使用Xsens動作捕捉重新設計生產線,最佳化生產流程,提升工作效率

為了進一步提升工作效率最佳化生產流程,Secret Hungary公司邀請人體工程學專家和ViveLab為他們的生產線進行了一次全面的考察,其考察結果對公司造成了深遠的影響。

這次考察不僅僅幫助Secret Hungary優化了產品的生產流程,專家們和VIVELab的分析結果還讓公司對工作站進行重新的設計和組建,這些改進極大的優化了生產線的工作流。最終的結果是Secret Hungary的產能和產量有了飛躍性的提升,同時也幫助公司的工廠節省了大批開銷。

此次全面考察的主要目的是檢查工作負載的效率,透過研究工人的工作流程來消除效率瓶頸——所有的這一切都是基於EN 1005-4標準符合安全規範的。

透過這個專案,團隊重新檢查了工作說明,監察工作流並看到了工人是如何在裝配生產線上移動和與生產線進行互動的。同時透過觀察,團隊還測量出了工人完成任意一項任務所需的時間,這樣就能讓專家們得到有關全部裝卸過程的全景視角。

調查和最佳化的建議和結果被ViveLab的人體工程學軟體所模擬和分析,從而實現將現有工作流程和預期的工作流程進行比較並得出相應的改進方案。

這一過程分為4步:

第一步:對I.E.人體工程學影響評估進行甄別

在甄別過程中,生產線上的工作站根據工作負載強度以及對健康的影響和潛在危險的嚴重性進行分類。

這第一階段幫助ViveLab團隊儘可能快速的評估了所有生產區域的情況,讓他們看到哪裡的問題是最嚴重的,哪裡的修改方案是最高效的以便他們優先進行修改。

這一部分是與客戶一起進行審查的,在客戶同意後團隊在選定的區域內使用動作捕捉裝置進行審查並使用ViveLab Ergo進行模擬與分析。

第二步:使用感測器裝置進行動作捕捉

在預裝配生產線上的工人的動作被固定在身上的17個無線慣性Xsens感測器所捕捉。不像光學感測器那樣,慣性動作捕捉不需要相機系統,而且Xsens的慣性動作捕捉技術不會受到電磁波的干擾,這確保了資料的準確性。

Xsens的慣性感測器可以快速輕鬆地校準,不會妨礙生產,也不會妨礙或影響工人的身體運動——這意味著工人可以在穿著感測器的情況下自然的移動,從而產生準確的工作運動記錄。

第三步

:VIVELAB ERGO的

模擬和分析

根據平面圖,團隊建立了預裝配線的數字模型。在構建好環境後,他們建立了虛擬人角色,併為每個角色分配了之前用Xsens套裝捕獲的相關運動資料。因此,團隊現在有一個表現工人運動與工作活動相關聯的預裝配線工作模型。

使用Xsens動作捕捉重新設計生產線,最佳化生產流程,提升工作效率

由於使用慣性運動捕捉,內建的分析方法還可以檢測到以前可能沒有注意到的關鍵運動和姿勢,或者由於潛在的遮蔽效應而隱藏起來的運動和姿勢。之後ViveLab會匯出分析報告,這些報告突出顯示了需要調整的用來減少工人工作量的位置,這些位置具有特定的角度,且精確度為百分之一秒。

ViveLab Ergo根據幾個內建的人體工程學分析工具評估工人的姿勢,並檢查工人每個身體部位的負荷是否超過可接受的極限。

團隊檢查了經常出現的不同型別的有害健康的姿勢,分析了會顯著減緩工作過程的動作。在檢查運動時,他們識別出對於成功完成任務不必要的運動,並尋找避免這些運動的方法。透過減少工人做出這些不必要的動作實現工作的迴圈時間減少,並有可能加快生產線的生產速度。

報告中揭示的最大問題之一就是空間不足所造成的影響。這一問題進一步影響了研究人員為供應容器找到合適的位置。工具和配件變得難以操作這導致了員工之間會進行相互妨礙。

第四步

技術設計,虛擬驗證

從ViveLab Ergo匯出的報告揭示了那些體力要求很高或可以避免的動作。該報告基於準確客觀的測量,為工程師和人體工程學專家的設計團隊提供了重要資料。在此基礎上,專家們還制定了另一個計劃,該計劃需要幾名實驗者、重新組織工作站位置和一些相應的技術建議。之後該團隊在新的實驗環境中使用Xsens MVN Analyze記錄運動資料,並模擬新的工作流程。

使用Xsens動作捕捉重新設計生產線,最佳化生產流程,提升工作效率

在計劃實施之前,使用Xsens MVN Analyze進行虛擬驗證

在新的預裝配線上,每個員工都擁有一張高度可調的工作桌,而不是像以前那樣在兩個更大的工作臺上工作。這使得他們可以在適合自己身高的桌子上工作。這種解決方案的一個優點是工人能夠以舒適的方式執行他們的任務。工人頸部、肩部和脊柱的肌肉會不同程度上得到放鬆,從而減少疲勞。

根據分析,ViveLab建議工廠為每位工人配備一把椅子,以便他們可以在站姿或坐姿的位置之間交替切換(椅子應該與可調高度的工作桌相配套)。另外椅子下方可以配有輪子,這讓工人們可以很容易地滑動到容器或傳送帶附近進行裝配工作。

使用Xsens動作捕捉重新設計生產線,最佳化生產流程,提升工作效率

有人建議在不同的工作場所之間安裝滾軸輸送機,用於轉移要組裝的物品零件。

專案結果

本次從新設計生產線最重要的效果之一是縮短了預裝配單元執行的週期時間。可以按照要求將傳送帶速度提高15%;減少了生產最終產品所需的時間。這種更快的生產過程使公司的年收入增加了約25萬歐元。

由於對工作站進行了重組,原本需要兩名員工的工作現在只需要一個人便可以完成。因此,多餘的工人將被轉移到勞動力短缺的另一個區域。這將為公司節省大約15,000歐元的年度工資成本。

此外,原材料供應線變得更加順暢。工作站的空間要求從41平方米減少到24平方米。

根據與我們在原始工作場所所做的相同的人體工程學分析方法,ViveLab使用ViveLab Ergo軟體測試了重新設計的工作站。從軟體匯出的報告詳細說明了每個工作站的分析結果。根據這份檔案,專家團隊對RULA分析結果進行了比較——結果顯示透過保護工人健康而獲得的財務收益更難量化。預防肌肉骨骼疾病也意味著節省資金,因為病假的成本也大大降低了。

像最初的工作站一樣,重新設計的工作站是根據ISO 11226和EN 1005-4標準進行檢查和測試的。多種分析方法都證明,重新設計的工作流程對工人來說負擔要比以前小得多。

結論

基於人體工程學研究結果和Xsens精確地動作捕捉資料,Secret Hungary邀請的專家設計團隊重新設計了Secret Hungary 工廠生產線的工作站並重新組織了工人的工作流程,這使得整個工廠的工作效率得到了飛速的提升。現在工廠中的工人更少,生產更快,生產空間也減少了。同時工廠還盡一切努力為工人患肌肉骨骼疾病的危險進行了預防。由於進行了這一系列的改造,工人們在輪班結束時不會像之前一樣感到過度勞累,肌肉骨骼疾病和其他問題的風險也降低了。此外,符合人體工程學設計的工作區域更加有助於讓工人在工作中感到安全和舒適,從而實現工作效率的有效提升和工廠的生產成本的大幅降低。