General Motors sử dụng thực tế ảo và mô phỏng con người để phát hiện vấn đề sớm và cải thiện việc trao đổi công việc trong nhóm

Thực tế ảo (VR) là một công nghệ thú vị đang được chứng minh là mang lại kết quả trực quan trong các ngành sản xuất. Đặc biệt, việc ứng dụng VR trong mô phỏng quy trình sản xuất cho phép xác định sớm các vấn đề bằng cách để các kỹ sư tập trung vào thiết kế ở quy mô 1-1, phát hiện và giải quyết vấn đề trước khi sử dụng các cơ sở vật chất. Tích hợp các kết quả của mô phỏng VR trong quy trình làm việc cho phép trao đổi các vấn đề một cách hiệu quả giữa các nhóm được tách biệt về mặt vật lý. Công nghệ mô phỏng VR đang nhanh chóng được sử dụng trong công nghiệp.

Ryan Porto, Chuyên gia kỹ thuật Công thái học tại General Motors và Jonathan Botkin, Nhà công thái học chương trình cao cấp tại General Motors, đã trình bày về ứng dụng VR của họ bằng cách sử dụng Process Simulate trong danh mục phần mềm sản xuất kỹ thuật số Tecnomatix® của Siemens tại Realize Live – Hội nghị người dùng toàn cầu của Siemens. Blog này tóm tắt phần trình bày của họ và cho thấy VR đang phát huy hiệu quả như thế nào trong ngành công nghiệp ô tô.

Thực tế ảo và mô phỏng con người tại General Motors

Phòng thí nghiệm Công thái học Toàn cầu trong Kỹ thuật Sản xuất tại General Motors (GM) hiện đang tiến hành các phiên thực tế ảo sử dụng Process Simulate. Nhóm Ergonomics sử dụng VR để nhập vai vào các kỹ sư sản xuất và sản phẩm trong thiết kế, giúp họ hình dung về nhiều loại lắp ráp tiên tiến và cách vận hành trong môi trường 3D.

Trọng tâm của phương pháp nghiên cứu nhập vai (Immersive study) là đánh giáhuman reachability, line of sight, accessibility và hand clearance. Công nghệ nhập vai đã nâng cao các nghiên cứu mô phỏng con người trong quá trình phát triển phương tiện để thiết kế các máy trạm an toàn hơn. Nó cũng tăng cường hợp tác giữa kỹ thuật sản phẩm và kỹ thuật sản xuất để giảm những thay đổi thiết kế muộn trong vòng đời sản phẩm.

Mô phỏng thực tế ảo

Nhóm GM đã trình chiếu một số video ví dụ về cách họ tận dụng VR trong phòng thí nghiệm công thái học. Trong một trường hợp, một đối tượng tương tác với một cấu trúc nhôm mô phỏng rào cản và nhận thức về ranh giới. Mô phỏng bắt chước các hard point của một chiếc xe và mô phỏng các hạn chế về phạm vi tiếp cận.

Nhóm GM đã thêm các chi tiết in 3D để thể hiện các kích thước chính xác nhằm đánh giá assess accessibility và line of sight của thành viên trong nhóm. Công nghệ nhập vai giúp họ cải thiện bộ kỹ năng của các nhà công thái học chương trình và cho phép nhà công thái học xác thực các mô phỏng trong môi trường 3D từ quan điểm của người thứ ba.

GM sử dụng mô hình vật lý, các bộ phận in 3D và VR để cải thiện các đánh giá công thái học

Trong mô phỏng bao gồm mô-đun Process Simulate “live hands” giúp hiểu rõ hơn về quá trình lắp ráp và dọn dẹp thủ công. Tính năng đo thời gian thực có sẵn trong interactive ruler. Khả năng đánh dấu xác định các vấn đề của đối tượng và theo dõi vấn đề được ghi chú để nắm bắt và lưu lại mô tả vấn đề và ảnh chụp màn hình.

Thực tế ảo trong Process Simulate cung cấp mô phỏng thực tế của một hoạt động khi nhà máy hoặc quy trình hiện không còn tồn tại. Điều này giúp đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy giữa các đánh giá trên nhiều chương trình.

Khả năng chụp chuyển động

Nhóm GM tận dụng khả năng chụp chuyển động được cung cấp trong Process Simulate. Họ sử dụng một giải pháp ghi lại chuyển động quán tính để ghi lại nhiệm vụ của một nữ vận hành khi cô ấy cúi xuống dưới impact beam và đi vào khoang động cơ. Sử dụng một người điều khiển lớn hơn là nam, tính năng ghi lại chuyển động có thể được sử dụng để so sánh cách người điều khiển nam này đi vào khoang động cơ. Nhóm có thể đánh giá cách cúi người theo chiều cao để đảm bảo khả năng tiếp cận khoang và phân tích tư thế chính xác của một nhiệm vụ hoặc hoạt động trong tương lai. Chụp chuyển động cho phép tích hợp và tương tác với các cấu trúc vật lý và các bộ phận và chi cụm chi tiết in 3D.

VR với tính năng chụp chuyển động giúp giảm bớt việc so sánh nhiều nhân trắc học đối với một tác vụ cụ thể của người vận hành

Với tính năng phát lại ghi hình chuyển động, các chuyên gia công thái học của GM có thể tạm dừng và đánh giá độ nén khi cúi người thấp ở một tư thế cụ thể và thời gian dành cho một tư thế khó hơn. Họ có thể chụp những tư thế này và lưu vào thư viện tư thế để tái sử dụng.

Tính năng live hands trong thực tế ảo

Tính năng live hands của Process Simulate Virtual Reality cho phép công thái học hình dung bàn tay được điều chỉnh tỷ lệ và tư thế từ thư viện Process Simulate Posture. Sau đó, họ có thể thực hiện các nghiên cứu tổng quát về độ hở của bàn tay, xác nhận các mô phỏng chuyển động của các đối tượng trong một trình tự lắp ráp như được phác thảo trong quy trình sản xuất.

VR với tính năng live hands cải thiện các nghiên cứu về độ thanh thoát của bàn tay bằng cách sử dụng bàn tay được điều chỉnh tỷ lệ và tư thế chính xác khi nhập vai

Đường ngắm trong thực tế ảo

Các đánh giá 3D trong Thực tế ảo cho phép xác nhận đường ngắm của người vận hành. Ví dụ, nhóm GM có thể xem manikin line của trang web để xác định liệu người vận hành có thể nhìn thấy các phụ kiện trên mô-đun ứng dụng phanh hay không. Sau đó, họ có thể tận dụng VR để tìm các tư thế thay thế mà trước đây không được xem xét và hiện cung cấp đủ các đường ngắm.

Sử dụng VR để dễ dàng xác thực đường ngắm của người điều khiển đối với các tư thế hiện tại và thay thế

Cộng tác với mô-đun VR

Ngoài những cải tiến của mô phỏng con người, VR cũng mang lại giá trị to lớn cho sự hợp tác giữa một số nhóm tại General Motors. Trong thời gian làm việc từ xa, lợi ích này đã tăng lên đáng kể. Các nhóm vẫn có thể cộng tác an toàn với các stakeholder chính như nhà thiết kế, quản lý nhà máy, kỹ sư sản xuất và kỹ sư sản phẩm. Họ đang chia sẻ các phiên và demo nhập vai phong phú thông qua các nền tảng như Microsoft Teams hoặc Zoom. Thay vì tạo ra các mô hình vật lý từ đầu, hầu như các thành viên của nhà máy có thể xem xét các phương tiện mới.

Hợp tác với VR rất hữu ích cho công việc từ xa giữa các nhà thiết kế, kỹ sư và nhân viên nhà máy tại GM

Tương lai của thực tế ảo tại General Motors

Nhóm GM có kế hoạch mở rộng việc sử dụng thực tế ảo. Họ hình dung việc cải thiện độ chính xác của giải pháp chụp chuyển động (quang học hoặc quán tính) trong môi trường thực tế ảo để đánh giá và nâng cao khả năng của người thứ nhất. Thay thế bộ điều khiển VR bằng găng tay VR để có trải nghiệm thực tế hơn khi cầm nắm các bộ phận cũng đang trong lộ trình của họ, cũng như khả năng tăng cường phản hồi xúc giác khi va chạm và cầm nắm.

Nguồn: Siemens

 

Leave a Reply

Your email address will not be published.