12. 9. 2017

Tecnomatix Human - návrhy pracovišť a strojů z pohledu člověka

Konstruktéři se při návrhu pracovišť a strojů setkávají s otázkami spojenými nejen s ergonomií a bezpečností práce, ale třeba i s proveditelností operace z pohledu člověka. Obvykle je třeba odpovědět na otázky typu: Jak je možné identifikovat problémové úlohy dříve než začne výroba? Jak zajistit, aby navržené pracoviště vyhovovalo celé populaci? Jak zjistit, zda práce nepovede ke zranění nebo přetížení pracovníků? Je zajištěn dostatečný přístup pro servis a údržbu? Jak rychle zhodnotit návrh pracoviště a sekvenci manuálních operací? Na všechny tyto otázky pomůže odpovědět Tecnomatix Human.


Široká škála antropometrických databází

Tecnomatix obsahuje několik antropometrických databází, které pokrývají lidskou populaci na všech světadílech. V rámci každé databáze vázané na určitou zemi nebo průmyslové odvětví lze nastavit, zda vložený simulační model člověka bude ženského nebo mužského pohlaví, jaké bude výšky a hmotnosti. V případě potřeby lze dokonce detailně proporce simulačního modelu člověka editovat.
Zajímavé je, že pokud se pro určitý simulační model člověka (např. průměrného Němce mužského pohlaví) připraví nějaká studie, lze kdykoli zaměnit stávající model za jiný (např. velmi malou Němku), což přináší možnost rychle otestovat navržený výrobek, stroj či pracoviště pro širokou škálu lidí.

Pracovní polohy

Tecnomatix HumanPři testování pracovních poloh používá Tecnomatix nástroj Human Posturing, který umožňuje snadné napozicování lidského těla do cílové polohy. Lze přímo v jediném dialogu nastavovat přesně každý kloub zvlášť nebo využívat funkce Posture prediction, kdy se manipulátorem nastavuje poloha např. jedné končetiny a přitom se automaticky přepočítává natočení zbytku těla. V případě, že je třeba, aby se model člověka něčeho dotknul či uchopil nějaký předmět, lze využít funkce Touch, Reach a Grasp. V nejnovější verzi Tecnomatix už dovoluje dokonce i nastavovat každý prst zvlášť, článek po článku.
Velmi zajímavou cestou jak vytvořit kýženou pracovní polohu, je použití nástrojů Motion Capture. Tecnomatix podporuje celou řadu optických i gyroskopických snímací obleků, datových rukavic a dokonce je možno použít sensor Microsoft Kinect for Windows. Navíc je rozhraní pro motion capture zařízení otevřené, takže je možno doprogramovat vlastní customizace.
Pokud je třeba, dá se nastavit, že se simulovaný člověk bude opírat jednou či oběma rukama o nějaký předmět. Dokonce je možné zajistit, aby mu na ruce působila definovaná síla v zadaném směru. Pokud je nutno, aby oči sledovaly pohybující se ruku, lze to také nastavit. Natočení hlavy, krku a částečně i zad potom závisí na poloze sledované ruky. Všechny tyto vnější vlivy a nastavení uživatele určují konečnou pracovní polohu, kterou Tecnomatix vytvoří. Vytvořené pracovní polohy se dají uložit do knihovny (Posture Library) pro pozdější použití nebo pro kopírování na jiné simulační modely člověka.

Návrh pracoviště

Tecnomatix HumanPři studiu pracovišť se používají analýzy dosahu a viditelnosti: Buď simulačně – model člověka se pokusně nastaví do všech pracovních pozic a kontroluje se, zda všude, kam má, dosáhne, a vidí vše, co má při své činnosti vidět, nebo staticky - pomocí nástroje Reach Envelopes, kdy si může uživatel nastavit, který bod na horní končetině potřebuje sledovat jako klíčový z pohledu dosahu. Pro statickou analýzu viditelnosti se využívají nejčastěji Vision Envelopes, což jsou vlastně dva kužely reprezentující prostorový úhel pohledu pro každé oko zvlášť. Druhou možností je použití Vision Window, které zobrazuje přesně to, co virtuální člověk vidí.
Dalším důležitým aspektem jsou kolize. Je třeba zajistit, aby při práci na pracovišti či při ovládání stroje měl operátor možnost bez problémů všude dosáhnout, aniž by při tom rukama či jinou částí těla narážel do překážek a zraňoval se. V Tecnomatixu se k tomu používá kontrola kolizí pomocí nástroje Collision Viewer, kde lze vytvořit libovolný počet kolizních sad a lze dokonce i nastavit, že se nebude hlídat pouze vlastní kolize (dotek), ale i přiblížení končetiny k překážce do definované vzdálenosti.

Analytické nástroje

Nedílnou součástí návrhu pracoviště, stroje či výrobku, jsou analýzy podle mezinárodně uznávaných metodik a kritérií. Tecnomatix obsahuje celou řadu takových metod; jmenovitě například OWAS, RULA, NIOSH Lifting. Při návrhu a hodnocení interiérů vozidel a letadel se používají především metodiky podle tzv. J-standards vytvořených organizací Society of Automotive Engineers (SAE). Tyto SAE normy a nástroje umožňují hodnotit komfort cestujícího/řidiče na sedadle a jednotně navrhovat optimální interiér kabiny. Pro časové analýzy se používá metodika MTM. Navíc je obsažen i modul, který umí přímo spolupracovat s TiCon a EAWS.
Všechny výstupy z analýzy se automaticky ukládají na lokální disk, odkud mohou být kdykoli otevřeny v Report Vieweru, kde je možno všechny uložené výsledky spravovat, prohlížet a tisknout.

Simulace

V případě potřeby simulovat a vizualizovat práci člověka se využívá Task Simulation Builder, který je velmi silným nástrojem k rychlému vytvoření hrubé simulace, které se dají použít pro marketingové a prezentační účely, jako školicí video pro operátory nebo jako nástroj pro první identifikaci problematických míst v návrhu zařízení a pracovních operací.
V Task Simulation Builderu jsou předpřipraveni průvodci pro nejběžnější typy operací vykonávaných člověkem (např. jdi, uchop, přemísti, polož) a základní operace s objekty na pracovišti (přesuň, čekej, připoj, odpoj). Všechny kroky simulace (operace) se za sebe řadí v Ganttově diagramu, kde je lze přehledně upravovat a měnit jejich pořadí. Díky těmto nástrojům zvládne i nezkušený uživatel velmi rychle vytvořit potřebnou simulaci.