沉浸式虛擬現實
汽車設計師注重的是汽車外觀和用戶體驗,而福特虛擬制造專家則著眼于另外兩個關鍵領域——設計合理性和生產線工人的安全
自從富士康被稱為血汗工廠之后,人們使用蘋果手機的快樂感覺都或多或少打了折扣。可見企業要制作出愉悅用戶的產品,光靠虐待自己或者合作伙伴員工的辦法是行不通的。最早將流水線工藝引入汽車行業的福特汽車在這方面頗有心得。早年間它就靠讓自己的工人都能買得起車來起家,如今,福特憑借最新人體工程技術、輔助搬運裝置、重新設計的工作臺和數據監測流程,將全美5萬多名福特“工業運動員”的工傷率降低了70%。而包括福特在華合資企業長安福特工廠在內的全球福特制造廠,也從福特先進人體工程學技術及規范監測流程中受益,從而降低了工人的工傷率。

沉浸式虛擬現實技術通過虛擬工作臺評估員工作業狀況
每款新車發布前的兩到三年,福特人體工程學專家都將借助真人和虛擬測試對象來模擬制造流程,對制造汽車所需的體力勞動進行評估。為了努力減少并防止工人疲勞、扭傷和其它外傷,人體工程專家將根據所收集的數據,在生產開始之前提出相應的工程設計方案。
福特人體工程學專家將對每款新車進行平均超過900次的虛擬裝配作業評估,重點包括三項核心技術——全身運動捕捉、3D打印和沉浸式虛擬現實。每項技術在為用戶保證車輛高品質的同時,還提供了用于評估工人裝配流程整體安全性的關鍵數據。
“30多年前,人們就開始應用運動捕捉技術對運動員的技巧進行量化評估,并找出在什么情況下運動員會因為過度疲勞或組織勞損而受傷,”美國魔神運動分析技術公司(Motion Analysis)應用工程副總裁Gary Scheirman說,“福特也采用了類似技術,為工人開發出最先進、最安全的工作環境,從而為消費者生產更好的汽車。”
迄今為止,福特人體工程學專家已在超過100個新車發布項目上應用了虛擬制造技術——包括最新的福特Mustang、F-150、福特銳界和新福特探險者。通過對該項目的大量投資,福特不但降低了工傷率,還解決了生產過程中90%的人體工程學問題——包括工人走動過度、手臂空間和涉及高難度零件安裝的操作。
通過福特3D打印技術以及先進的福特人體工程學監測流程,福特在中國的合資企業長安福特位于重慶及杭州的制造工廠也對車間生產工作臺設計做出實時調整,以符合中國工人的操作需求,最大程度避免工傷,保護員工安全。
福特虛擬制造技術三大核心
全身運動捕捉提供了工人在進行作業時的肢體動作數據。人體工程學專家借助工人手臂、背部、腿部和軀干上安裝的52個運動捕捉標記,記錄了超過5000個數據點,用于評估肌肉的強度和弱點、關節扭傷和身體失衡情況。而專業運動領域也使用了類似技術,來提高運動員的技巧并幫助他們避免受傷;

全身運動捕捉提供了工人在進行作業時的肢體動作數據
3D打印技術能幫助人體工程學專家在模擬情境下,確定工人手臂在裝配流程中的伸展空間。由于每個人的手臂大小不一,員工可借助3D打印出的模具來測試汽車裝配中的空間狹窄度——這有利于優化生產方案。
沉浸式虛擬現實技術采用了配備23個攝像頭的運動捕捉系統和頭戴顯示器,通過虛擬工作臺評估員工作業可行性和熟練度