ZAVÁDĚNÍ ERGONOMICKÉHO SOFTWARU TECHNOMATIX JACK NA PRACOVIŠTĚ OPD

Transkript

1 STUDIJNÍ OBOR PRŮMYSLOVÝ DESIGN ZAVÁDĚNÍ ERGONOMICKÉHO SOFTWARU TECHNOMATIX JACK NA PRACOVIŠTĚ OPD Ukázky diplomových prací Dopravní technika Dana Rubínová Odbor průmyslového designu B2/ 214 tel.: : rubinova@fme.vutbr.cz

2 ÚVOD STUDIJNÍ DO PROBLEMATIKY OBOR PRŮMYSLOVÝ DESIGN Ukázky diplomových prací Grantový projekt FRVŠ 28/2007 Inovace předmětů oboru Průmyslový design ve strojírenství Dopravní - Ergonomie technikaa Ateliér- ergonomie. Konkrétní výstupy: zpracované projekty řešené studenty OPD počítačová vizualizace ergonomické situace Pořízením špičkového ergonomického softwaru JACK od firmy UGS PLM Solutions a jeho využitím pro výuku se Odbor průmyslového designu Ústavu konstruování stává unikátním pracovištěm v rámci českého vysokého školství

3 SOUČASNÝ STAV Ukázky diplomových prací Problém: Dopravní Lidský faktor technika není často v návrhu konstrukce, technologie výroby, montáže, ale ani v servisu a údržbě dostatečně včas a důkladně zahrnut. Praxe: Produkt je intuitivně navržen s uvážením některých základních známých ergonomických principů a případné potíže se zjistí a řeší až zpětně. a) lepší případ: ergonomické nedostatky se naleznou na fyzicky vyrobeném prototypu b) horší případ: zjištění nedostatků až během funkce hotového výrobku Nutno již v návrhové fázi brát v úvahu limity a variabilitu osob v populaci: - rozměry (= antropometrie) - síly - schopnosti

4 DIGITAL HUMAN MODELING Ukázky diplomových prací Ergonomický nástroj JACK Software firmy UGS Technomatix Jack - podrobné ergonomické analýzy a simulace budoucích pracovišť a operací - optimalizace stávajícího prostředí - komplexní nástroj pro studii lidského chování a ergonomie Biomechanicky přesný digitální model člověka simulace velikosti, váhy a pohlaví, stáří, poté přiřazení úkolu a poté analýza jeho činnosti. Studie v Jackovi statická pohybová

5 DIGITAL HUMAN MODELING Ukázky diplomových prací Pro-aktivní ergonomie: DHM simulace umožňuje zavést do praxe novou filosofii tzv. pro aktivní přístup k ergonomii. Pomocí pro-aktivní ergonomie v porovnání s reaktivním přístupem: problémům předcházíme, místo abychom je řešili zpětně pracovní operace se simulují pomocí přesného digitálního modelu člověka v rozsahu velikosti populace pracovníků schopnosti a potřeby budoucích pracovníků se zohlední v samém počátku vývoje ještě před výrobou fyzického prototypu změny v digitálním prostředí CADu jsou mnohem méně nákladné a časově náročné než změny na prototypu nebo výrobní lince

6 ROZMĚRY ČLOVĚKA 50% muž 95% muž

7 ROZMĚRY ČLOVĚKA 50% žena 5% žena

8 ROZMĚRY ČLOVĚKA 5leté dítě

9 ROZMĚRY ČLOVĚKA Ukázky diplomových prací Pro analýzy rozšíříme percentil populace o variaci velikosti a proporcí z databáze Principal Component Manikin

10 DOSAHOVÉ POLE Ukázky Pro vygenerování diplomových maximálního prací a pohodlného dosahu slouží nástroj Reach zone

11 ZORNÉ POLE Určení ZP při definované poloze hlavy, poloze očí a zorné vzdálenosti pomocí nástroje Eye view

12 VÝHLEDOVÉ POLE Určení výhledového pole při definované poloze hlavy, poloze očí pomocí nástroje View cones

13 PODROBNÝ MODEL RUKY Modul Advanced Hand obsahuje knihovnu typických pozic ruky při nejtypičtějších činnostech člověka, umožňuje antropometricky přesný model ruky buď nastavením délky a šířky ruky nebo zadáním percentilu

14 MODEL RUKY V INTERAKCI S OBJEKTEM Nahráním objektu a nastavením pozice ruky při držení lze simulovat konkrétní typ úchopu

15 ANALÝZA ZATÍŽENÍ 3 stupně zatížení: Zelená práce je ergonomicky přijatelná. Žlutá jsou třeba podrobnější analýzy, střední priorita Červená potencionální vážný problém, vysoké riziko poranění nebo existuje problém proveditelnosti a je třeba hledat řešení. Tlaková síla na obratli je nad kritickým limitem NIOSH Tlaková síla na obratli je nad doporučeným limitem NIOSH

16 POSTUP PRÁCE PŘI ERGONOMICKÉ ANALÝZE 1. krok: Nastavení pracovníka do pracovní pozice Model člověka v Jackovi má reálné biomechanické vlastnosti s přirozeným pohybem a rozsahy kloubů. Skládá se ze 71 segmentů a 69 kloubů - celkem 135 stupňů volnosti. Pomocí manipulace s těmito jednotlivými klouby nebo manipulací s celky inverzní kinematikou, postavu nastavíme do výchozí pozice

17 POSTUP PRÁCE PŘI ERGONOMICKÉ ANALÝZE 2. krok: Simulace pracovního úkolu Následuje simulace pracovního úkolu. Studie v Jackovi se může zpracovat: 1) staticky (bez modelování celého pohybu) 2) dynamicky (tj. se vytvoří animace pracovního úkolu v reálném čase). Tuto animaci lze vytvořit nejen pomocí velmi výkonných simulačních nástrojů, ale také ji sejmout z pohybu skutečného člověka použitím nástrojů virtuální reality

18 POSTUP PRÁCE PŘI ERGONOMICKÉ ANALÝZE 3. krok: Ergonomická analýza pracoviště a pracovního procesu Jack nám řekne, jak si pracovník povede v simulované situaci. Zjistí se, jak budou pracovníci vykonávat daný úkol, analyzuje se nebezpečí zranění, potřebné síly, dosahy, výhled, úchopy, únava, časový sled operací, posloupnost práce, optimalizuje se rozmístění nástrojů a strojů na pracovišti, ověří se smontovatelnost dílů a řada dalších faktorů. Návrh interiéru. Viditelnost, přístupnost, zatížení při nakládání bagáže pro rozsah velikostí osob z populace

19 UKÁZKA: ANALÝZA KUCHYNĚ Kolize 95% muž/ digestoř Dosahové pole 50% muž Mycí centrum 50% žena Dosahy do horních polic 50% muž 5% žena

20 UKÁZKA: INTERIÉR POŠTOVNÍ DODÁVKY

21 UKÁZKA: MÍSTO ŘIDIČE / PILOTA

22 UKÁZKA: ANIMACE Anim06.mpg

23 STUDIJNÍ OBOR PRŮMYSLOVÝ DESIGN Ukázky diplomových prací Dopravní technika DĚKUJI ZA POZORNOST