Wprowadzenie do projektu podejścia uwzględniającego czynnik ludzki, w dobie współczesnego rynku konkurencyjnego, staje się koniecznością. Projektanci w przemyśle środków transportu, maszynowym oraz wysokiej technologii rozumieją i widzą potrzebę optymalizacji produktu pod względem technologii, użytkowania i konserwacji, aby produkty spełniały wymagania użytkownika, były wygodne w użyciu i posiadały przewagę nad produktami konkurencyjnymi. Często od producenta wymaga się sprawdzenia, czy wytwarzane produkty i miejsca pracy są zgodne ze standardami zdrowia, bezpieczeństwa pracy i ergonomii.

Dla użytkowników licencji Creo Parametric Human Factors, dostępne jest rzetelne rozwiązanie dla przedstawionego scenariusza. Możemy we wczesnym etapie procesu projektowego wizualizować, symulować, optymalizować i komunikować interakcje pomiędzy człowiekiem a produktem, co pozwala skrócić czas i zredukować koszty rozwoju produktu.

Projekt stanowiska pracy z obsadzonymi manekinami

Cyfrowy model człowieka dostępny w Creo pod nazwą Manikin (wersja angielska) lub Manekin (wersja polska oprogramowania), pozwala wprowadzić do projektu czynnik ludzki. Odbywa się to poprzez wstawienie do przestrzennego modelu produktu otworzonego w Creo Parametric, cyfrowego modelu człowieka. Manekin jest zaawansowanym mechanizmem, który zapewnia dokładne odwzorowanie cech fizycznych człowieka, takich jak rozmiar, kształt, widzenie, możliwości ruchowe, siła i odczucie komfortu. Wstawiając do projektu manekina, mamy możliwość określenia jego płci i narodowości, możemy w czasie rzeczywistym w pełni nim manipulować, co pozwala projektantowi rozpoznać związek pomiędzy produktem a ludźmi wchodzącymi z nim w interakcję np. konsumentem, operatorem, instalatorem, monterem lub serwisantem.
 
Dostępny w Creo cyfrowy model człowieka jest rozwiązaniem łatwym w użyciu, opartym na standardzie ISO. Pozwala na wyeliminowanie etapu tworzenia rzeczywistych prototypów produktu.

Fragment biblioteki manekinów dostępnej w Creo Parametric z obrazem przedstawiciela męskiego, żeńskiego i dziecka
 

Charakterystyka modułu Creo Parametric Human Factors

• Przyjazny interfejs w środowisku wstawiania manekina do projektu i wykonywania wszelkich modyfikacji związanych z jego położeniem i postawą.

• Możliwość wykonania analizy kolizji, odległości, prześwitu i masy.
• Możliwość obserwacji otoczenia, dla uzyskania informacji co w danym położeniu i przy określonej postawie widzi manekin.
• Możliwość przywołania stożka widzenia manekina, w celu identyfikacji, które obiekty będące składowymi produktu, są widziane przez manekina i do jakiego obszaru widoczności przynależą.

- Całkowite pole widzenia – zielony stożek
- Widzenie obuoczne (część wspólna pola widzenia prawo i lewo ocznego) - stożek żółty
- Optymalny obszar widzenia – stożek czerwony
- Obszar widzenia dokładnego - stożek fioletowy

• Polecenie "Zasięg ramion" pozwala identyfikować obszar wewnątrz zakresu ruchu manekina (dostępny dla każdego ramienia i różnych pozycji tułowia).

• Wizualizacja linii wzroku dostępna również w czasie ruchu głowy i oczu.

• Polecenie "Dociągnij" ("Reach") pozwala dociągnąć segment stóp lub dłoni (w tym palców) manekina do obiektu, na którym manekin ma wykonać zamierzone zadanie, w celu sprawdzenia stref komfortu dla połączeń kinematycznych, określających jego możliwości ruchowe.

Creo Parametric Human Factors Analysis Extension

Zadaniem konstruktora jest zapewnienie, aby zaprojektowane przez niego produkty i stanowiska pracy spełniały wysokie wymagania klientów dotyczące formy, dopasowania i funkcjonowania. Coraz większą uwagę przywiązuję się do tego, aby ostateczne produkty i stanowiska pracy były dostosowane do norm bezpieczeństwa i higieny pracy.

W celu rozwiązania tych krytycznych problemów projektowych, konstruktorzy, ergonomiści i specjaliści ds. czynnika ludzkiego w różnych branżach mogą teraz skorzystać z rozwiązania, które zapewnia głębsze zrozumienie sposobu wytwarzania, użytkowania i konserwacji produktów i miejsc pracy.

Konstruktorzy, dla których dostępna jest licencja Creo Parametric Human Factors Analysis Extension, mogą wizualizować, symulować i komunikować złożone interakcje w układzie człowiek-produkt-stanowisko robocze we wczesnej fazie projektowania. Dzięki temu produkty i stanowiska pracy są zoptymalizowane pod kątem czynnika ludzkiego, mogą szybciej pojawić się na rynku, co obniża koszty rozwoju produktu.

Dla użytkowników licencji Creo Parametric Human Factors Analysis możliwym jest testowanie projektu pod kątem wielu ilościowych współczynników ludzkich, standardów dla miejsca pracy i przyjętych norm we wczesnym etapie procesu rozwoju produktu. Określając, jaka siła jest potrzebna aby popchnąć, pociągnąć, przenieść bądź podnieść produkt można upewnić się, że zadanie jest zoptymalizowane dla docelowej populacji ludzkiej. Zrozumienie interakcji człowiek - produkt, pomoże udoskonalić proces rozwoju produktu.

Licencja Creo Parametric Human Factors Analysis Extension pozwala łatwo przeanalizować i zoptymalizować interakcje człowiek – produkt – miejsce pracy przy użyciu dedykowanego zbioru algorytmów analizy który dostępnych jest w intuicyjnym interfejsie użytkownika.

W celu dogłębnej oceny interakcji człowiek – produkt – miejsce pracy (np. praca fizyczna w zakładzie pracy, polegająca na wykonywaniu powtarzających się czynności), projektanci i eksperci od czynnika ludzkiego dysponują możliwością walidacji projektu pod kątem wielu ilościowych czynników ludzkich oraz standardów i wytycznych w miejscu pracy:

• Ocena ryzyka zawodowego metodą RULA (Rapid Upper Limb Assessment)
• Ocena ciągnięcia i pchania ładunku w oparciu o analizę SNOOK’a

Wynik przeprowadzonej analizy ciągnięcia i pchania ładunku (SNOOK) dla manekina o określonej postawie

• Ocena podnoszenia i opuszczania ładunku w oparciu o analizę SNOOK’a
• Ocena przenoszenia ładunku w oparciu o analizę SNOOK’a
• Ocena podnoszenia ładunków w oparciu o analizę NIOSH91

Wynik przeprowadzonej analizy podnoszenia i popychania ładunku (NIOSH) dla przedstawionych postaw manekina (początkowa i końcowa postawa patrząc od lewej strony)

• Analiza kąta komfortu

Analiza komfortu wykonana w oparciu o plik kąta komfortu cruising_bike_HS_2.mca
 

Charakterystyka modułu Creo Parametric Human Factors Analysis

• Umieszczenie manekina we właściwej postawie zgodnej z założonym scenariuszem. Możliwość zapamiętania aktualnej pozycji i postawy manekina i przywołania jej w dogodnej chwili np. na potrzeby analizy.
• Wykonanie żądanej analizy poprzez zastosowanie algorytmów właściwych dla czynności popychania, ciągnięcia, podnoszenia ładunku i innych działań ruchowych zdeterminowanych strukturą przestrzenną stanowiska pracy.
• Zastąpienie wstawionego do złożenia manekina innym, powtórzenie analizy w celu oszacowania wpływu jaki na projekt wywiera cała docelowa populacja.
• Aktualizacja zapisanej analizy dla określonego zadania.

Funkcjonalność manekina została udostępniona przez PTC od wersji Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 M060. Do końca 2018 roku użytkownicy podstawowej wersji programu mogli jedynie korzystać z ograniczonej funkcjonalności modułu (tzw. Manikin Lite), która pozwalała wykorzystać tylko jedną postać manekina, a liczba aktywnych poleceń na karcie Manekin była ograniczona. Funkcjonalność ograniczała się do możliwości wstawienia manekina do pliku złożeniowego i zmiany jego położenia i postawy. Nie można było zapisać pliku złożenia do chwili, gdy manekin był jego elementem składowym.

Obecnie, dla użytkowników subskrypcyjnej licencji podstawowej (Creo Essentials), opisana funkcjonalność jest dostępna w pełnym zakresie przedstawionym w artykule. Zachęcamy do zapoznania się z możliwościami środowiska Creo Parametric na stronie www.3dpro.com.pl.
 

Autor: mgr inż. Małgorzata Jabłońska