Att ta hjälp av forskningsinstitut och akademi kan förkorta tiden från prototyp till färdig produkt, ge lägre kostnader och en mer anpassad produkt.

Ett fruktbart samarbete högskola- industri pågår mellan Scania och Högskolan i Skövde (HiS). På HiS drivs INFINIT, en forskningsmiljö som stöds av KK-stiftelsen, med fokus på digitalisering inom näringslivet. Den kunskap som växer fram används för problemlösning och utveckling, idéer korsbefruktas.

Ett forskningsområde är Digital Human Modelling (DHM), där interaktion mellan människa och produkter och produktionssystem simuleras och visualiseras för att utveckla produkter och arbetsplatser ur ett ergonomiskt perspektiv.

Digitalt simuleringsverktyg

Lars Hanson är professor på deltid på HiS och leder på övrig tid utvecklingsarbetet inom smart factory på Scania:

– Vi på HiS har tillsammans med Fraunhofer, Chalmers Centre och svensk fordonsindustri utvecklat ett DHM-verktyg kallat IPS IMMA (Industrial Path Solutions - Intelligently Moving MAnikin) för simulering och visualisering av människor och hur de agerar t ex vid montering av komponenter på en produktionslina.

Verktyget ska bidra till en effektivare och kortare produktframtagningsprocess. På Scania används IPS IMMA inom flera olika områden, i utformning av förarmiljön samt utvärdering av både produktionssystem och service och underhåll.

– Vi bygger virtuella produktions- och servicemiljöer. Baserat på avancerade matematiska algoritmer som styr den virtuella människan studerar vi ur ett ergonomiskt perspektiv arbetsmoment etc för att minimera krafter och arbetspositioner som kan påverka personalen negativt.

Genom att alltid använda virtuella familjer täcks människors fysiska olikheter in, om man är lång eller kort. Stora händer ska få plats och korta armar ska nå.

– Syftet är att få ett lättanvänt verktyg som hjälper industrin att ta fram användarvänliga och hälsosamma produkter och arbetsplatser. Instruktionsspråket som vi utvecklat för att styra vad den virtuella människan gör är lättanvänt. Det liknar de instruktioner montörer i fabriken får. Även ett nära människa-robot-samarbete kan beskrivas och kontrolleras i språket.

Kortare ledtider

Vid utveckling av nya komponenter kan de reella arbetsmomenten vid montering simuleras virtuellt. Målet är att ta fram digitala metoder så att fysiska provmonteringar kan elimineras under utvecklingsarbetet.

IPS IMMA används även vid design av lastbilshytter. Hur föraren klättrar upp, sitter, kör, rör sig i hytten etc studeras. Lyft av paket, hänsyn till paketets vikt, allt simuleras för att utveckla optimal ergonomi och utrymme. Tidigare simulerades statiska kroppspositioner som var riskfyllda, nu kan olika långa filmsekvenser skapas för att hitta sådana positioner och även ta hänsyn till återhämtning.  

– IPS IMMA och ergonomisimulering kan appliceras i många andra branscher. T ex inom vården för att minska belastningen för sjukvårdspersonal. Vi har gjort simuleringar för att utvärdera vårdhjälpmedel, och det ser lovande ut. Vårdhjälpmedlet gav sänkt belastning på vårdgivaren. IPS IMMA klarade den uppgiften.

VEAP – Virtuell ergonomiutvärderingsprocess

Ett forskningsprojekt för vidareutveckling av programvaran i industriell produktion har startas upp på HiS, finansierat av KK-stiftelsen. Projektet heter VEAP – Virtual Ergonomic Assessment Process och ingår i forskningsmiljön INFINIT. VEAP är ett så kallat ProSpekt-projekt, en projektform inom KK-stiftelsen som syftar till att stödja nydisputerade att fortsätta forska.

– Inriktningen är ergonomisimulering, att utveckla metoder för hur man bäst implementerar digitala ergonomiverktyg i produktion och montering, berättar doktor Erik Brolin, forskare vid HiS. I sitt doktorandarbete utvecklade Erik matematiska algoritmer för att ta hänsyn till mänsklig variation. Algoritmer nu implementerade i IPS IMMA.

Fokus i VEAP-projektet ligger på Bombardiers tillverkning av elektriska drivlinor för tåg. Det är mycket kabeldragning, och man vill få det effektivt och ergonomiskt riktigt både vid montering i produktion och vid servicearbeten. Att simulera hur människor arbetar med mjuka material är en unik egenskap som IPS IMMA snart kommer erbjuda.

– Vi bygger digitala arbetsplatser, endera av CAD-modeller eller av punktmoln, och simulerar montering. Vi har två forskningsmål. Det vetenskapliga är att skapa metoder som bidrar till utveckling av programvaran.

Det andra målet är industriellt. Bombardier vill få ett mer konsekvent arbete kring ergonomiska aspekter. Man vill komma in med ergonomi tidigt i utvecklingsprocessen och bygga kunskap kring ergonomi, rörelser och kroppspositioner.

Logga