TRENDY V POČÍTAČOVÉM PROJEKTOVÁNÍ VÝROBNÍCH SYSTÉMŮ ERGONOMICKÉ SIMULACE PODNIKOVÝCH PROCESŮ Ing. V. Glombíková, PhD.
Systémy pro simulaci výrobních systémů Systémy vyznačující se schopností vyhodnocení kapacit výrobní dispozice, činnosti dopravního a skladového systému, informačního toku i systému řízení současně ještě před samotnou výstavbou výrobního systému. Umožňují odstranit efekt lokální optimalizace, který se projěvuje při velkém počtu variant řešení systému.
2D počítačová simulace konfekční dílny v systému Witness
3D virtuální model konfekční dílny - systém WITNESS VR
Systémy pro počítačové projektování výrobních systémů Systémy umožňující projektování celého výrobního systému (VS), nadefinování rozmístění strojů, dopravníků, skladovacích prostor atd. Tvorba 2D nebo 3D virtualního obrazu VS před jeho budováním buď pomocí čistě software aplikací nebo také hardwaru jako: projektory, skenery, kamery atd..
Trendy v počítačovém projektování výrobních systémů
Pracovní prostředí systému EON Planner
Pracovní prostředí systému 3D Create
Využití reverzního inženýrství pro počítačové projektování výrobních systémů
Postup 3D laserového skenování části výrobní linky
Trojrozměrné zobrazení výrobní linky pomocou 3D laserového skenování
3D laserové skenování - technologie reverzního inženýrství reprezentující moderní přístup digitalizace prostorové informace o snímaném objekte. Využití: při 3D projektovaní výrobků a výrobních systémů se zaměřením na těžko přístupné objekty a prostory (průmyslové, umělecké, historické) a nebezpečné prostory, pro získávaní podkladů pro digitalizaci, animaci a tvorbu 3D modelů.
Trendy v počítačovém projektování výrobních systémů
Schéma používání EON ICUBE
Trendy v počítačovém projektování výrobních systémů
EON ICube - produkt společnosti EON Reality pro projktování a zobrazování výrobních systémů. Technologie umožňující pohyb ve virtuálním prostředí. Uživatelé jsou obklopení virtuálním obrazem a zvukem. Jednotlivé zobrazované objekty se vznášejí v trojrozměrném prostoru, uživatelé se jich mohou dotknout, manipulovat s nimi v reálném čase.
ERGONOMICKÉ SIMULACE PODNIKOVÝCH PROCESŮ
"ČLOVĚČE – PŘIZPŮSOB SE STROJI" Nutnost respektovat limity člověka – vliv na bezpečnost práce, výrobní čas, výslednou kvalitu a na celkové náklady vývoje a výroby.
Ergonomie věda zabývající se optimalizaci lidské činnosti a to zejména vhodnými tvary a rozměry nástrojů, nábytků a jiných předmětů cílem je dosažení přizpůsobení pracovních podmínek (např: tvar používaných předmětů a nástrojů, …) výkonnostním možnostem člověka (pohybové možnosti člověka, rozměry lidského těla, …)
Význam ergonomie Každé pracoviště, ve kterém působí lidský jedinec (např. montážní linka, pracoviště řidiče) musí brát v úvahu limity a variabilitu osob v populaci z hlediska : jejich rozměrů (antropometrie), sil, schopností apod..
Ergonomické analýzy na virtuálních lidech Počítačové systémy pro simulaci a modelování lidského těla, využívané k analýzám vlivů okolního prostředí a procesů na člověka v navrhovaných provozech.
Vizualizace lidských pohybů a jejich fyzikální analýza
Tecnomatix Jack
produkt fy. Siemens PLM software, software umožňující podrobné ergonomické analýzy a simulace budoucích pracovišť a operací, nebo i optimalizaci stávajícího prostředí. Jack je komplexní nástroj pro studii lidského chování a ergonomie.
digitální člověk (Jack or Jill) je umístěn do virtuálního pracovního prostředí, je mu přiřazen pracovní úkol a poté se analyzují jeho výkony. Zjistíme co vidí, kam dosáhne, jak pohodlně se cítí, kdy a proč mu hrozí nebezpečí poranění a bolesti, kdy se unaví a mnoho dalších důležitých ergonomických informací.
Tecnomatix Jack digitální biomechanicky přesný model člověka ( různých velikostí, váhy a pohlaví, stáří) s přirozenými pohyby, rozsahy kloubů a reálnými vlastnostmi (model vychází ze studií NASA). Skládá se ze 69 segmentů a 69 kloubů - z nichž některé mají více os a více stupňů volnosti, celkem 135 stupňů volnosti. Pomocí manipulace s těmito jednotlivými klouby nebo manipulací s celky (jako paže, trup, nohy atd.) inverzní kinematikou, postavu nastavíme do žádané výchozí pracovní pozice, případně lze využít již předpřipravené knihovny s 30 základními „startovními “pracovními polohami.
Základní (moduly) funkce programu Tecnomatix Jack vyhodnocení dosahových vzdáleností (= možnost simulace pozic zkoumající maximální dosah figury) zobrazení zorného pole figury (= pohled očima figury s možností změřit vzdálenost mezi okem a cílem pozorování) test kolizí při pohybu figury (možno využít např. při pohybu mezi předměty, pohybu figury na vozíčku při simulaci osob s omezenou možností pohybu apod.)
Advanced moduly programu Tecnomatix Jack modul pro analýzu zátěže kritických částí těla (TAT = Task Analysis Toolkit = vyhodnocení možnosti zranění člověka zaviněného např. prací s břemeny, vyhodnocení únavy člověka apod.) Analýza síly působící na páteř a bederní část při různých postojích, výpočet hmotnostních limitů při zvedacích úkonech, kalkulace času potřebného pro provedení dane činnosti dle MTM, stanovení metabolického energetického výdeje operátora, analýza diskomfortu pracovní pozice založená na pozici zad, rukou, nohou a míře zatížení, stanovení přiměřeného času oddychu pracovníka vzhledem k vykonané operaci, atd. modul pro omezené vnitřní prostory (OPT = Occupant Packaging Toolkit = simulace pohybů figury v kabině aut, letadel apod. s možností vyhodnocení jejího pohodlí a výkonnosti v rámci simulace různých činností).
Další systémy pro simulaci ergonomie CATIA, CATIA V5R19 (fy. Dassault Systèmes) a DELMIA V5 Human (fy. Dassault Systèmes), Ramsis fy. Human Solution atd.
Další systémy pro simulaci ergonomie
Firma Siemens PLM Software od 3/2014 zpřístupnila sofistikovanou aplikaci Tecnomatic Jack bezplatně pro studenty, kteří se zaregistrují na jejím webu.
Literatura Havrila, M., Počítačové projektovanie, Prešov, 2008, ISBN 978-80-553-0047-4 Havrila, M., Trendy v počítačovom projektovaní výrobných systémov, online cit. [201303-30], dostupné z http://www.fvt.tuke.sk/journal/pdf09/1-str-88-91.pdf Havrila, M., Tendencie v rozvoji počítačovej simulácie výrobných systémov. Manufacturing Engineering/Výrobné inžinierstvo, FVT TU Prešov, č. 3, 2008, VII, str. 21-23, ISSN 1335-7972 Geta Centrum s.r.o, Optimalizace pracoviště v digitální továrně, PLM Siemens, online cit. [2014-02-28], https://www.plm.automation.siemens.com/en_us/academic/resources/tecnomatix/index.sh tml Tecnomatix Jack, online cit. [2014-01-02], dostupné z http://digipod.zcu.cz/index.php/cs/oblasti-nasazeni/ergonomie/jack Technomatic jack, Enviform, http://www.enviformess.cz/?page_id=74 Baumbruk, M., Výhody integrace komponent digitální továrny: od PLM až k virtuálnímu ověřování, Siemens PLM software Lacko, B., Navrhování systémů řízení, Studijní text, Brno, 2006 Leeder, E., Digitální továrna – mocný nástroj pro průmyslovou výrobu, AUTOMA 7/2008, s.56-58
