CN109299522B - 一种舰船受限空间操作仿真评价方法 - Google Patents

一种舰船受限空间操作仿真评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种舰船受限空间操作仿真评价方法，该方法包括以下步骤：采用基于逐点扫描算法的包络面生成方法，生成虚拟人手臂可达域，包括最大可达域和舒适可达域范围；采用基于逐点扫描算法的包络面生成方法，生成虚拟人视域，包括最佳视域、良好视域和有效视域；进行接触可达性和视觉可达性障碍检查；人因工程整合评价，包括建立人因工程指标框架、基于动素的各二级指标的权重系数确定和根据权重系数计算人因工程评价值。根据本发明方法的评价结果可有效实现在设计阶段针对舰员操作、设备布置和舱室空间的综合优化。

Description

一种舰船受限空间操作仿真评价方法
技术领域
本发明涉及舰船维修性虚拟设计技术，尤其涉及一种舰船受限空间操作仿真评价方法。
背景技术
舰船装备规模巨大，***设备种类多，管系和线缆布设复杂，总体空间资源紧张，导致舰员在设备使用与维修过程中活动受限，容易出现可达性和人因工程障碍。
可达性综合反映了舰船作业空间、维修通道、舱室布局等对设备使用与维修工作的影响，分为接触可达性和视觉可达性。其中，接触可达性障碍是指舰员勉强不能接触到零部件，无法通过维修通道或者通过困难；视觉可达性障碍是指舰员要求操作可视时，无法提供充分的视野以保证其看得见操作。人因工程从疲劳、力量、姿势、能耗等方面，评估由于工作原因造成人体生理损伤风险的大小，包括舒适性和体力障碍评价。其中，舒适性是指舰员能够轻松完成操作，或者长时间操作也不容易导致疲劳；体力障碍是指由于环境或工况不合理，导致舰员需要立即调整姿势，或者长时间操作后引起人体损伤。
目前通过三维设计建立的数字样船为几何样船，主要实现对设备、结构、管路和电缆等布置方案的几何表达，侧重于解决产品布置问题，缺乏针对舰员使用与维修操作因素的考虑，导致无法在设计阶段有效发现并解决舰员操作空间干涉、人员损伤风险等设计缺陷问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种舰船受限空间操作仿真评价方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种舰船受限空间操作仿真评价方法，包括以下步骤：
1)采用基于逐点扫描算法的包络面生成方法，生成虚拟人手臂可达域，包括最大可达域和舒适可达域范围；
具体如下：
1.1)明确肩部的伸展度，肩部的外展度，肘部的伸展度的最大活动范围和舒适范围；
1.2)肩关节在水平方向上按照步长递增搜索，同时在垂直方向上按步长递减搜索；每改变一次关节的角度值，记录下手臂扫描点的一个三维坐标；
1.3)当肩关节在水平方向上搜索达到极限时，锁定肩关节水平方向，然后对肘关节进行递减搜索，同时在垂直方向上对肩关节进行递减搜索；每改变一次关节的角度值，记录下扫描点的一个三维坐标；
1.4)扫描完成后，对记录的点数据进行“网格化”处理，采用三角形表示可达域的几何表面；将上述两个活动区域的包络面合并起来，生成人的手臂可达域，包括最大可达域和舒适可达域范围；
2)采用基于逐点扫描算法的包络面生成方法，生成虚拟人视域，包括最佳视域、良好视域和有效视域；具体如下：
2.1)明确人眼辨认物体的最佳视野范围、良好视野范围和有效视野范围；
人眼在垂直方向3°和水平方向3°范围内看到的物体，其映像落在视网膜的中央凹上，是人眼辨认物体的最佳视野范围；在垂直面内水平视线以下30°，在水平面内零线左、右两侧各15°范围内，获得的物像最清晰，为良好视野范围；在垂直面内水平视线以上25°、以下35°，在水平面内零线左、右各35°的视野范围内，为有效视野范围；
2.2)在虚拟人两眼中心位置创建1个小球，将其转贴在左眼关节上，然后将小球沿视线方向移动1个视距；所述小球为视觉焦点，并且具备与眼关节同步运动的功能；采用逐点扫描算法，将眼关节在水平方向和垂直方向按照步长逐点扫描并记录下小球的三维坐标，将坐标进行图形化处理，生成虚拟人视距的最佳视域、良好视域和有效视域；
3)进行接触可达性和视觉可达性障碍检查；
通过检查可达域包络面是否包含抓取对象，进行接触可达性障碍检查，并获得其落在最大可达域或舒适可达域范围的结果；
通过检查可视域包络面是否包含观察对象，进行视觉可达性障碍检查，并获得其落在最佳视域、良好视域或有效视域的结果；
4)人因工程整合评价；
4.1)建立人因工程指标框架；
从力量、疲劳、姿势和代谢4个方面，建立人因工程指标框架，其中，力量分析包括搬运受力分析、下背部受力分析、静态力量预测、受力分析4个二级指标，所述受力分析是从力、力矩或肌肉力的大小角度来评价；疲劳分析包括手工操作极限分析和疲劳恢复分析2个二级指标，所述疲劳恢复分析是从肌肉力量的最大值、肌肉力量达到疲劳时间、肌肉疲劳恢复时间来评价；姿势分析包括工作姿势分析、快速上肢分析2个二级指标，所述快速上肢分析是从人体不同操作姿态的难易程度来评价；代谢分析是指新陈代谢分析，所述新陈代谢分析是根据计算出来的操作能量消耗是否超过人体正常承受能力来评价；
4.2)基于动素的各二级指标的权重系数确定
4.2.1)根据舰员使用与维修动作的特点，将动作分为移动类和操作类2类，移动类动作是指在使用与维修过程中的位置移动、姿势变化与调整；操作类动作则是指徒手操作和使用工具操作；
4.2.2)将上述两类动作划分为10类动素：人的移动、携物移动、调整姿势、抓取、定位、保持、放物、释放、使用工具、拆装操作；
4.2.2)确定10类动素与所有二级指标对应的权重系数；
4.3)根据权重系数计算人因工程评价值S。
按上述方案，所述步骤4.2)中基于动素的各二级指标的权重系数如下：
搬运受力分析：人的移动：0、携物移动：0、调整姿势：0、抓取：0、定位：0.02、保持：0、放物：0、释放：0、使用工具：0、拆装操作：0.05；
下背部受力分析：人的移动：0.07、携物移动：0.03、调整姿势：0.03、抓取：0.03、定位：0.05、保持：0.02、放物：0.04、释放：0.05、使用工具： 0.13、拆装操作：0.02；
静态力量预测：人的移动：0.13、携物移动：0、调整姿势：0.03、抓取： 0.13、定位：0.06、保持：0.07、放物：0.11、释放：0.03、使用工具：0.04、拆装操作：0.04；
受力分析：人的移动：0、携物移动：0.21、调整姿势：0.19、抓取：0.16、定位：0.22、保持：0.24、放物：0.16、释放：0.28、使用工具：0.27、拆装操作：0.24；
工作姿势分析：人的移动：0.35、携物移动：0.32、调整姿势：0.42、抓取：0.35、定位：0.35、保持：0.34、放物：0.32、释放：0.41、使用工具： 0.21、拆装操作：0.28；
快速上肢分析：人的移动：0.2、携物移动：0.16、调整姿势：0.11、抓取： 0.11、定位：0.05、保持：0.09、放物：0.13、释放：0.03、使用工具：0.08、拆装操作：0.12；
新陈代谢分析：人的移动：0.03、携物移动：0.03、调整姿势：0、抓取： 0、定位：0、保持：0、放物：0、释放：0、使用工具：0.05、拆装操作：0.05；
手工操作极限分析：人的移动：0、携物移动：0.03、调整姿势：0、抓取： 0、定位：0.03、保持：0、放物：0、释放：0、使用工具：0.03、拆装操作： 0.04；
疲劳恢复分析：人的移动：0.22、携物移动：0.22、调整姿势：0.22、抓取：0.22、定位：0.22、保持：0.24、放物：0.24、释放：0.20、使用工具： 0.19、拆装操作：0.16。
按上述方案，所述步骤4.3)中根据权重系数计算人因工程评价值S是根据权重系数和各二级指标评分SCORE计算人因工程综合评价值S，其中，各二级指标评分SCORE的计算方法如下：
搬运受力分析：
Figure RE-GDA0001921182920000051
式中，LI为搬运指数，LI＞1表示负荷过度，容易出现出现腰痛风险，LI≤1 表示当前负荷可接受；
下背部受力分析：
Figure RE-GDA0001921182920000052
式中，L4/L5为脊椎L4/L5受力；
静态力量预测：
Figure RE-GDA0001921182920000061
式中，Ai分别为腕关节、肘关节、肩关节、脊椎关节、髋关节、膝关节和踝关节能够正常维持该姿势的人员百分比；
受力分析：
Figure RE-GDA0001921182920000062
式中，Bi分别为相应关节能够正常维持该姿势的人员百分比，相应关节包括右腕关节屈伸、左腕关节屈伸、右腕关节收展、左腕关节收展、右腕关节旋转、左腕关节旋转、右肘关节、左肘关节、右肩关节外展或内收、左肩关节外展或内收、右肩关节前屈或后伸、左肩关节前屈或后伸、右肩关节外旋或内旋、左肩关节外旋或内旋、脊椎关节屈伸、脊椎关节侧屈、脊椎关节旋转、右髋关节、左髋关节、右膝关节、左膝关节、右踝关节和左踝关节；
工作姿势分析：
SCORE＝25×OWAS，OWAS∈{1，2，3，4}
其中，OWAS为工作姿势评价等级；
快速上肢分析：
Figure RE-GDA0001921182920000071
式中，RULA为快速上肢评价等级；
新陈代谢分析：
Figure RE-GDA0001921182920000072
式中，Ejob工作过程的平均总能量消耗率；
手工操作极限分析：
Figure RE-GDA0001921182920000073
疲劳恢复分析：
Figure RE-GDA0001921182920000074
式中，
Figure RE-GDA0001921182920000075
其中，[x]表示取整数函数；T为作业活动总时间，RA为疲劳恢复所需时间。
搬运受力分析是主要依据美国安全和健康协会1981年发布的手工提升工作实际指导开发的分析程序，旨在分析员工双手搬起重物时的受力情况，得出一个搬运指数，然后与允许的搬运指数相比较，进而了解工人搬运过程的动作是否合理，以帮助避免或减轻员工背部损伤。1991年NIOSH修订了RWL(搬举建议值)计算公式，即
RWL＝23×(25/H)(1-0.003V-75)(0.82+4.5/D)FM(1-0.0032A)CM
Figure RE-GDA0001921182920000081
本发明产生的有益效果是：本发明针对舰船受限空间使用与维修任务设计，缺乏针对舰员操作的空间干涉及人体损伤风险量化评价仿真方法的弊端，提出基于可达性和人因工程的操作仿真评价方法，从而有效实现在设计阶段针对舰员操作、设备布置和舱室空间的综合优化。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的方法流程图；
图2是本发明实施例的人的视觉可达域示意图；
图3是本发明实施例的人因工程指标框架示意图；
图4是本发明实施例的人因工程指标综合评分对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
西门子公司Jack软件提供了人体干涉检查、视域检查、任务分析工具(TaskAnalysis Toolkit，简称TAT)等功能。其中，TAT工具是根据美国国家安全和健康协会(National Institue for Occupational Safety and Health，简称NIOSH)1981年发布的用于指导提升工作效能而开发的分析程序包。由于上述功能无法精确表达碰撞干涉位置的坐标信息，视域的表达算法误差比较大， TAT分析指标非常分散，无法适应舰船工程量化、精细化设计以及整合分析评价的要求。因此在Jack软件基础上，本发明提出基于可达性和人因工程的舰船受限空间操作仿真评价方法，用于舰员使用与维修任务设计仿真验证，对于在设计阶段解决好舰员操作、设备布置和舱室空间的合理关系，具有重要的意义。
如图1所示，一种舰船受限空间操作仿真评价方法，包括以下步骤：
1)采用基于逐点扫描算法的包络面生成方法，生成虚拟人手臂可达域，包括最大可达域和舒适可达域范围；
具体如下：
1.1)明确肩部的伸展度，肩部的外展度，肘部的伸展度的最大活动范围和舒适范围；
1.2)肩关节在水平方向上按照步长递增搜索，同时在垂直方向上按步长递减搜索；每改变一次关节的角度值，记录下手臂扫描点的一个三维坐标；
1.3)当肩关节在水平方向上搜索达到极限时，锁定肩关节水平方向，然后对肘关节进行递减搜索，同时在垂直方向上对肩关节进行递减搜索；每改变一次关节的角度值，记录下扫描点的一个三维坐标；
1.4)扫描完成后，对记录的点数据进行“网格化”处理，采用三角形表示可达域的几何表面；将上述两个活动区域的包络面合并起来，生成人的手臂可达域，包括最大可达域和舒适可达域范围；
基于Jack软件虚拟人的肩、肘多自由度参数可达域包络面函数，设计开发虚拟人的接触可达性分析工具。
控制虚拟人手臂的关节模型以右手为例，主要通过3个自由度(θ4、θ5、θ7) 来控制上肢的运动。其中，θ4是指肩部的伸展度(垂直方向)，θ5是指肩部的外展度(水平方向)，θ7是指肘部的伸展度。根据GB/T 15759-1995《人体模板设计和使用要求》，分别明确θ4、θ5、θ7的最大活动范围和舒适范围(见表1)。
表1中国成年人肢体关节的主要活动范围和舒适姿势调节范围
Figure RE-GDA0001921182920000101
2)采用基于逐点扫描算法的包络面生成方法，生成虚拟人视域，包括最佳视域、良好视域和有效视域；具体如下：
2.1)明确人眼辨认物体的最佳视野范围、良好视野范围和有效视野范围；
人眼在垂直方向3°和水平方向3°范围内看到的物体，其映像落在视网膜的中央凹上，是人眼辨认物体的最佳视野范围；在垂直面内水平视线以下30°，在水平面内零线左、右两侧各15°范围内，获得的物像最清晰，为良好视野范围；在垂直面内水平视线以上25°、以下35°，在水平面内零线左、右各35°的视野范围内，为有效视野范围；
由于舰员在实际使用与维修过程中多使用扳手、螺丝刀等进行操作，或者直接进行徒手拆装操作，视距通常取值为500～1500mm。
2.2)在虚拟人两眼中心位置创建1个小球，将其转贴在左眼关节上，然后将小球沿视线方向移动1个视距；所述小球为视觉焦点，并且具备与眼关节同步运动的功能；采用逐点扫描算法，将眼关节在水平方向和垂直方向按照步长逐点扫描并记录下小球的三维坐标，将坐标进行图形化处理，生成虚拟人视距的最佳视域、良好视域和有效视域；
人视域如图2所示，针对头部转动、头部和眼部均转动的情况，则通过调整眼球的垂直方向和水平方向的上、下、左、右视角参数即可生成。采用上述方法，基于Jack软件虚拟人视角参数的视锥包络面函数，设计开发虚拟人的视觉可达性分析工具，
3)进行接触可达性和视觉可达性障碍检查；
通过检查可达域包络面是否包含抓取对象，进行接触可达性障碍检查，并获得其落在最大可达域或舒适可达域范围的结果；
通过检查可视域包络面是否包含观察对象，进行视觉可达性障碍检查，并获得其落在最佳视域、良好视域或有效视域的结果；
4)人因工程整合评价；
4.1)建立人因工程指标框架；
从力量、疲劳、姿势和代谢4个方面，建立人因工程指标框架，其中，力量分析包括搬运受力分析、下背部受力分析、静态力量预测、受力分析4个二级指标，所述受力分析是从力、力矩或肌肉力的大小角度来评价；疲劳分析包括手工操作极限分析和疲劳恢复分析2个二级指标，所述疲劳恢复分析是从肌肉力量的最大值、肌肉力量达到疲劳时间、肌肉疲劳恢复时间来评价；姿势分析包括工作姿势分析、快速上肢分析2个二级指标，所述快速上肢分析是从人体不同操作姿态的难易程度来评价；代谢分析是指新陈代谢分析，所述新陈代谢分析是根据计算出来的操作能量消耗是否超过人体正常承受能力来评价；
4.2)基于动素的各二级指标的权重系数确定
4.2.1)根据舰员使用与维修动作的特点，将动作分为移动类和操作类2类，移动类动作是指在使用与维修过程中的位置移动、姿势变化与调整；操作类动作则是指徒手操作和使用工具操作；
4.2.2)将上述两类动作划分为10类动素：人的移动、携物移动、调整姿势、抓取、定位、保持、放物、释放、使用工具、拆装操作；表2动素类型、名称和定义
Figure RE-GDA0001921182920000121
Figure RE-GDA0001921182920000131
4.2.2)确定10类动素与所有二级指标对应的权重系数；
针对以上10类动素，邀请工效学专家确定TAT各项指标的权重，如下表所示。
表3基于动素的TAT指标权重分配
Figure RE-GDA0001921182920000132
Figure RE-GDA0001921182920000141
4.3)根据权重系数和各二级指标评分SCORE计算人因工程综合评价值S。
若0≤SCORE≤25为舒适范围，表明该操作姿势可以维持很长时间仍然可以接受；25＜SCORE≤50不在舒适范围，表明该操作姿势在较短时间内仍可以接受；50＜SCORE≤75表明需要尽快对该操作姿势进行改善； 75＜SCORE≤10表明需要立即对该操作姿势进行调整，否则存在人体损伤风险。
表4指标综合评分
Figure RE-GDA0001921182920000142
Figure RE-GDA0001921182920000151
Figure RE-GDA0001921182920000161
Figure RE-GDA0001921182920000171
以某舰齿轮箱舱双联滑油滤器更换维修任务为例进行说明，包括切换扳手→拧松盖板螺栓→提起盖板→取出滤芯→安装滤芯→安装盖板→拧紧盖板螺栓 7项作业，基于使用工具、徒手拆装操作动素进行维修任务仿真模拟。由于是短时任务，疲劳和新陈代谢几乎为零，可以忽略不计，仅针对其它指标进行评价。 TAT各项指标的权重分配详见表3使用工具、徒手拆装操作动素取值。针对2个方案进行对比分析。其中，方案2与方案1相比，将双联滑油滤器的基座高度下降250mm。
1)可达性障碍分析
通过维修任务仿真可以看出，维修人员在操作过程中，抓取对象和观察对象均在接触可达域和视域范围内，因此方案1、方案2均不存在可达性障碍。
2)人因工程障碍分析
现仅针对提起盖板作业开展实例分析，TAT指标评价值如表5所示。
表5提起盖板的TAT指标值
Figure RE-GDA0001921182920000172
Figure RE-GDA0001921182920000181
Figure RE-GDA0001921182920000191
根据表4的“评分计算公式”，针对各项指标进行等级分值转换，计算结果如表6所示。
表6提起盖板的TAT指标评分
Figure RE-GDA0001921182920000201
提取盖板属于徒手拆装操作，根据表3中各项指标的权重，计算得到方案1 和方案2的综合评分分别为53和30。说明方案1由于基座高度较高，导致维修人员需踮起脚尖操作，较为吃力；基座高度调整以后，方案2有明显改善。
依次采用上述方法，针对方案1和方案2各项作业的人因工程指标进行分析，如表7、表8所示。
表7方案1人因工程指标综合评分表
Figure RE-GDA0001921182920000202
Figure RE-GDA0001921182920000211
Figure RE-GDA0001921182920000221
Figure RE-GDA0001921182920000231
表8方案2人因工程指标综合评分表
Figure RE-GDA0001921182920000232
Figure RE-GDA0001921182920000241
Figure RE-GDA0001921182920000251
Figure RE-GDA0001921182920000261
根据上述数据绘制方案1和方案2对比曲线，如图4所示。方案1任务总评分为41分，表明维修人员操作处于不舒适状态，短时间内可维持，但是长时操作可能引起人体损伤，其中提起盖板、拧螺栓等作业分值接近50，反映了由于基座太高导致维修人员需要垫脚尖操作，较为吃力。将基座高度下降250mm 以后，方案2总评分为22分，表明维修人员操作较为舒适，各项作业的分值基本在25分以下，能够满足设计要求，相比与方案1劳动强度及人体损伤风险可降低46％。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种舰船受限空间操作仿真评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)采用基于逐点扫描算法的包络面生成方法，生成虚拟人手臂可达域，包括最大可达域和舒适可达域范围；
2)采用基于逐点扫描算法的包络面生成方法，生成虚拟人视域，包括最佳视域、良好视域和有效视域；
所述步骤2)中生成虚拟人视域具体如下：
2.1)明确人眼辨认物体的最佳视野范围、良好视野范围和有效视野范围；
人眼在垂直方向3°和水平方向3°范围内看到的物体，其映像落在视网膜的中央凹上，是人眼辨认物体的最佳视野范围；在垂直面内水平视线以下30°，在水平面内零线左、右两侧各15°范围内，获得的物像最清晰，为良好视野范围；在垂直面内水平视线以上25°、以下35°，在水平面内零线左、右各35°的视野范围内，为有效视野范围；
2.2)在虚拟人两眼中心位置创建1个小球，将其转贴在左眼关节上，然后将小球沿视线方向移动1个视距；所述小球为视觉焦点，并且具备与眼关节同步运动的功能；采用逐点扫描算法，将眼关节在水平方向和垂直方向按照步长逐点扫描并记录下小球的三维坐标，将坐标进行图形化处理，生成虚拟人视距的最佳视域、良好视域和有效视域；
3)进行接触可达性和视觉可达性障碍检查；
通过检查可达域包络面是否包含抓取对象，进行接触可达性障碍检查，并获得其落在最大可达域或舒适可达域范围的结果；
通过检查可视域包络面是否包含观察对象，进行视觉可达性障碍检查，并获得其落在最佳视域、良好视域或有效视域的结果；
4)人因工程整合评价；
4.1)建立人因工程指标框架；
从力量、疲劳、姿势和代谢4个方面，建立人因工程指标框架，其中，力量分析包括搬运受力分析、下背部受力分析、静态力量预测、受力分析4个二级指标，所述力量分析是从力、力矩或肌肉力的大小角度来评价；疲劳分析包括手工操作极限分析和疲劳恢复分析2个二级指标，所述疲劳分析是从肌肉力量的最大值、肌肉力量达到疲劳时间、肌肉疲劳恢复时间来评价；姿势分析包括工作姿势分析、快速上肢分析2个二级指标，所述姿势分析是从人体不同操作姿态的难易程度来评价；代谢分析是指新陈代谢分析，所述代谢分析是根据计算出来的操作能量消耗是否超过人体正常承受能力来评价；
4.2)基于动素的各二级指标的权重系数确定
4.2.1)根据舰员使用与维修动作的特点，将动作分为移动类和操作类2类，移动类动作是指在使用与维修过程中的位置移动、姿势变化与调整；操作类动作则是指徒手操作和使用工具操作；
4.2.2)将上述两类动作划分为10类动素：人的移动、携物移动、调整姿势、抓取、定位、保持、放物、释放、使用工具、拆装操作；
4.2.2)确定10类动素与所有二级指标对应的权重系数；
4.3)根据权重系数计算人因工程评价值S。
2.根据权利要求1所述的舰船受限空间操作仿真评价方法，其特征在于，所述步骤1)生成虚拟人手臂可达域具体如下：
1.1)明确肩部的伸展度，肩部的外展度，肘部的伸展度的最大活动范围和舒适范围；
1.2)肩关节在水平方向上按照步长递增搜索，同时在垂直方向上按步长递减搜索；每改变一次关节的角度值，记录下手臂扫描点的一个三维坐标；
1.3)当肩关节在水平方向上搜索达到极限时，锁定肩关节水平方向，然后对肘关节进行递减搜索，同时在垂直方向上对肩关节进行递减搜索；每改变一次关节的角度值，记录下扫描点的一个三维坐标；
1.4)扫描完成后，对记录的点数据进行“网格化”处理，采用三角形表示可达域的几何表面；将上述两个活动区域的包络面合并起来，生成人的手臂可达域，包括最大可达域和舒适可达域范围。
3.根据权利要求1所述的舰船受限空间操作仿真评价方法，其特征在于，所述步骤4.2)中基于动素的各二级指标的权重系数如下：
搬运受力分析：人的移动：0、携物移动：0、调整姿势：0、抓取：0、定位：0.02、保持：0、放物：0、释放：0、使用工具：0、拆装操作：0.05；
下背部受力分析：人的移动：0.07、携物移动：0.03、调整姿势：0.03、抓取：0.03、定位：0.05、保持：0.02、放物：0.04、释放：0.05、使用工具：0.13、拆装操作：0.02；
静态力量预测：人的移动：0.13、携物移动：0、调整姿势：0.03、抓取：0.13、定位：0.06、保持：0.07、放物：0.11、释放：0.03、使用工具：0.04、拆装操作：0.04；
受力分析：人的移动：0、携物移动：0.21、调整姿势：0.19、抓取：0.16、定位：0.22、保持：0.24、放物：0.16、释放：0.28、使用工具：0.27、拆装操作：0.24；
工作姿势分析：人的移动：0.35、携物移动：0.32、调整姿势：0.42、抓取：0.35、定位：0.35、保持：0.34、放物：0.32、释放：0.41、使用工具：0.21、拆装操作：0.28；
快速上肢分析：人的移动：0.2、携物移动：0.16、调整姿势：0.11、抓取：0.11、定位：0.05、保持：0.09、放物：0.13、释放：0.03、使用工具：0.08、拆装操作：0.12；
新陈代谢分析：人的移动：0.03、携物移动：0.03、调整姿势：0、抓取：0、定位：0、保持：0、放物：0、释放：0、使用工具：0.05、拆装操作：0.05；
手工操作极限分析：人的移动：0、携物移动：0.03、调整姿势：0、抓取：0、定位：0.03、保持：0、放物：0、释放：0、使用工具：0.03、拆装操作：0.04；
疲劳恢复分析：人的移动：0.22、携物移动：0.22、调整姿势：0.22、抓取：0.22、定位：0.22、保持：0.24、放物：0.24、释放：0.20、使用工具：0.19、拆装操作：0.16。
4.根据权利要求1所述的舰船受限空间操作仿真评价方法，其特征在于，所述步骤4.3)中根据权重系数计算人因工程评价值S是根据权重系数和各二级指标评分SCORE计算人因工程综合评价值S，其中，各二级指标评分SCORE的计算方法如下：
搬运受力分析：
Figure FDA0002997359500000051
式中，LI为搬运指数，LI＞1表示负荷过度，容易出现腰痛风险，LI≤1表示当前负荷可接受；
下背部受力分析：
Figure FDA0002997359500000061
式中，L4/L5为脊椎L4/L5受力；
静态力量预测：
Figure FDA0002997359500000062
式中，Ai分别为腕关节、肘关节、肩关节、脊椎关节、髋关节、膝关节和踝关节能够正常维持该姿势的人员百分比；
受力分析：
Figure FDA0002997359500000063
式中，Bi分别为相应关节能够正常维持该姿势的人员百分比，相应关节包括右腕关节屈伸、左腕关节屈伸、右腕关节收展、左腕关节收展、右腕关节旋转、左腕关节旋转、右肘关节、左肘关节、右肩关节外展或内收、左肩关节外展或内收、右肩关节前屈或后伸、左肩关节前屈或后伸、右肩关节外旋或内旋、左肩关节外旋或内旋、脊椎关节屈伸、脊椎关节侧屈、脊椎关节旋转、右髋关节、左髋关节、右膝关节、左膝关节、右踝关节和左踝关节；
工作姿势分析：
SCORE＝25×OWAS，OWAS∈{1，2，3，4}
其中，OWAS为工作姿势评价等级；
快速上肢分析：
Figure FDA0002997359500000071
式中，RULA为快速上肢评价等级；
新陈代谢分析：
Figure FDA0002997359500000072
式中，Ejob工作过程的平均总能量消耗率；
手工操作极限分析：
Figure FDA0002997359500000081
疲劳恢复分析：
Figure FDA0002997359500000082
式中，
Figure FDA0002997359500000083
其中，[x]表示取整数函数；T为作业活动总时间，RA为疲劳恢复所需时间。
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