	130
7.4.1  概述	130
7.4.2  NASA模块	130
7.5  NIOSH提升分析	132
7.5.1  NIOSH模块	132
7.5.2  控制	133
7.5.3  常规选项卡	133
7.5.4  任务选项卡	134
7.5.5  结果选项卡	135
第8章  案例分析	136
8.1  小客车人因模型分析	136
8.1.1  创建人体模型	137
8.1.2  舒适度分析	139
8.1.3  视野分析	148
8.1.4  手脚伸及性分析	150
8.2  卡车驾驶室人因分析	151
8.2.1  创建人体模型	151
8.2.2  舒适度分析	154
8.2.3  视野分析	162
8.2.4  手脚伸及性分析	165
8.3  轻型商用车	166
8.3.1  创建人体模型	167
8.3.2  舒适度分析	168
8.3.3  视野分析	177
8.3.4  手脚伸及性分析	178
8.4  中端商务车	180
8.4.1  创建人体模型	181
8.4.2  舒适度分析	183
8.4.3  视野分析	192
8.4.4  手脚伸及性分析	193
第9章  综合案例	196
9.1  动画制作	196
9.2  轿车案例	204
9.2.1  创建人体模型	204
9.2.2  舒适度分析	205
9.2.3  可达性分析	207
9.2.4  删除人体模型	207
9.3  客车案例	208
9.3.1  人体模型移动与旋转	208
9.3.2  可达性分析	209
9.3.3  视野分析	210
参考文献	213

前    言 
       RAMSIS是20世纪80年代由德国凯泽斯劳滕的TECMATH股份有限公司（现在的Human Solutions股份有限公司）联合慕尼黑工业大学的人机工程学系开发的一款汽车人因设计、优化与评估的专业软件。RAMSIS的初期开发由整个德国汽车工业界发起并资助，目标是克服现存大多数二维人机工程工具（如SAEJ826模板等）的不足，在法规规定范围的基础上进一步提高车辆的人机工程品质。目前，RAMSIS已经成为汽车工业用于人机工程设计的实际标准，已经被全球70%以上的轿车制造商所使用，包括Audi、Volkswagen、BMW、Porsche、DaimlerChrysler、Ford、General Motors、Honda、Mazda、Opel、Renault、Peugeot、Citroen、Rover、Saab、Volvo、Daewoo、Seat、Skoda和Fiat等。其中，在中国的汽车制造商中，已有上海大众、华晨金杯、上海通用（泛亚汽车技术中心）和长安汽车等知名汽车制造商使用了RAMSIS。卡车制造商，如Freightliner和IVECO等也正在使用RAMSIS。另外，主要的供应商，如Faurecia、Delphi、Visteon、EDAG、Johnson Controls、Karmann、Keiper和Lang-Mekra也将RAMSIS用于他们的设计。
        虽然RAMSIS在众多知名的车辆制造商中使用广泛，然而在国内，由于种种原因，RAMSIS软件的相关教材却十分稀少，甚至没有一本完整的教材来讲解RAMSIS。近些年随着以人为本设计思想受到关注，特别是造车新势力的崛起，以人为本的汽车人因设计与优化变得弥足珍贵，但国内这方面的文献资料乏善可陈，因此，编写本书变得迫在眉睫。
要掌握RAMSIS软件的功能，就不得不提“人因工程”。人因工程作为典型的跨“学科”的学科，涵盖从生理、心理、组织、行为、设计、IT等多领域的知识与技能，是一个典型的交叉学科。人因工程历史悠远，新的研究对象层出不穷，新的研究手段日新月异。给出一个人因工程广为接受的定义是一件极具挑战性的任务，仅其中文名称就让人目不暇接，不同领域的人分别称之为人机工程、人机环工程、人因学、人体工程学、工效学、人体工学等。甚至其英文名称也有多个，如Human Factors、Ergonomics、Human Machine Engineering等。根据国际工效学联合会（International Ergonomics Association）的定义，人因工程是一个研究人与系统其他元素之间的交互作用的科学领域，是一个将理论、原则、数据、方法进行设计，以提升人类福祉并优化整体系统表现的专业。人因工程学研究专家秉持以用户为中心的思想，致力于通过分析用户的需求、能力和限制来评估和设计任务、工作、产品、环境和系统等。人因工程有三个专业研究领域：生理人因学、认知人因学和组织人因学。生理人因学关注人在进行生理活动时的人体解剖学、人体测量学、生理学和生物力学特征。RAMSIS目前侧重生理人因学方面理论、技术、工具、方法的应用。
       全书分为3部分共9章。第一部分包含第1章，第1章为概论，从人类自身的特点、人因工程学的概念和应用出发，主要介绍人因工程的意义、历程、现状和发展趋势。第二部分包含第2章至第7章，主要介绍RAMSIS软件的使用和操作知识。第2章主要介绍RAMSIS软件的操作界面、工具的基本使用方法等。第3章主要介绍RAMSIS软件的文件处理，包括文件选择、目录选择、数据集，以及打印输出。第4章主要介绍RAMSIS软件的人体模型构建，包括人体模型的创建、编辑、激活、删除，以及模型尺寸编辑、移动模型、皮肤点与参考点等。第5章主要介绍人体姿态的动作编辑，包括各种物理动作和任务编辑，其中有各种约束模式的保存和调用，还介绍了视频录制功能。第6章主要介绍人因分析与优化，包括模型数据查看、人因学评估、皮肤计算与轮廓编辑、可达性分析、视野分析、力学分析和自动分析。第7章主要介绍RAMSIS的数据导入/导出与模块演示，包括导入数据、导出数据、REFA起重分析、NASA舒适性分析、NIOSH提升分析。第三部分包含第8章和第9章。第8章主要介绍RAMSIS在4个相关汽车领域的分析案例，从创建人体模型到舒适度分析，再到视野分析和可达性分析，整个过程按软件使用的操作步骤一一讲解。第9章介绍了两个分析案例，还介绍了RAMSIS的动画制作功能，并配有动画制作的详细步骤，读者根据书中的内容，可制作自己想要的动画效果。 
        参加本书编写工作的人员有钮建伟、贺刚、王昊、展文豪、冉令华、陈星橦、张政、卓越、牛迎迎、郭舒羽、胡涵之、李凡、陈怀璟。具体编写分工如下：钮建伟担任主编，贺刚、王昊、展文豪、冉令华担任副主编；李凡负责第1章，胡涵之负责第2章和第7章，陈怀璟负责第3章，张政负责第4章，陈星橦负责第5章、第6章、第9章（部分），卓越、牛迎迎、郭舒羽负责第8章和第9章（部分）。在此，特别感谢电子工业出版社编辑许存权老师为本书的顺利出版给予的极大热情和无私支持；同时感谢我的家人、同事、学生，正是他们的帮助和鼓励，才使得我能够在教学科研之余完成此书；感谢常年在汽车人因工程领域进行研究的专家学者和默默耕耘的从业人员，以及其他众多支持我的朋友、同行，他们为本书提出了宝贵的意见和建议。本书出版受到中央高校基本科研业务费项目“工效学仿真用三维数字化人体模型研究”（课题号：522023Y-10382）和2021年度北京科技大学规划教材建设项目（课题号：JC2021YB017）资助，得到了北京科技大学教材建设经费资助，得到了北京科技大学教务处的全程支持。
       由于时间仓促，知识水平有限，书中错误之处在所难免。本书旨在传播RAMSIS软件知识，无任何商业诉求，书中案例、图表、数据参考了国内外同行的学术成果，文献出处已尽力列出，在此向各位同行致以真诚的感谢和崇高的敬意。本书不当之处敬请各位专家、同行、读者不吝批评指正，并希望就人因工程的教学科研与广大同行进行深入探讨。


                                                                                                                            钮建伟         
                                                                                                          2023年5月于北京科技大学

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RAMSIS人机工程优化设计与案例分析