Virtuální svět výrobního podniku Ergonomie

Transkript

Virtuální svět výrobního podniku
Ergonomie
Martin Baumruk
Siemens PLM Connection 2012
Česká republika
3. – 5. června, Seč
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved.
Digitální továrna – plánování a verifikace procesů
CAM
Montáž
Robotické operace,
OLP
3D layout
Manuální operace
ergonomie
Plánování a
management výroby
Logistika,
tok materiálu,
úzký místa
Kvalita
Výrobní dokumentace
Podpora výroby
MES, HMI/SCADA
Page 2
© 2011. Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reserved
Siemens PLM Software
Je toto továrna budoucnosti?
???
Page 3
Jak ušít pracoviště na míru budoucím pracovníkům?
Page 4
Digital Human Modeling
Jack je virtuální model člověka sloužící
pro
„human-centered design“
 Konstrukce: Návrh ergonomických
produktů.
 Technologie: Návrh produktivního a
ergonomického pracoviště.
 Servis a údržba: Vyhodnocení
proveditelnosti servisu a oprav.
 Školení: Aplikace pro dokumentaci a
školení.
Page 5
Proč pro-aktivní ergonomie?
 Detekce nedostatků v konstrukci a
procesu až při běhu výroby vede k
časově náročným a nákladným změnám.
 Digitální simulace umožní analyzovat
interakci člověka a prostředí pracoviště
už v rané fázi plánování konceptu jen
pomocí CAD modelu.
 Všichni kdo spolupracují na vývoji si
mohou vizualizovat působení budoucích
uživatelů a navrhnout vylepšení. Klíčová
návrhová rozhodnutí mohou být
provedena a schválena včas a na
základě širšího porozumění a omezí se
tak řada zbytečných kroků, které by se
objevily až později ve vývoji.
Page 6
Pro-aktivní přístup k ergonomii – simulace lidského faktoru
Problémům se snažímě předejít, místo abychom řešili
jejich následky.
 Interakce člověka a stroje vyhodnotíme
pomocí simulace v 3D CAD modelu.
 Funkční a ergonomické chyby objevíme v
samém počátku vývoje.
 Změny v digitálním prostředí CADu jsou
mnohem méně nákladné a časově náročné
než změny na hotovém produktu.
Page 7
Co je Tecnomatix Jack?
Virtuální lidé, Virtuální prostředí, Reálné řešení
 Jack/Jill je biomechanicky přesný digitální
model člověka s reálným fyziologickým
rozsahem pohybů kloubů a antropometrií.
 Jack umožňuje rychlé vytváření pracovních
poloh simulace pohybů.
Page 8
Co je Tecnomatix Jack?
Virtuální lidé, Virtuální prostředí, Reálné řešení
 Pomocí databáze populačních průzkumů
definujeme velikost a tvar modelu pracovníka.
 Podrobné nástroje pro analýzu výkonů,
zatížení a porovnání s ergonomickými
standardy.
Page 9
Jack v práci
Digitální model prostředí
 V Jackovi, knihovna základních objektů.
 Import z CAD.
 Teamcenter, Process Designer, FCAD,…
►
Model člověka, antropometrie
 Vložíme model člověka, určíme jeho
velikost - cílový rozsah populace.
►
Simulace pracovního úkonu:
 Staticky
 Animace operací
►
Page 10
Analýza proveditelnosti a ergonomie manuálních operací
Je pracovní operace takto
proveditelná?




?
3D layout
Dosahy
Prostor
Viditelnost
Čas, stihne se to v taktu?
 MTM analýza
Průmyslové inženýrství
Technologie
Bezpečnostní
rizika?
BOZP
Page 11
 Je pracovní poloha ergonomicky
přijatelná?
 Síly a zatížení?
 Manipulace s břemeny?
 Zatížení rukou při opakovaných
úkonech
 Je pracoviště v souladu s
legislativou a podnikovými ergo.
standardy?
(NV 361/2007 Sb., EAWS, OWAS,
RULA, Low Back, EU 89/391/EEC,
98/37/EC, ČSN EN 1005, Force Solver,
…)
SimulaceSiemens PLM Software
Analýza proveditelnosti a ergonomie manuálních operací
 Je poloha pracovníka ergonomicky přijatelná (montážní výšky,..)?
 Je v dispozici dostatek prostoru?
 Kam pracovníci dosáhnou?
 Co různí lidé uvidí/neuvidí?
Page 12
TAT - ergonomické analýzy, standardy a legislativa
► Je pracoviště v souladu s ergonomickými
standardy a legislativou (361/2007sb., 68/2010,
EAWS,.. )?
 Low Back Analysis
 NIOSH lifting (ČSN EN 1005-2)
 Static Strength Prediction.
 Fatique Analysis
 Manual Material Handling Limit (Liberty Mutual)
 Metabolic Energy Expenditure
 OWAS
 RULA
 MTM-1
Page 13
NV 361/2007 Sb. - hodnocení pracovních poloh
 Definuje způsob pro hodnocení polohy trupu, krku
a hlavy, horních a dolních končetin.
 Definuje limity pro nepřijatelné a nefyziologické
polohy.
Page 14
NV 361/2007 Sb. - hodnocení pracovních poloh
Page 15
Ergonomické analýzy TAT (Task Analysis Toolkit)
► Low Back Analysis
3400N (Low Back Compresion Action Design
limit).
6400N (NIOSH Back Compression Maximum
Limit)
1000N (L4/L5 Disc Shear, A/P Shear, Lateral
Shear)
Page 16
Ergonomické analýzy TAT
► RULA, OWAS
Page 17
► NIOSH lifting
RWL  LC  HM VM  DM  AM  FM  CM
LI 
L
RWL
Dle ČSN EN 1005-2
(Bezpečnost strojních zařízení 2002):
LI ≤ 0.85
0.85 < LI < 1
LI > 1
Riziko lze považovat za přijatelné.
Existuje významné riziko.
Je nutné přepracování stroje/operace.
Dle NIOSH:
LI > 1
Znamená zvýšené riziko poškození muskuloskeletárního
systému a vzniku bolesti zad u jisté části pracovní populace. Je nutná
modifikace pracoviště.
LI > 3
Téměř všichni pracovníci z populace budou vystaveny riziku
poškození.
Page 18
NV 361/2007 Sb. – Manipulace s břemeny
Page 19
► Force Solver
Page 20
Kvantitativní systémy vyhodnocení ergonomického
rizika zaviněné biomechanickým přetížením
1. úroveň – rychlý screening – zmapování rizikových oblastí
2. úroveň – podrobná analýza, výpočet hodnotících indexů. Je použita
pokud systém 1. úrovně detekoval riziko.
Page 21
EAWS (European Assembly Worksheet)
• EAWS patří mezi checklisty 1. úrovně, avšak svou podstatou, užitou
metodikou i normami je spíše na pomezí mezi 1.a 2. úrovní.
• Metodika EAWS byla vyvinuta Institutem pro Ergonomii z
Darmštadské Technické Univerzity (IAD) ve spolupráci s
Mezinárodním MTM úřadem a otestován u evropských výrobců
vozidel a automotive výrobců.
• EAWS vyhovuje požadavkům směrnic EU 89/391/EEC, 98/37/EC,
EN1005 atd.
• EAWS přiřazuje pracovnímu zatížení a vynaloženému úsilí na práci
body za ergonomicky nežádoucí a nepříznivé situace.
• Výsledný součet bodů roste s intenzitou a trváním pracovního
zatížení.
Page 22
EAWS (European Assembly Worksheet)
 EAWS zahrnuje různé typy zatížení jako jsou postoj těla, působící
síly, manuální manipulaci s materiálem a opakovanou zátěž horních
končetin.
 Výhodou metodiky EAWS je, že je možné tuto
metodiku aplikovat jak ve výrobních, tak i plánovacích
fázích.
Page 23
EAWS analýza v Process Simulate v10.1
Page 24
Simulace pracovní operace
3D model
Statická analýza, poloha, dosah,
prostor, kolize, viditelnost, zatížení
Jsou potřeba podrobnější
analýzy a simulace pohybu?
Jack
Simulace
pohybu
Page 25
Jack + MotionSiemens
Capture
PLM Software
Jack + Motion Capture
Data gloves
Motion Capture
Prototyp – propojení s Microsoft Kinect
Page 26
Head-Mounted Display
Jack a Microsoft Kinect
.
Viewer
Siemens
Microsoft Skeletal
 Tecnomatix vývojový tým v současné době testuje prototyp interface
mezi Jack/PS a Microsoft Kinect připojený přes USB.
Page 27
Jack a Microsoft Kinect
Funkce prototypu:
 Posturing mode – trackování polohy
 Exploraiton mode – procházení a prohlížení prostředí
 Ovládání hlasem
Page 28
Tady žije Jack!
Page 29
Tady žije Jack!
Uživatelé v ČR:
Univerzity:
Vybrané projekty:
Page 30
Případová studie ŠKODA AUTO
Page 31
 Aplikace Tecnomatix + Motion Capture
Page 32
 Cílem VR studia je kontinuálně zlepšovat ergonomii a bezpečnost
pracovišť a výrobních procesů ve ŠKODA AUTO, minimalizovat rizika
zranění a vzniku nemocí z povolání, snížit ztrátové časy a dodatečné
náklady na opravy/úpravy způsobené špatnou ergonomií a čas
záběhu výroby, zvýšit kvalitu prostředí a procesu a maximalizovat
komfort a spokojenost pracovníků.
 VR studio slouží převážně pro ergo. simulace. Vybavení: HD
projektory, LCD obrazovkou a 3D PowerWall.
Page 33
Případová studie ŠKODA AUTO - očekávané cíle:





Zlepšení pracovních podmínek zaměstnanců.
Snížení počtů nemocí z povolání a s tím související snížení nákladů.
Řešení ergonomie již v předvýrobní fázi projektu.
Podpora aktivit odborných útvarů.
Digitální ověření proveditelnosti montážních operací v souladu s
ekonomickými standardy a legislativou.
Page 34
Případová studie CONTINENTAL
Page 35
 Projekt sedadla PSCM Mechatronic (Daimler).
 Modelování stanic (stamping, cutting, welding, ...).
Page 36
 „Modelování ve 3D a simulace v Jackovi nám pomohlo najít přes 100
vylepšení na všech zařízeních a ulehčit lidem práci.“
Page 37
Shrnutí – cíle simulace ergonomie v Digitální továrně
 Zahrnout lidský faktor do plánování výroby dostatečně včas a
důkladně.
 Optimalizovat pracoviště z hlediska funkčnosti a ergonomie.
 Zvýšit produktivitu.
 Zkrátit čas testování reálného prototypu a čas záběhu výroby.
 Minimalizovat přídavné náklady související s nevhodnou
ergonomií.
►
Klíčová je prevence
Page 38
Děkuji za pozornost
Martin Baumruk
[email protected]
© Siemens AG 2012. All Rights Reserved.

Virtuální svět výrobního podniku Ergonomie

Transkript

Podobné dokumenty

seamless seamless seamless

Životopis - 1. lékařská fakulta UK

Process Simulate - Manuál

Produktová brožura

VŠEOBECNÝ KATALOG

GA08 - Úřad pro civilní letectví

Solid Edge se Synchronní technologií

Způsoby zabezpečení cloudových služeb Microsoft

AX ZPR08.indd - AXIOM TECH sro

VIP syndrom - Zachrannasluzba.cz

Siemens PLM Software

TeeTRACK - CS SOFT