DE102012024212A1 - Method for automated analysis of production process for i.e. land vehicle, involves determining activity module and block property based on values of subject in connection with position, velocity, acceleration, type and property of object - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur automatisierten Analyse eines Fertigungsprozesses, insbesondere eines Fertigungsprozesses für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method and a device for the automated analysis of a manufacturing process, in particular a manufacturing process for a motor vehicle.
Es ist zum Beispiel bekannt, Fertigungsprozesse gemäß der Arbeitsablauf-Zeitanalyse zu analysieren und Plan- und Vorgabezeiten festzulegen bzw. zu ermitteln.It is known, for example, to analyze production processes in accordance with the workflow time analysis and to specify or determine planning and predefined times.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Fertigungsprozess, insbesondere einen Fertigungsprozess für ein Kraftfahrzeug zu verbessern bzw. präziser zu gestalten. Zudem sollen Kosten bei der Entwicklung eines Fertigungsprozesses eingespart werden.It is an object of the invention to improve a manufacturing process, in particular a manufacturing process for a motor vehicle or to make it more precise. In addition, costs are to be saved in the development of a manufacturing process.
Vorgenannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zur automatisierten Analyse eines Fertigungsprozesses, insbesondere eines Fertigungsprozesses für ein Kraftfahrzeug, gelöst, wobei ein Proband mit Markern und vorteilhafterweise mit Inertialsensoren ausgestattet wird, wobei ein Interaktionsobjekt mit Markern ausgestattet wird, wobei
- – mittels zumindest einer Kamera, insbesondere mittels zumindest zweier Kameras, eine Bildsequenz des Probanden zusammen mit dem Interaktionsobjekt aufgenommen wird, oder
- – mittels Sensoren, insbesondere mittels Infrarotsensoren, zumindest eine Raumkoordinate des Probanden und zumindest eine Raumkoordinate des Interaktionsobjektes bestimmt wird,
- - By means of at least one camera, in particular by means of at least two cameras, an image sequence of the subject is recorded together with the interaction object, or
- Is determined by means of sensors, in particular by means of infrared sensors, at least one spatial coordinate of the subject and at least one spatial coordinate of the interaction object,
Eine Raumkoordinate ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine dreidimensionale Koordinate.A space coordinate is in the sense of the invention in particular a three-dimensional coordinate.
Ein Interaktionsobjekt ist im Sinne der Erfindung insbesondere ein Objekt, mit dem der Proband zusammenwirkt bzw. interagiert. Ein Interaktionsobjekt im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Objekt, mit dem der Proband zusammenwirken bzw. interagieren kann oder könnte. Interaktionsobjekte sind im Sinne der Erfindung insbesondere Produkte, Werkzeuge, Werkstücke, Transportmittel, Transporthilfsmittel und/oder Behälter.In the sense of the invention, an interaction object is in particular an object with which the subject cooperates or interacts. An interaction object in the sense of the invention is, in particular, an object with which the test person can interact or could or could interact. For the purposes of the invention, interaction objects are in particular products, tools, workpieces, means of transport, transport aids and / or containers.
Eigenschaften des Interaktionsobjektes sind im Sinne der Erfindung insbesondere Gewicht, Kraft, Griffpunkte, Oberflächeneigenschaften, Werkstoff, Werkstoffeigenschaften, Materialeigenschaften, Temperatur, Klima, Kosten, Farbe, Beleuchtung, Strahlung, Lärm/Schall und/oder mechanische Schwingungen.Properties of the interaction object in the sense of the invention are in particular weight, force, grip points, surface properties, material, material properties, material properties, temperature, climate, costs, color, lighting, radiation, noise / sound and / or mechanical vibrations.
Charakteristische Werte eines Probanden sind im Sinne der Erfindung insbesondere (charakteristische) Werte, die die Bewegung eines Probanden bzw. von Teilen bzw. Gliedmaßen bzw. Körperteilen eines Probanden beschreiben. Ein charakteristischer Wert eines Probanden ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Position, eine Bewegung, eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung eines Körperteils und/oder ein Gelenkwinkel und/oder eine Gelenkstellung.Characteristic values of a subject in the sense of the invention are in particular (characteristic) values which describe the movement of a subject or of parts or limbs or body parts of a subject. A characteristic value of a subject within the meaning of the invention is in particular a position, a movement, a speed and / or an acceleration of a body part and / or a joint angle and / or a joint position.
Ein Tätigkeitsbaustein ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Interaktion mit dem bzw. einem Interaktionsobjekt. Ein Tätigkeitsbaustein ist im Sinne der Erfindung insbesondere Hinlangen, Greifen, Loslassen, Bringen, Fügen, Drücken, Trennen, Aufnehmen, Platzieren, Handhabung von Hilfsmitteln, Betätigen und/oder visuelle Kontrolle. Ein Tätigkeitsbaustein ist im Sinne der Erfindung insbesondere Werkzeug (z. B. Drehmomentschlüssel und/oder Akkuschrauber) in der Hand halten, Werkzeug (z. B. Drehmomentschlüssel und/oder Akkuschrauber) benutzen, Werkstück in der Hand halten und/oder Werkstück benutzen. Ein Tätigkeitsbaustein ist im Sinne der Erfindung insbesondere Stehen, Knien, gebeugt (Verharren), gebückt (Verharren), Sitzen, Gehen, Abknien, Aufrichten aus Knien, Beugen (Bücken), Aufrichten aus Beugen, Setzen, Aufrichten aus Sitzen und/oder Drehen. Ein Tätigkeitsbaustein ist im Sinne der Erfindung insbesondere ein (Bewegungs-)Baustein aus dem Gebiet der Zeit- und Prozessanalyse, wie z. B.
- – MTM Grundsystem (Methods Time Measurement)
- – MTM-UAS (Universelles Analysiersystem)
- – MTM-MEK (MTM für die Einzel- und Kleinserienfertigung)
- – MTM-Standarddaten
- – MTM-2
- – MTM-3
- – MTM-V
- – MTM-C
- – WF (Work-Factor-System)
- – MOST (Maynard Operation Sequence Technique)
- – REFA
- - MTM Basic System (Methods Time Measurement)
- - MTM-UAS (Universal Analyzer System)
- - MTM-MEK (MTM for single and small batch production)
- - MTM standard data
- - MTM-2
- - MTM-3
- - MTM-V
- - MTM-C
- - WF (Work Factor System)
- - MOST (Maynard Operation Sequence Technique)
- - REFA
Ein Tätigkeitsbaustein ist im Sinne der Erfindung insbesondere ein (Bewegungs-)Baustein aus dem Gebiet der Prozess- und Ergonomieanalyse, wie z. B.
- – EAWS (European Assembly Worksheet)
- – IAD-BkA (Bewertung-körperlicher-Arbeit)
- – IAD-BkB (Bewertung körperlicher Belastungen)
- – NPW (New-Production-Worksheet)
- – AAWS (Automotive-Assembly-Worksheet)
- – AAWS+
- – AWSlight
- – DC (Design Check)
- – MIT (Multiple-Lasten-Tool)
- – CUELA
- – OWAS (OVAKO Working Analysis System)
- – NIOSH (National institute of Occupational Safty and Health)
- – LMM (Leitmerkmalmethoden)
- – EAB (Ergonomische Arbeitssystem-Beurteilung)
- – APSA (Arbeitsplatzstrukturanalyse)
- – RULA (Rapid Upper Limb Assessment)
- – HAL TLVs (Hand Activity Level Threshold Limit Values)
- – OCRA (Occupational Risk Assessment of Repetitive Movements and Exertions of the Upper Limb)
- - EAWS (European Assembly Worksheet)
- - IAD-BkA (Assessment-Physical-Labor)
- - IAD-BkB (Assessment of physical stress)
- - NPW (New Production Worksheet)
- - AAWS (Automotive Assembly Worksheet)
- - AAWS +
- - AWSlight
- - DC (Design Check)
- - MIT (Multiple Load Tool)
- - CUELA
- - OWAS (OVAKO Working Analysis System)
- - NIOSH (National institute of Occupational Safty and Health)
- - LMM (Leading Characteristics Methods)
- - EAB (Ergonomic Workstation Assessment)
- - APSA (workplace structure analysis)
- - RULA (Rapid Upper Limb Assessment)
- - HAL TLVs (Hand Activity Level Threshold Limit Values)
- - OCRA (Occupational Risk Assessment of Repetitive Movements and Extensions of the Upper Limb)
Tätigkeitsbausteinseigenschaften sind im Sinne der Erfindung insbesondere Eigenschaften von Tätigkeitsbausteinen. Tätigkeitsbausteinseigenschaften sind im Sinne der Erfindung insbesondere Bewegungswege, Bewegungszeiten, Greifreichweiten und/oder Schrittweiten.Activity building block properties are in the sense of the invention in particular properties of activity building blocks. Activity building block properties are in the sense of the invention in particular movement paths, movement times, grasp ranges and / or step sizes.
Eine Bildsequenz im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Videosequenz. Eine Kamera im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Videokamera. Eine Kamera im Sinne der Erfindung ist insbesondere eine Kamera zur Aufnahme von bewegten Bildern. Eine geeignete Anordnung von Kameras bzw. eine geeignete Vorrichtung zur Erfassung der Bewegung eines Probanden ist in der
Eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung entlang einer Trajektorie in der Ebene, insbesondere entlang einer Trajektorie im Raum. Eine Geschwindigkeit bzw. eine Beschleunigung im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Vektor, insbesondere ein Vektor im Raum. Geschwindigkeit Beschleunigung entlang einer Trajektorie.In the sense of the invention, a speed and / or an acceleration is in particular a speed and / or an acceleration along a trajectory in the plane, in particular along a trajectory in space. A speed or an acceleration in the sense of the invention is in particular a vector, in particular a vector in space. Speed acceleration along a trajectory.
Eine Position eines Gegenstandes, insbesondere eines Interaktionsobjektes, kann im Sinne der Erfindung insbesondere (auch) dessen Ausrichtung im Raum umfassen.A position of an object, in particular of an interaction object, in the sense of the invention can in particular (also) include its orientation in space.
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zur automatisierten Analyse eines Fertigungsprozesses, insbesondere eines Fertigungsprozesses für ein Kraftfahrzeug, gelöst, wobei
- – eine Bildsequenz des Probanden zusammen mit dem Interaktionsobjekt aufgenommen wird oder
- – zumindest eine Raumkoordinate des Probanden und zumindest eine Raumkoordinate des Interaktionsobjektes bestimmt wird,
- - An image sequence of the subject is recorded together with the interaction object or
- At least one spatial coordinate of the subject and at least one spatial coordinate of the interaction object is determined,
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zur automatisierten Analyse eines Fertigungsprozesses, insbesondere eines Fertigungsprozesses für ein Kraftfahrzeug, gelöst, wobei eine Bewegung und/oder Position eines Interaktionsobjektes ermittelt wird, wobei eine Bewegung des Probanden ermittelt (und auf ein mathematisches Modell des Probanden übertragen) wird, wobei mittels eines/des mathematischen Modells des Probanden (in Abhängigkeit der ermittelten Bewegung des Probanden) charakteristische Werte des Probanden ermittelt werden, und wobei in Abhängigkeit der charakteristischen Werte des Probanden in Verbindung mit einer Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Art und/oder Eigenschaft des Interaktionsobjektes ein Tätigkeitsbaustein und/oder eine Tätigkeitsbausteinseigenschaft ermittelt wird. Dabei kann die Erfassung der Bewegung mittels optischen Tracking, inertialen Tracking, magnetischen Tracking, markerlosen Tracking oder hybriden Tracking (wie es z. B. in
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Tätigkeitsbaustein aus einer (definierten) Gruppe von Tätigkeitsbausteinen ausgewählt. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Gruppe von Tätigkeitsbausteinen zumindest Hinlangen, Greifen, Loslassen, Bringen, Fügen, Drücken, Trennen, Aufnehmen, Platzieren, Handhabung von Hilfsmitteln, Betätigen und/oder visuelle Kontrolle.In an advantageous embodiment of the invention, the activity building block is selected from a (defined) group of activity building blocks. In a further advantageous embodiment of the invention, the group of action modules comprises at least leashing, gripping, releasing, bringing, joining, pressing, separating, picking up, placing, handling of aids, actuation and / or visual control.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird ein Tätigkeitsbaustein und/oder eine Tätigkeitsbausteinseigenschaft nur dann in Abhängigkeit einer Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Art und/oder Eigenschaft des Interaktionsobjektes ermittelt bzw. ausgewählt, wenn zuvor die Bewegung und/oder die Position des Interaktionsobjektes der Bewegung und/oder (den) charakteristischen Werten des Probanden zugeordnet werden konnte. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird ein Tätigkeitsbaustein und/oder eine Tätigkeitsbausteinseigenschaft nur dann in Abhängigkeit einer Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Art und/oder Eigenschaft des Interaktionsobjektes ermittelt bzw. ausgewählt, wenn zuvor eine Interaktion des Probanden mit dem Interaktionsobjekt ermittelt werden konnte und/oder erkannt wurde.In a further advantageous embodiment of the invention, an activity building block and / or a building block property is only determined or selected as a function of a position, speed, acceleration, type and / or property of the interaction object, if previously the movement and / or the position of the interaction object of the movement and / or characteristic values of the subject. In a further advantageous embodiment of the invention, an activity building block and / or a building block property is only determined or selected depending on a position, speed, acceleration, type and / or property of the interaction object, if an interaction of the subject with the interaction object could previously be determined and / or was detected.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird eine Position, eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung des Interaktionsobjektes mittels eines mathematischen Modells des Interaktionsobjektes ermittelt.In a further advantageous embodiment of the invention, a position, a velocity and / or an acceleration of the interaction object is determined by means of a mathematical model of the interaction object.
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren gelöst, gemäß dem der Fertigungsprozess für ein Kraftfahrzeug in Abhängigkeit gemäß vorgenannten Verfahrens ermittelten Tätigkeitsbausteinen und/oder Tätigkeitsbausteinseigenschaften festgelegt wird, und wobei ein Kraftfahrzeug gemäß diesem Fertigungsprozess hergestellt wird.The aforementioned object is also achieved by a method according to which the production process for a motor vehicle is determined as a function of the abovementioned method of determined building blocks and / or building block properties, and wherein a motor vehicle is manufactured according to this manufacturing process.
Vorgenannte Aufgabe wird – insbesondere in Verbindung mit einem oder mehreren der vorgenannten Merkmalen – zudem durch eine Einrichtung zur automatisierten Analyse eines Fertigungsprozesses, gelöst, wobei die Einrichtung eine Sensoranordnung zum Erfassen der Bewegung eines Probanden sowie der Bewegung eines Interaktionsobjektes umfasst, wobei die Einrichtung eines mathematischen Modells des Probanden zur Bestimmung charakteristischer Werte des Probanden in Abhängigkeit der Bewegung des Probanden sowie einen Korrelator zur Erkennung einer Interaktion des Probanden mit dem Interaktionsobjekt (insbesondere in Abhängigkeit der Bewegung eines Interaktionsobjektes und/oder charakteristischer Werte bzw. der charakteristischen Werte des Probanden) umfasst, und wobei die Einrichtung eine Datenbasis mit auswählbaren Tätigkeitsbausteinen sowie einen Klassifikator zur Auswahl eines Tätigkeitsbausteines aus der Datenbasis in Abhängigkeit der charakteristische Werte des Probanden in Verbindung mit einer Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Art und/oder Eigenschaft des Interaktionsobjektes umfasst.The above object is - in particular in conjunction with one or more of the aforementioned features - also solved by a device for automated analysis of a manufacturing process, wherein the device comprises a sensor arrangement for detecting the movement of a subject and the movement of an interaction object, wherein the device of a mathematical Model of the subject to determine characteristic values of the subject as a function of the subject's movement and a correlator for detecting an interaction of the subject with the interaction object (in particular depending on the movement of an interaction object and / or characteristic values or the characteristic values of the subject), and wherein the device has a database with selectable action blocks and a classifier for selecting an activity block from the database depending on the characteristic values of the subject in Verbi comprises a position, speed, acceleration, type and / or property of the interaction object.
Kraftfahrzeug im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein individuell im Straßenverkehr benutzbares Landfahrzeug. Kraftfahrzeuge im Sinne der Erfindung sind insbesondere nicht auf Landfahrzeuge mit Verbrennungsmotor beschränkt.Motor vehicle in the sense of the invention is in particular a land vehicle which can be used individually in road traffic. Motor vehicles according to the invention are not limited in particular to land vehicles with internal combustion engine.
Eine Sensoranordnung im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere eine Vielzahl von Sensoren, insbesondere Kameras. Geeignete Sensoranordnungen können zum Beispiel der
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:Further advantages and details emerge from the following description of exemplary embodiments. Showing:
Zudem umfasst das Expertensystem
Die Bewegungscharakteristika BC des Interaktionsobjektes
Das Expertensystem
- – MTM Grundsystem (Methods Time Measurement)
- – MTM-UAS (Universelles Analysiersystem)
- – MTM-MEK (MTM für die Einzel- und Kleinserienfertigung)
- – MTM-Standarddaten
- – MTM-2
- – MTM-3
- – MTM-V
- – MTM-C
- – WF (Work-Factor-System)
- – MOST (Maynard Operation Sequence Technique)
- – REFA
- - MTM Basic System (Methods Time Measurement)
- - MTM-UAS (Universal Analyzer System)
- - MTM-MEK (MTM for single and small batch production)
- - MTM standard data
- - MTM-2
- - MTM-3
- - MTM-V
- - MTM-C
- - WF (Work Factor System)
- - MOST (Maynard Operation Sequence Technique)
- - REFA
Weiterhin alternativ oder zusätzlich können Tätigkeitsbausteine der Datenbasis
- – EAWS (European Assembly Worksheet)
- – IAD-BkA (Bewertung-körperlicher-Arbeit)
- – IAD-BkB (Bewertung körperlicher Belastungen)
- – NPW (New-Production-Worksheet)
- – AAWS (Automotive-Assembly-Worksheet)
- – AAWS+
- – AWSlight
- – DC (Design Check)
- – MLT (Multiple-Lasten-Tool)
- – CUELA
- – OWAS (OVAKO Working Analysis System)
- – NIOSH (National institute of Occupational Safty and Health)
- – LMM (Leitmerkmalmethoden)
- – EAB (Ergonomische Arbeitssystem-Beurteilung)
- – APSA (Arbeitsplatzstrukturanalyse)
- – RULA (Rapid Upper Limb Assessment)
- – HAL TLVs (Hand Activity Level Threshold Limit Values)
- – OCRA (Occupational Risk Assessment of Repetitive Movements and Exertions of the Upper Limb)
- - EAWS (European Assembly Worksheet)
- - IAD-BkA (Assessment-Physical-Labor)
- - IAD-BkB (Assessment of physical stress)
- - NPW (New Production Worksheet)
- - AAWS (Automotive Assembly Worksheet)
- - AAWS +
- - AWSlight
- - DC (Design Check)
- - MLT (Multiple Load Tool)
- - CUELA
- - OWAS (OVAKO Working Analysis System)
- - NIOSH (National institute of Occupational Safty and Health)
- - LMM (Leading Characteristics Methods)
- - EAB (Ergonomic Workstation Assessment)
- - APSA (workplace structure analysis)
- - RULA (Rapid Upper Limb Assessment)
- - HAL TLVs (Hand Activity Level Threshold Limit Values)
- - OCRA (Occupational Risk Assessment of Repetitive Movements and Extensions of the Upper Limb)
Zudem umfasst das Expertensystem
Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Klassifikator
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102010012340 A1 [0012, 0016, 0016, 0023] DE 102010012340 A1 [0012, 0016, 0016, 0023]
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DE201210024212 DE102012024212A1 (en) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Method for automated analysis of production process for i.e. land vehicle, involves determining activity module and block property based on values of subject in connection with position, velocity, acceleration, type and property of object |
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DE201210024212 DE102012024212A1 (en) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Method for automated analysis of production process for i.e. land vehicle, involves determining activity module and block property based on values of subject in connection with position, velocity, acceleration, type and property of object |
Publications (1)
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DE102012024212A1 true DE102012024212A1 (en) | 2014-06-12 |
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DE201210024212 Pending DE102012024212A1 (en) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Method for automated analysis of production process for i.e. land vehicle, involves determining activity module and block property based on values of subject in connection with position, velocity, acceleration, type and property of object |
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