Aumente la planificación del trabajo de montaje con simulaciones humanas digitales
Descubra cómo Unity está apoyando el proyecto de investigación MOSIM para simular y analizar movimientos humanos complejos y realistas para una serie de casos de uso en la fabricación. Con la capacidad de simular las tareas de los operarios de montaje en cuestión de minutos en lugar de semanas, las empresas pueden mejorar la planificación de la producción, aumentar la productividad y la seguridad de los trabajadores y reducir riesgos y costes.
El proyecto MOSIM es un consorcio impulsado por el fabricante de automóviles Daimler en colaboración con Unity y más de 20 socios. Su objetivo es proporcionar un estándar abierto para simulaciones humanas digitales para aplicaciones industriales.
Incluso en la era actual de la automatización, el montaje de vehículos y otros productos manufacturados sigue requiriendo un importante trabajo manual. Gran parte del proceso de planificación de la producción puede mejorarse, ya que las tareas de los trabajadores no suelen visualizarse en 3D, sino describirse en texto. Además, la validación de estas tareas se realiza en prototipos de hardware. La simulación puede hacer que esta experiencia sea más eficiente, pero generar una simulación de proceso ha llevado históricamente mucho tiempo y ha requerido herramientas para expertos.
Aunque es posible simular acciones específicas e individuales (por ejemplo, la colocación de una pieza), la simulación de una secuencia conjunta de acciones -por ejemplo, caminar hasta una pieza, recogerla, caminar hasta el vehículo y colocar la pieza- requiere un gran esfuerzo manual y la captura física del movimiento de la ubicación y la configuración reales. Aparte de situaciones muy específicas de alto riesgo que podrían justificar la complejidad y la inversión de tiempo, la mayoría de las empresas se ven disuadidas de hacer este esfuerzo.
"El montaje manual de un coche o un autobús requiere muchas acciones diferentes, y actualmente no existe ninguna herramienta que pueda simular esos escenarios de forma exhaustiva. El reto consiste en unir estas secuencias individuales, por lo que queríamos crear un marco para simulaciones humanas digitales que nos ayudara a hacerlo", afirma Felix Gaisbauer, investigador doctoral de Daimler Buses - EvoBus GmbH y coordinador técnico de MOSIM.
A medida que la producción de automóviles, camiones, autobuses, etc. se hace cada vez más compleja y competitiva, la necesidad de maximizar la eficiencia es primordial. La dependencia de las pruebas físicas y la optimización no sólo obstaculiza la productividad e infla los costes, sino que a menudo deja a los fabricantes sin confianza en su eficiencia operativa.
"Aunque estos esfuerzos han mejorado en la última década, la simulación dinámica de seres humanos está más o menos descartada. Ahora es realmente un momento privilegiado para la simulación en la producción", afirma Thomas Bär, Director de Daimler Buses - EvoBus GmbH y Jefe de Proyecto de MOSIM.
Con las simulaciones humanas modulares basadas en Unity de MOSIM, los fabricantes pueden unir fácilmente una serie de animaciones de personajes en una simulación completa. Pueden hacerlo:
- Visualice y verifique los pasos de montaje en 3D en tiempo real
- Simular escenarios hipotéticos para determinar la viabilidad y la secuencia óptima de tareas.
- Realizar evaluaciones basadas en métricas (por ejemplo, ergonomía, edificabilidad).
- Optimizar y mejorar los procesos antes de completar las configuraciones físicas o formar a los equipos, lo que reduce en gran medida los costes y la ineficacia.
Las simulaciones pueden crearse en cuestión de minutos, frente a las aproximadamente dos semanas que llevaría crear manualmente una simulación comparable. Desde la identificación de oportunidades ergonómicas durante el proceso de montaje hasta la mejora de la productividad, la seguridad y la formación de los trabajadores, MOSIM tiene un enorme potencial para influir en numerosas fases de la producción.
"Esto abre muchas posibilidades nuevas. Cuando se puede simular el movimiento realista de las personas a lo largo de las secuencias de montaje, se abren nuevas oportunidades para investigar el potencial de optimización de la fábrica, como el ajuste de las posiciones de las estanterías para acortar los recorridos. Incluso puede utilizarse para ofrecer formación inmersiva a los trabajadores sobre cómo realizar sus tareas", afirma Gaisbauer.
Aprovechar la plataforma 3D en tiempo real de Unity en el núcleo del marco de MOSIM abre nuevas posibilidades de visualización y simulación, permitiendo avatares digitales y animaciones que elevan toda la experiencia. Unity permite la creación rápida de prototipos, así como una fácil implementación en dispositivos como los cascos de realidad virtual.
"Me gusta mucho cómo funciona la programación de Unity, la gran Asset Store y que la mayoría de nuestros socios de proyecto tienen más experiencia con Unity que con otros motores. El paquete completo que ofrece Unity es lo que marca la diferencia para nosotros", afirma Gaisbauer.
Se puede acceder a MOSIM a través de una aplicación basada en web, así como en Unity. Es capaz de generar automáticamente simulaciones de montaje de trabajadores en 3D utilizando descripciones de texto normalizadas, como "Recoger y depositar".
Inspirado en el enfoque Functional Mock-up Interface (FMI), el estándar de código abierto del sector para simulaciones por ordenador, MOSIM ofrece Motion Model Interfaces (MMI) y sus implementaciones, denominadas Motion Model Units (MMU), que abarcan desde animaciones sencillas como caminar hasta tareas complejas como subir una escalera.
MOSIM incluye una biblioteca de movimientos humanos predefinidos en su repositorio de código abierto en GitHub y anima a la comunidad de Unity a contribuir a la creación de más MMU. Un "generador de MMU" basado en Unity permite crear MMU personalizadas a partir de FBX y otros formatos de archivo sin necesidad de tener conocimientos de programación.
"Esto es algo especial. No lo tenemos en ningún otro motor de juegos, es exclusivo de Unity", afirma Gaisbauer. "Simplifica el desarrollo y esperamos que atraiga a más artistas y desarrolladores de animación para ofrecer más MMU".
Echa un vistazo al repositorio MOSIM en GitHub y lleva el poder de la simulación humana digital a tu aplicación.