ПРИМЕНЕНИЕ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭРГОНОМИЧНОСТИ СБОРОЧНЫХ ОПЕРАЦИИ

ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 7
1.1. Подготовка производства и повышение эффективности технологических процессов 7
1.2. Анализ развития профессиональных заболеваний у работников 10
1.3. Окружение и функциональные требования, предъявляемые к системам с применением виртуальной реальности 13
1.4. Обоснование необходимости модернизации и внедрения соответствующих технологий и систем 15
1.5. Вывод по главе 16
2. КРИТЕРИИ, УЧИТЫВАЕМЫЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ РАБОЧЕГО МЕСТА 17
2.1. Учет антропометрических показателей рабочих 20
2.2. Учет воздействия физических нагрузок на рабочего при выполнении операций 23
2.3. Анализ перемещения рабочего при выполнении операции 24
2.4. Оценка трудоемкости выполнения операций рабочим на рабочем месте 26
2.5. Взаимодействие с физическими рабочими условиями 28
2.6. Вывод по главе 31
3. 3D-МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ В ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ 33
3.1. Обзор программных обеспечений, позволяющих проводить 3D-моделирование технологических процессов сборки 33
3.1.1. IC.IDO 33
3.1.2. 3DEXPERIENCE 34
3.1.3. Tecnomatix Process Simulate 35
3.2. Вывод по главе 36
4. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ В ВИРТУЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ 37
4.1. Выбор компонентов системы моделирования. Структура системы 37
4.2. Общие сведения о программном обеспечении Tecnomatix Process Simulate и модуле Human 38
4.3. Разработка программного модуля 40
4.4. Описание использование технических средств виртуальной реальности 43
4.5. Хранение данных 45
4.6. Испытание системы на цифровом двойнике 45
4.7. Выходные данные 49
4.8. Вывод по главе 52
5. ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 53
5.1. Виды информационных рисков и методы защиты от них 53
5.2. Расчет уровня уязвимости системы контроля обучения и вероятности возникновения информационных угроз 58
5.3. Перечень контрмер и расчет их эффективности 60
5.4. Вывод по главе 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 65
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 67
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 68

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы. Когда производство изделия подходит к стадии прототипа, не редко оказывается, что его производства не эффективно с экономической точки зрения, так как внесение изменений невозможно для устранений существующих проблем, которые в свою очередь влияют на функциональность или на безопасность.
Технологии цифровых двойников (Digital Twins – DT), когда объект представлен в 3D-формате, более эффективны и экономически выгодны, чем создание физических макетов, в особенности, для автомобилестроения. Использование 3D-моделирования в конструкторских бюро дает возможность еще в процессе проектирования проверить адекватность предложенных решений и при необходимости оптимизировать их, а также снизить риск принятия неверных решений [1].
Одной из сфер применения 3D моделей является трехмерная визуализация деталей и узлов, а также детальный анализ конструкторских решений проектируемых объектов больших размеров. Это позволяет оптимизировать конфигурации и компоновки деталей проектируемых объектов, повышая, тем самым, качество разработки конструкций изделий.
Системы виртуальной реальности (VR) имитируют компьютерные макеты отдельных инженерных узлов, деталей, зданий, сооружений, оборудования и техники в трехмерном изображении с возможностью их рендеринга, просмотра, разборки [2].
Технология VR - это цифровая среда, заменяющая реальный мир, где пользователи слышат шум и видят виртуальные проекции, как если бы они были внутри [3].
В настоящее время технологии VR/AR используются в машиностроении, чтобы сократить время разработки продукта, и, следовательно, для работы с его цифровым прототипом нужно применять передовой опыт компьютерных технологий, таких как виртуальная реальность.
Анализируя дизайн на этапе макета, технология VR дает возможность оценить эскиз, проанализировать эргономику, обнаружить коллизии, исправить облик объекта и довести проект к требуемому результату. Эти технологии содействуют при создании и подготовке визуализации информационных документов. Такой метод с применением VR-устройств возможен для воспроизведения сборочных операций, оценивания и определения оптимизации процессов производства изделий. VR - один из передовых инструментов, которые инженеры используют для анализа эргономики автомобиля. VR избавляет дизайнеров от необходимости создавать полноразмерные модели для тестирования.
Благодаря функциональности программного обеспечения пользователь может работать в виртуальной среде с цифровой моделью, созданной в системах автоматизации проектных работ (САПР). Для передачи данных движения тела создан костюм, с помощью которого можно в реальном времени отслеживать движения тела в виртуальной среде, с тактильными ощущениями при возникновении столкновений, задеваний объектов, невозможности выполнения того или иного движения в заданной цифровой среде.
Имитационное моделирование было выбрано в качестве инструмента исследования процесса, поскольку инструменты моделирования дают возможность делать создавать модели и проводить эксперимент с ними. Внедрение средств моделирования позволит изучить технические процессы, проанализировать их и выбрать параметры, при которых риск получения травм будет наименьшим. Также данные средства имеют место для применения не только в производстве, но в местах, где проводят технический ремонт автомобилей. Наработанные данные на производстве позволят перенести накопленный опыт от использования виртуальной реальности на СТО, что в свою очередь позволит испытать весь накопленный опыт на себе без лишних затрат времени и сил.
Лучшие продукты получаются, когда VR-контент разработан для конкретной платформы. Поэтому, несмотря на наличие массы вариантов для промышленности, розничной торговли, военного дела и медицинского обслуживания, все они ориентированы на частные случаи использования [4].
Учитывая вышеизложенное, были сформулированы цель работы, задачи, которые надо решить для ее достижения.
Цель работы: разработка методики для оценки эргономичности сборочных операции с применением виртуальной реальности.
Задачи исследования:
– Провести анализ развития профессиональных заболеваний
– Провести анализ критериев, учитывающих при проектировании рабочего места
– Разработать методику, позволяющая провести моделирование сборочных операция в виртуальной реальности для дальнейшего накопления и передачи данных для обучения сотрудников процессов сборки

Весь текст будет доступен после покупки

1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1. Подготовка производства и повышение эффективности технологических процессов
Освоение новых высокопроизводительных, долговечных, надежных в эксплуатации и экономичных изделий требует хорошо организованной подготовки производства, проведения исследовательских и экспериментальных работ. Подготовка производства представляет собой комплекс взаимосвязанных мероприятий, обеспечивающих создание новых и совершенствование выпускаемых видов продукции, внедрение передовой технологии, эффективных методов организации труда, производства и управления.
Технологическая подготовка включает следующие этапы:
1. Разработка технологического процесса;
2. Проектирование оснастки, которая необходимо для выполнения технологического процесса;
3. Отладка техпроцесса непосредственно на рабочих местах;
4. Организация выпуска изделия;
Конструкторская и технологическая подготовка тесно связаны между собой и должны осуществляться параллельно во взаимной увязке при постоянной совместной работе конструктора и технолога. Только при этом условии можно добиться технологичности и экономичности конструкции нового изделия.

Весь текст будет доступен после покупки

1. А. В. Кузин. Виртуальная реальность как средство современного проектирования судов, оптимизации производственных издержек и сроков приемки [Электронный ресурс]. URL: https://www.plm-ural.ru/sites/default/files/2019-12/rem_03_2019_ic.ido__1.pdf. Дата обращения: 22.01.2022.
2. Маркин Д.А., Новиков Е.А. Возможности использования систем виртуальной реальности в машиностроении // Достижения и перспективы технических наук Сборник статей Международной научно-практической конференции. НАУЧНЫЙ ЦЕНТР «АЭТЕРНА». Уфа. 2014.
3. AR vs VR vs MR: differences in technologies and applications [Электронный ресурс]. URL: https://dtf.ru/gamedev/75208-ar-vs-vr-vs-mr-razlichiya-tehnologiy-i-sfery-primeneniya. Дата обращения: 22.01.2022.
4. Илья Бауэр. Как технология виртуальной реальности изменит рабочие места [Электронный ресурс]. URL: https://bitcryptonews.ru/analytics/kak-texnologiya-virtualnoj-realnosti-izmenyat-nashi-rabochie-mesta. Дата обращения: 22.01.2022.
5. Семь золотых правил концепции «VisionZero» [Электронный ресурс]. URL: https://rostov-gorod.ru/administration/territorial_unit/proletarian-district/news/103196/?ysclid=l4ofct1lv554287505. Дата обращения: 22.01.2022.
6. Корпоративные информационные системы [Электронный ресурс]. URL: https://www.evkova.org/kursovye-raboty/korporativnyie-informatsionnyie-sistemyi?ysclid=l4oflwukjx164684145. Дата обращения: 25.03.2022.
7. ГОСТ Р ЕН 547-3-2009 «Безопасность машин. Размеры тела человека. Часть 3. Антропометрические данные»
8. ГОСТ Р ЕН 547-2-2009 «Безопасность машин. Размеры тела человека. Часть 2. Принципы определения размеров отверстий для доступа человека к машине (элементам машины) частями тела»

Весь текст будет доступен после покупки