Posture Analysis of Workers in an Excavator Factory Using 3D Human Simulation

3D 작업자 시뮬레이션을 이용한 굴삭기 생산공정 작업자 자세분석

Recently, work-related musculoskeletal disorders (WMSDs) become a hot issue in the industrial fields. To prevent the potential risk of workers, various approaches have been adopted. One of the approaches is to improve the design of product, that of jig (or fixture) and that of workstation in the early stage of the development. 3D simulation technology is known as the powerful method for detecting such problems before constructing the workstation, because it is possible to evaluate the posture of worker using 3D models in a cyber space. It enables to find the unexpected problems and save the time and cost for redesign and rework. This paper introduces a 3D simulation case study of workers in an excavator factory. 3D models of products, jigs were developed with CATIA. The assembly processes were animated in IGRIP and DPM. Finally the various postures of worker were simulated using Human. As a result, some postures were analysed as the risky jobs and the result of simulation was used to improve the system.

근래에 작업자의 근골격계 질환이 산업현장의 주요한 논제로 등장하였다. 이러한 문제를 줄이기 위하여 다양한 방법들이 사용되고 있는데 그 중의 하나가 제품설계, 치구설계, 작업장 설계를 할 때 작업자의 안전을 최대한 확보하도록 설계단계에서 개선을 하는 것이다. 최근에 급속히 발전하고 있는 3D 시뮬레이션 기술을 사용하면 작업장을 설계하는 단계에서 제품 및 치구의 3D 도면을 이용하여 가상의 작업공간을 구축한 후 작업자의 작업 자세를 사전에 검증해 볼 수 있기 때문에 작업장 구축 후 발생할 수 있는 많은 문제점들을 사전에 검증하여 설계실패비용을 최소화할 수 있다. 본 논문은 3D 작업자 시뮬레이션을 이용하여 굴삭기 공장의 특정한 공정을 대상으로 개선 및 최적화를 하기위한 연구다. 먼저 CATIA를 이용하여 제품과 치구 등 작업장 구축을 위한 3D 모델을 개발하였다. 그리고 IGRIP, DPM. Human 등의 개발도구를 복합적으로 이용하여 작업장에서의 작업내용을 시뮬레이션 할 수 있는 모델을 개발한 후 작업 자세에 대한 분석을 수행하였다. 분석결과는 작업장을 개선하는데 이용하였다.