Un workshop sulla progettazione di una postazione di lavoro per l’assemblaggio in realtà virtuale, di una camera bianca, ci mostra che i processi di pianificazione nell’industria diventano significativamente più veloci e flessibili grazie all’uso della VR.
Nel quadro della lean production, cardboard engineering si è affermata per la progettazione efficiente delle postazioni di lavoro industriali. Nello specifico, si tratta di realizzare modelli in legno e cartone, che successivamente vengono adattati ai requisiti specifici. In tal modo, i processi di produzione possono essere simulati su un modello in scala e ottimizzati sotto il profilo ergonomico. Ciononostante, questa tecnica presenta un punto debole. Cardboard engineering richiede infatti molto spazio in quanto, per valutare in maniera significativa i processi di lavoro reali, è indispensabile che la scala sia di 1:1. Inoltre, spesso è necessario riprodurre anche aree di produzione di grandi dimensioni. La progettazione e la verifica delle postazioni di lavoro per il montaggio con la realtà virtuale non sono solo più semplici e più sostenibili, ma permettono anche un netto risparmio di tempo. Insieme a Halocline GmbH & Co. KG, l’azienda sviluppatrice del software omonimo per la progettazione del montaggio e della produzione in ambiente virtuale, item ha configurato una postazione di lavoro per il montaggio utilizzata per la produzione di un nuovo farmaco del Gruppo Sanner. La progettazione è stata eseguita durante un workshop, parte di un nuovo concetto di progettazione item. La proficua collaborazione mostra in modo esemplare le possibilità offerte dalla realtà virtuale per i processi di progettazione industriale.
Configurazione online delle postazioni di lavoro industriali
Scopri le possibilità del configuratore di postazioni di lavoro con vista 3D e funzioni intelligenti. Crea la tua postazione di lavoro per l’assemblaggio manuale nel browser o utilizza il tool per la costruzione virtuale con gli occhiali VR in Halocline.
INFO
Best practice per virtual cardboard engineering con il visore VR
Sanner, con sede centrale a Bensheim, sviluppa soluzioni per il settore medicale, diagnostico, farmaceutico e della cura della persona ed è leader mondiale nel campo dell’imballaggio degli agenti essiccanti. Impiega complessivamente oltre 600 collaboratori e rifornisce clienti in oltre 150 paesi. In occasione di un progetto CDMO (Contract Development and Manufacturing Organization, ossia organizzazione di sviluppo e produzione a contratto) in ambito medicale, che prevedeva un complesso processo di montaggio manuale di un dosatore per la serie iniziale, l’azienda ha deciso di progettare una postazione di lavoro ideale per il montaggio. In futuro sarà necessario produrre un nuovo sistema di somministrazione per i farmaci in modo efficiente e in un ambiente di lavoro ottimale. Sanner si è rivolta quindi a item in particolare per due diverse ragioni: da una parte i sistemi dei componenti per le applicazioni industriali rappresentano lo standard in numerosi settori e aziende, dall’altra item figura tra i pionieri anche nel campo della progettazione digitale.
Possiamo modificare i progetti in modo rapido e semplice, verificando immediatamente i possibili effetti sui processi di lavoro nello spazio virtuale.
– Christian Thiel, senior product manager ed esperto di online tool presso item
Il configuratore di postazioni di lavoro, per esempio, permette di progettare online postazioni di lavoro per il montaggio. E durante tale processo è possibile tenere conto in modo ottimale dei requisiti specifici in termini di efficienza, nonché delle esigenze dei collaboratori. Halocline e item operano a stretto contatto già da diversi anni. Abbiamo già raccontato di questa collaborazione in un articolo del nostro blog. Nel corso di un workshop presso Sanner, Halocline e item hanno configurato una nuova postazione di lavoro per il montaggio utilizzando il software Halocline per la progettazione della produzione nella realtà virtuale. A tale proposito, Christian Thiel, senior product manager ed esperto di online tool presso item, afferma: “Ci interessano le possibilità derivanti dal collegamento della VR con i nostri prodotti e tool. Possiamo modificare i progetti in modo rapido e semplice, verificando immediatamente i possibili effetti sui processi di lavoro nello spazio virtuale”. Virtual cardboard engineering, quindi, è molto più flessibile e veloce di quella classica con modelli in legno e cartone. In item Academy è disponibile la registrazione di un webinar tenuto da item, Halocline e Sanner. Basta disporre di un account utente per accedervi.
Eseguire l’assemblaggio in realtà virtuale senza know-how
“Insieme ad Halocline abbiamo creato una sorta di galleria d’arte. L’utente ha a disposizione una raccolta di applicazioni e con pochi clic può configurare un ambiente di produzione base nel mondo virtuale”, spiega Christian Thiel. Halocline crea i presupposti ideali per la progettazione di una postazione di lavoro per il montaggio o una scaffalatura. Nel software VR è possibile creare figure geometriche semplici come riquadri e selezionare i componenti corrispondenti senza disporre di nozioni pregresse. Così i nuovi progetti prendono vita in brevissimo tempo. In alternativa è possibile creare un progetto di base con gli online tool di item e successivamente trasferirlo in Halocline. In tal modo il processo di lavoro è sempre al centro del piano di progettazione. Le domande decisive a cui occorre rispondere sono le seguenti:
- dove deve essere trasportato il materiale?
- quali singole fasi di lavoro devono essere eseguite per il montaggio?
- dove devono essere posizionati gli attrezzi affinché il processo si svolga senza attriti e in modo ergonomico?
Anche la chiara definizione dei requisiti è di importanza decisiva. “Nella VR ci si concentra sul prodotto e sul processo. I risultati ottenuti nella VR consentono di finalizzare sin nei minimi dettagli il progetto con l’ausilio di online tool”, continua Christian Thiel. Dopo aver eseguito e valutato i processi nel mondo virtuale utilizzando un visore, gli utenti hanno a disposizione nozioni preziose: sanno, ad esempio, dove posizionare idealmente un contenitore per carichi ridotti al fine di garantire un processo di presa ottimale.
Configuratore di postazioni di lavoro: software speciale per l’industria
Tali nozioni possono essere utilizzate nel configuratore di postazioni di lavoro, ad esempio per configurare lo spazio di presa della postazione di lavoro in modo personalizzato. È possibile inserire nelle posizioni desiderate numerosi componenti, tra questi vassoi, bracci orientabili con vassoi e profilati per contenitore a cui fissare le vaschette ad incastro. Grazie all’intuitivo posizionamento mediante trascinamento e agli adattamenti automatici sulla superficie di lavoro 3D dell’online tool, la postazione di lavoro per il montaggio viene ultimata in brevissimo tempo. Nel progetto Sanner, nel corso di un workshop tenuto dalle tre aziende sono state sviluppate diverse varianti di tavolo. Virtual cardboard engineering è stata impiegata sia per la valutazione di base sia per la progettazione concettuale e dettagliata. Dal momento che per la produzione del dosatore nella serie iniziale era necessario caricare manualmente una pressa manuale, al centro dell’attenzione sono stati collocati esplicitamente i campi di presa. Dopo aver testato virtualmente questo processo, il progetto concettuale del tavolo è stato adattato nell’ambito della progettazione dettagliata. Tale collaborazione ha permesso di creare un ambiente di lavoro ideale.
Il workshop mostra le possibilità della realtà virtuale nel montaggio
Il workshop di item, Sanner e Halocline è durato mezza giornata. Dopo la definizione iniziale degli obiettivi, tutti i partecipanti hanno avuto la possibilità di immergersi nel mondo virtuale con un visore VR, come sottolinea Christian Thiel: “Per comprendere dimensioni e misure è necessario immergersi nella VR. La prima cosa da fare è acquisire dimestichezza con il mondo virtuale”. Durante la progettazione concettuale hanno preso forma sei diverse varianti di tavolo da lavoro. Tutti gli oggetti e gli attrezzi necessari per il processo di montaggio sono stati inseriti nel tool. Se i diversi modelli fossero stati realizzati con l’ingegneria cardboard classica in cartone e legno, i costi e il dispendio di tempo sarebbero stati nettamente superiori.
Due modelli sono stati selezionati poi nuovamente testati a lungo nella realtà virtuale: un dipendente Sanner ha convalidato il processo di assemblaggio sul modello virtuale della postazione di lavoro.
Grazie ad Halocline, invece, le diverse versioni sono state configurate, copiate e adattate senza difficoltà. In seguito, le versioni sono state testate nel processo di lavoro reale. Su tale base sono stati selezionati due modelli per il montaggio in camera bianca, poi nuovamente testati a lungo nella realtà virtuale: un dipendente Sanner ha convalidato il processo di assemblaggio sul modello virtuale della postazione di lavoro. Era necessario verificare se il posizionamento di attrezzi e contenitori per carichi ridotti nel modello di postazione di lavoro definitivo si adattasse alla perfezione al processo di lavoro. Per visualizzare tutti i processi di lavoro è stato necessario ricorrere a un diagramma a spaghetti, che ha permesso di comprendere con precisione l’efficienza dei processi di montaggio e di osservare come si muovono sia i collaboratori sia le loro mani. In seguito è bastato modificare solo pochi dettagli della postazione.
Postazione di lavoro per camera bianca con protezione ESD
La nuova postazione per Sanner è stata progettata in maniera specifica per l’impiego in camera bianca. Grazie alle loro superfici lisce e chiuse, i componenti item sono ideali per questo ambiente di lavoro sensibile. Inoltre, grazie alla modularità del sistema, i progetti possono essere adattati o ampliati in modo semplice e rapido. item offre la massima flessibilità in fase di progettazione e realizzazione di soluzioni per la produzione in camera bianca. È stato necessario configurare anche un’EPA (Electrostatic Proteced Area) per proteggere dalle scariche elettrostatiche (ESD) il farmaco oggetto del processo di produzione. All’interno dell’EPA le cariche vengono dissipate in modo sicuro dal piano del tavolo realizzato con materiali specifici, evitando in modo mirato il danneggiamento dei componenti elettrici.
La postazione regolabile in altezza ha diversi bracci orientabili in modo che l’area di lavoro possa essere adattata in modo ottimale alla statura dei dipendenti.
Tutti i componenti rispettano i limiti delle resistenze di dispersione e superficiali definite nella norma IEC 61340. Il tavolo regolabile in altezza ha diversi bracci orientabili così l’area di lavoro può essere adattata in modo ottimale alla statura dei dipendenti. Anche la predisposizione dei materiali segue principi ergonomici. I contenitori per carichi ridotti aperti e disposti l’uno sopra all’altro consentono una chiara visione del materiale, che può essere prelevato comodamente mediante vaschette ad incastro. Nella parte anteriore, le vaschette ad incastro, di forma particolare, sono montate direttamente sul contenitore per carichi ridotti, consentendo di prelevare manualmente anche i componenti di dimensioni ridotte. Tastiera e schermo sono collocati su un supporto per tastiera, così sulla superficie di lavoro c’è sempre spazio a sufficienza per i processi di montaggio.
Come la realtà virtuale è utile per le aziende del settore
L’integrazione della realtà virtuale nel processo di progettazione consente di configurare postazioni di lavoro per il montaggio che sin da subito soddisfano appieno i requisiti del cliente. La postazione diventa “tangibile”, perché con l’ausilio del visore gli utenti si immergono in un mondo digitale realistico e può essere adattata alla perfezione ai requisiti individuali, come in altezza. Potenziali errori di progettazione o inefficienze dei processi vengono evitati in modo mirato attraverso la convalida dei processi stessi e testando le postazioni per verificarne la funzionalità e l’ergonomia. A beneficiarne non è solo il design del prodotto, ma anche l’intero processo di progettazione, che viene notevolmente accelerato e migliorato. La combinazione del software VR di Halocline con gli online tool permette di ottenere la massima flessibilità per la progettazione della postazione di lavoro per il montaggio del futuro.
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