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3D打印機+虛擬技術 福特將流水線工傷事故降低70%

發布日期:2017-11-17 作者: 點擊:

標準化、快節奏、高強度與機械性的重復流水線作業是如今大工業時代普遍采用的制造模式,雖然這種標準化制造極大降低了生產成本,提高了生產力的同時也減少了對熟練勞動力的需求,但因為這種重復的勞動可能帶來的人身傷害,流水線作業已經被列入不人道的范疇,3D打印機+虛擬技術應運而生!


3D打印機


一個世紀以來,福特汽車公司受益于這種流水線作業的同時,也在想辦法利用各種現代科技優化生產環節,降低這種模式給裝配線上的工人帶來的傷害。據福特公司透露,自2003年以來,該公司結合人體工學、3D打印仿真、虛擬制造、以及其它工藝,已經將工人工傷事故降低了70%。該公司在每款新車發布前,都會進行900多個虛擬裝配任務評估,目前已有5萬多員工受益,工作環境安全性大大提高。


福特公司組裝人體工程學的技術負責人Allison Stephens表示:“由于組裝線是屬于體力勞動,我們把工人視為‘工業運動員’,通過人體工程試驗,獲得的數據分析,給汽車生產提供更安全的生產環境,更好的保護我們的員工?!?/p>


流水線作業對于體力的要求很高,再加上重復很多同樣的動作,很容易發生肌肉勞損。并且一旦機器發生了故障,很容易令操作人員的手或整個手臂都受傷。為了減少這種傷害的可能性,也考慮到工作人員的精神容易疲勞的可能,福特人體工學團隊運用真人和虛擬對象來事先模擬整個制造過程,通過此過程來評估風險和所需要的體力勞動。


一個用來測量各種手型所需空間大小的3D打印模型


在進行虛擬裝配任務評估的時候,主要運用到3D打印、全身動作捕捉和浸入式虛擬現實三大技術。目的為了驗證各種手掌大小的員工在操作時所需要的空間,特別是那些需要精確尺寸的工作任務。該人體工學團隊會精確地3D打印出某些流水線上的機器,用來測試其中的空間對不同的手掌是否過合適。這樣的試驗結果比虛擬模擬更可靠。


浸入式虛擬現實和全身捕捉技術,讓員工“直接”進入未來的虛擬工作站,同時收集有價值的數據


在進行全身動作捕捉時,員工的身體分布50多個動作捕捉標記,保證他們在工作時胳膊、背部、腿部和軀干進行交互的全部細節都能被捕捉。同時還會收集五萬多個數據來揭示肌肉力量、張力和不平衡受力。


最后,使用23個相機運動捕捉系統和頭戴式顯示器式雇員置身于在未來的虛擬工作站,以此來驗證試驗的結果,考察操作環境的安全性、員工的生產力水平,以及車輛設計的整體可行性。


這些虛擬的評估往往在新車發布的兩三年之前就已經開始,確保裝配過程的安全性通過檢驗,并在第一輛車產出甚至是下線之前再進行優化。到目前為止,福特已經使用虛擬制造技術改進了100多款新車型,包括2015年的野馬(Mustang)、F-150,和2016年的探索者(Explorer)。


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