Всё для надежной сварки
Печатная версия материала с сайта svarkainfo.ru - портала о сварке. При использовании материалов с сайта, пожалуйста, всегда указывайте источник или гиперссылку.
показать меню

Главная / Библиотека / Наш блог (статьи) / ноябрь 2011

2011

ноябрь

октябрь сентябрь август июль июнь май апрель март февраль январь
 

2010

декабрь ноябрь октябрь август июль июнь май апрель март январь
 

2009

декабрь ноябрь сентябрь август июль июнь май апрель март февраль январь
 

2008

декабрь ноябрь октябрь сентябрь август июль июнь май апрель март февраль январь
 

2007

ноябрь октябрь сентябрь август июль июнь май
 
RSS пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ
Главная / Библиотека / Наш блог (статьи) / ноябрь 2011

Наш блог (статьи)

Оптимизация рабочего пространства с помощью модели человека

7 ноября 2011

«Ergo-Lab» (Эрго-Лэб) – название системы, состоящей из специального программного обеспечения, инфракрасных камер и специальной экипировки, что позволяет перенести рабочее пространство в виртуальную реальность компьютера. Специалисты по эргономике компании «Форд», производящей автомобили, используют данную систему с тем, чтобы оптимизировать существующие и будущие рабочие пространства с точки зрения эргономики. Последствиями данной оптимизации является снижение количества заболеваний, вызванных работой, повышение уровня производительности и экономия средств.

Если смотреть за тем, как Эмилен Андрад выписывает па в своей экипировке, оснащенной сенсорами, можно подумать, что присутствуешь на карнавале, но лишь до того, как взглянешь на экран, расположенный позади нее. Поскольку на экране изображена так называемая человеческая модель специалиста по эргономике Эмилен Андрад, которая двигает сварочную горелку в пределах виртуального рабочего пространства. Для этой цели, инфракрасные камеры, закрепленные по периметру каркаса, записывают расположение сенсоров, закрепленных на человеке. С помощью компьютера формируется «скелет», на основе которого и создается модель человека. С помощью специальной экипировки, работник предприятия «Форд» может свободно двигаться в виртуальной реальности в режиме реального времени. В связи с этим, специальные программы отслеживают усилия, которое затрачивает Эмилен Андрад, держа сварочную горелку.

Система состоит из двух частей и называется «Ergo-Lab», что является аббревиатурой от «Лаборатории Эргономики». Первой частью является модель человека, занесенная в компьютер, с помощью которого может быть смоделировано положение тела. С этой целью каждая часть человеческого тела может изменяться по индивидуальным параметрам, для создания прототипа людей как мужского, так и женского пола, с различной конституцией тела. Вторая часть включает в себя не только экипировку, оснащенную датчиками, и специальные перчатки (Рис. 3), но и инфракрасные камеры. В дополнение к специальной экипировке работник может надеть специальную головную гарнитуру, в которой при помощи двух мониторов отражается виртуальное пространство. Таким образом, возникает ощущение, что он, или она, находится посередине виртуального пространства, окруженный сварочным оборудованием.

Избавление от односторонних перегрузок

Система «Ergo-Lab» используется компанией «Форд» с 2002 года, и отделением компании «Форд» в г. Кельн с 2008 года. Здесь анализ эргономичности рабочего пространства производится для создания новых моделей автомобилей. «В связи с этим, мы, к примеру, исследуем каким образом определенные части машины могут быть смонтированы наилучшим, с точки зрения эргономики, образом», говорит Себастьян Муско (Рис. 4), начальник отдела эргономики при европейском отделении предприятия «Форд». «Мы можем начать сборку на самых ранних этапах, когда элементы сборки находятся лишь в разработке в компьютере. В некоторых случаях мы также оптимизируем уже существующее рабочее пространство, желая убедиться в том, принесут ли некоторые изменения в реструктуризации рабочего пространства желаемый результат».

Поскольку сборка машины в автомобильной промышленности западной Европы значительно механизирована, «Лаборатория Эргономики» используется исключительно при последующей обработке. Для сравнения, в восточной Европе на производствах применяется ручная сварка, включая работу со сварочной горелкой, и главной задачей является оптимизация данных процессов (Рис. 5).

Самой сильной стороной данной системы является анализ и оптимизация рабочего пространства, учитывая нагрузки на организм и высокую степень однообразности движений, то есть одностороннюю нагрузку. Например, произведена оптимизация рабочей дистанции до объекта. Однако работники, физиологически обладающие меньшими параметрами тела, должны дотягиваться до деталей при сварке, а более высокие сотрудники не должны чувствовать себя ограниченными в движениях при одном и том же этапе сборки. Более того, вес и длина сварочной горелки не должны создавать невыносимые условия труда.

Результатом оптимизации становится такое рабочее пространство, в котором наилучшим образом совмещены все правила эргономики и аспекты процесса сборки. Так или иначе, целью оптимизации является снижение количества заболеваний, вызванных работой, и, таким образом, уменьшение потери рабочих часов, одновременно с повышением уровня производительности сотрудников предприятия. Также увеличивается уровень эффективности производства и уменьшаются затраты в связи с сокращением количества браков продукции. «Сотрудник предприятия, не подвергающийся чрезмерным нагрузкам, конечно же, будет работать эффективнее», заявляет Муско. «Если он, или она, легко дотягиваются до необходимого участка при сварке, уровень возможных дефектов значительно снижается, для сравнения с производством тех же работ по сварке, в случае, если ей, или ему, необходимо было и принимать более неудобную позу и затрачивать при этом больше усилий».

Обращаясь к реальному опыту

Все объекты, интегрированные в виртуальное пространство, должны быть представлены в виде трехмерных моделей, занесенных в компьютер. «Чем более точными данными я обладаю, тем меньше условных допущений мне необходимо сделать при симуляции», говорит Муско. «Если объект от поставщика комплектующих изделий существует в форме 3D и занесен в базу данных компьютера, то возможен случай, при котором после виртуализации рабочего пространства для сварки, мы приходим к выводу, что необходима оптимизация данной части, которую поставщик комплектующих изделий может изменить и запустить в производство без каких-либо дополнительных издержек, поскольку на начальном этапе данный объект только представлен в качестве файла в компьютере».

«Также преимуществом данной системы является то, что мы можем ее применить для оптимизации рабочего пространства реального производства, - добавляет Муско. Видео-презентация данной системы об оптимизации рабочего пространства является идеальным примером работы данной системы, без учета упущений при производстве, и мало соотносится с реальной действительностью. Все, чем мы занимаемся, основано на научных разработках. Однако мы используем различные исследования для критериев оптимизации производства, например исследования Института НИОШ (Национальный институт охраны труда) США. При нем было разработано устройство, регистрирующее давление, оказываемое на организм при подъеме того или иного груза (напр. сварочной горелки). Например, программа «3D SSPP» рассчитывает нагрузку на определенные части тела при подъеме груза и при определенных положениях тела».

«Более того, наши сотрудники участвуют в экспериментах направленных на выявление наиболее тяжелых условий труда, - говорит Муско. Несколько лет назад, мы также создали рабочую группу, сотрудничавшую с другими предприятиями по сборке автомобилей, и обменивались опытом по вопросу эргономичности рабочего пространства».

Отвечая на вопрос о преимуществах использования системы «Ergo-Lab» на малых и средних предприятиях, Стефан Гаарц, начальник отдела эргономики при европейском отделении предприятия «Форд» г. Кельн заявил, что «в основном, система лучше всего подходит для использования на предприятиях с непрерывным конвейерным производством. Конечно, нам очень помогает данная система, поскольку работа связана с высоким уровнем монотонности движений и однообразности выполняемых действий, однако мы также заинтересованы в разработке нового рабочего пространства при запуске в производство новой модели автомобиля. Малые и средние предприятия должны учитывать затраты на использование данной системы и на тренировку персонала для работы в рамках данной системы, а также оценить будут ли они использовать все возможности, предоставленные данной системой». К примеру, поскольку вся экипировка вместе с перчатками достаточно дорого стоит, для снижения затрат возможно использовать лишь отдельную часть данной системы (напр. различное программное обеспечение) для обеспечения эргономичности рабочего пространства.

Кристиан Ботур, Дюссельдорф, Германия.