Controller Hierarchies For Efficient
Virtual Ergonomic Assessments Of Manual Assembly Sequences
A.
PENDAHULUAN
Sebuah perangkat lunak Model Digital Manusia (DHM)
adalah alat dalam manufaktur virtual yang memungkinkan simulasi perakitan
manual bekerja jauh sebelum produk fisik telah dibuat. Tujuan DHM adalah untuk
meningkatkan baik dalam hal produk dan produksi, maupun dari sudut pandang
sosial. Simulasi pekerjaan perakitan manual dapat digunakan untuk menemukan dan
menyelesaikan masalah desain, urutan perakitan yang salah, postur tubuh yang
salah, dan kemacetan logistik awal dalam tahap pengembangan konseptual. Hal ini
meningkatkan kualitas produksi, mengurangi biaya perubahan desain akhir dan
waktu jalan dari proses manufaktur. Untuk membuat simulasi yang relevan,
pengguna harus memastikan bahwa manikin menghindari tertabrak dengan objek di
lingkungan sekitarnya, mempertahankan keseimbangan dan seluruh gerakan yang
digunakan ergonomis dalam seluruh tugas perakitan.
Jurnal ini memperkenalkan kerangka kerja berdasarkan
sistem pengontrol hirarki baru. Instruksi tingkat tinggi dimasukkan ke pengawas
utama yang dapat menafsirkan petunjuk dan membagi mereka ke dalam satu set
instruksi yang lebih kecil dan lebih spesifik. Hasil interpretasi tergantung
pada keadaan manekin dan benda-benda di lingkungan sekitarnya. Pada langkah berikutnya,
pengendali utama memberikan petunjuk baru yang dihasilkan untuk sub pengontrol
dalam struktur hirarki. Dengan demikian, setiap instruksi ditafsirkan dan
dibagi sampai pengontrol tercapai. Sebuah pengontrol menghasilkan satu set
instruksi tingkat rendah, yang diartikan sebagai sekumpulan contoh perencanaan untuk
manikin yang menghasilkan urutan gerakan ergonomis dan bebas tabrakan untuk
mencapai tugas perakitan.
Kontribusi utama dari jurnal ini adalah sistem
pengontrol hirarki yang dinamis menafsirkan instruksi bahasa tingkat tinggi dan
rekursif menghasilkan urutan instruksi tingkat rendah yang diperlukan manikin
untuk menyelesaikan tugas, bagaimana untuk secara otomatis menghasilkan contoh
perencanaan untuk manikin, dan cara modular untuk menggunakan kembali dan menggabungkan
kemampuan pengontrol yang berbeda.
B. UJI KASUS
Kerangka kerja ini ditunjukkan pada dua uji kasus
industri. Dua kasus menggambarkan bagaimana kerangka menangani skenario
perakitan umum seperti pemanfaatan dukungan dan perakitan dua fase.
1. Perakitan Unit Kontrol Elektronik
Unit kontrol elektronik yang disebut cembox dirakit di
bawah unit mengemudi. Dalam rangka untuk menyelesaikan tugas manikin perlu menahan
keseimbangan dengan tangan kiri. Gambaran dari perakitan dan pendukung untuk
menahan keseimbangan yang ditunjukkan pada Gambar 1. Manikin berjalan ke meja
dan mengambil cembox, kemudian berjalan ke posisi perakitan. Manikin perlu
bersandar kepada mobil dengan tangan kiri digunakan untuk menjaga keseimbangan.
Pada langkah berikutnya adalah merakit cembox di dalam mobil yang ditunjukkan
pada Gambar 2 dan Gambar 3 menggambarkan bagaimana tugas perakitan dibagi dari
pengendali utama menjadi instruksi tingkat rendah.
Gambar 1. Gambaran
perakitan
(a) manikin
berjalan meja untuk mengambil perangkat elektronik (ditunjukkan oleh benda
berwarna oranye) dan berjalan ke posisi perakitan; (b) manikin meggunaan tangan
kiri untuk bersandar pada kerangka mobil untuk menjaga keseimbangan
Gambar 2.
Perakitan elektronik
Gambar 3. Struktur
hirarki ketika unit elektronik dirakit. Pengontrol tingkat tinggi tercantum
pada sisi kiri sedangkan pengontrol tingkat rendah terdaftar pada sisi kanan
dan pengontrol menengah tercantum di tengah.
2. Perakitan alternator
Dua tahap perakitan yang dilakukan adalah memasang
alternator sesuai posisi pada mesin dengan menggunakan sekrup. alternator harus
ditempatkan sebelum sekrup dipasang. Manikin berjalan ke meja untuk mengambil
alternator dan sekrup. Pada langkah berikutnya, manikin berbalik dan berjalan untuk
perakitan di depan mesin. Akhirnya, alternator dan sekrup dipasang, ditunjukkan
pada Gambar 4. Untuk mencapai perakitan, pengontrol utama membagi keseluruhan
tugas perakitan ke dalam sub tugas yang lebih kecil. Gambar 5 menunjukkan
struktur control hirarki yang digunakan untuk menyelesaikan tugas.
Gambar 4. (a) awal
perakitan; (b) manikin berjalan ke meja untuk mengambil alternator dan sekrup;
(c) manikin berjalan dan menempatkan alternator pada posisi perakitan; (d)
dekat dari perakitan; (e) alternator dipasang pada mesin; (f) sekrup dipasang
untuk memperbaiki alternator.
Gambar 5. Struktur
hirarki ketika alternator dirakit. Pengontrol tingkat tinggi tercantum pada
sisi kiri sedangkan pengontrol tingkat rendah terdaftar pada sisi kanan dan
pengontrol menengah tercantum di tengah.
C. PEMBAHASAN
Kerangka kerja ini menunjukan cara generik dan keseluruhan
modular untuk menggunakan kembali dan mengabungkan kemampuan pengontrol yang
berbeda. Hal ini memungkinkan pengontrol untuk berinteraksi mengirim dan
menerima sinyal yang mungkin diperlukan ketika menjalankan instruksi tingkat
rendah dalam simulasi, misalnya mencegah pengendali menjalankan petunjuk
terlarang, atau jalan menuju deadlock. Awalnya, pengguna perlu untuk menentukan
awal dan akhir keadaan, dan menciptakan titik pegangan pada objek yang akan
digunakan. Namun, dalam langkah-langkah yang akan datang, informasi tersebut
secara otomatis melewati antara pengendali berikutnya dalam struktur hirarki.
Hal ini menciptakan transisi informasi yang lancar antara langkah-langkah yang
berbeda dari simulasi, yang dapat mengurangi kebutuhan bagi pengguna untuk
berinteraksi dan memberikan informasi secara manual untuk mencapai simulasi
Struktur ini juga memungkinkan pengontrol yang akan
dijalankan secara paralel. Artinya, manikin diperbolehkan untuk berkolaborasi
satu sama lain, dan manikin dapat berinteraksi dengan lingkungan seperti robot
dan sel. Selain itu, struktur rekursif dari sistem pengendali memungkinkan
untuk menciptakan ketergantungan antara pengontrol yang berbeda untuk
menghentikan perhitungan atau mengubah urutan. Hal ini memungkinkan pengguna memasukan
maupun mengubah interaktif pada semua tingkat dalam hierarki pengontrol,
misalnya untuk memaksa pengontrol untuk mengikuti urutan yang telah ditentukan.
Kerangka yang diusulkan adalah umum dan tidak hanya
dapat digunakan dengan manikin. Ini dapat digunakan pada robot, konveyor, dan
peralatan otomatisasi lainnya, yang memungkinkan untuk mensimulasikan
keseluruhan urutan perakitan. Selain itu, kerangka yang merupakan metodologi
untuk membuktikan jika satu set sifat tahan untuk model mungkin secara resmi
dapat diverifikasi. Kerangka ini dapat digunakan untuk memastikan tidak ada
deadlock yang terjadi, untuk memverifikasi bahwa tidak ada pengontrol yang
melanggar model, dan untuk memastikan bahwa tidak ada kontradiksi dalam
spesifikasi model
D. KESIMPULAN DAN SARAN
Kerangka hirarki pengontrol yang disajikan dalam karya
ini menawarkan cara generik dan keseluruhan modular untuk menggunakan kembali
dan mengabungkan kemampuan pengontrol yang berbeda. Selain itu, juga mengurangi
kebutuhan manual dari interaksi pengguna, yang juga mengurangi waktu yang
dibutuhkan untuk melakukan simulasi perakitan. Sistem ini diterapkan untuk
beberapa skenario industri umum, dan kinerjanya ditunjukkan pada dua
kasus-kasus tertentu. Selain itu, kerangka umum yang tidak terbatas untuk
memanipulasi manikin tunggal, dan mungkin dengan mudah diperluas untuk mengkoordinasikan
beberapa manikin, robot, konveyor, dll dalam rangka untuk mensimulasikan sel
perakitan. Kerangka kerja ini juga dapat secara resmi diverifikasi untuk
menghindari ketidaktahuan dan mencegah pelanggaran spesifikasi model.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar