Manikin voor werken in Pro/Engineer
Een mensgerichte aanpak in ontwerpen

Door de redactie

Tot nu toe hadden gebruikers van Pro/Engineer keuze uit twee mogelijkheden om de menselijke interactie met hun ontwerpen te onderzoeken. Of een fysiek prototype bouwen, of dure software aanschaffen. Nu is er het eigen Manikin.

De Pro/Engineer Manikin extensie helpt ontwerpers de interactie te zien en te analyseren tussen mensen, producten en de werkplek.

Om een ontwerp te testen in het gebruik, konden ontwerpers met Pro/Engineer kiezen om een fysiek prototype te bouwen of software aan te schaffen van een andere partij, die dan niet geïntegreerd was in hun eigen systeem. Geen van beide ideaal. Het maken van een fysiek prototype is kostbaar en het onderzoek tijdrovend. Ook is met een fysiek prototype het aantal wijzigingen en varianten, dat je kunt onderzoeken, gelimiteerd. Bovendien komen de resultaten van dergelijk onderzoek vaak als het ontwerpproces al in vergevorderde staat is, waardoor het moeilijk en kostbaar wordt om nog wijzigingen aan te brengen in het ontwerp.
Software om menselijke interactie met productontwerpen te simuleren was tot nu vaak erg duur en vereiste specifieke expertise. Daarnaast was het moeilijk in het gebruik en onvoldoende geïntegreerd met de eigen CAD-software.

De interactie tussen mens en product zoals bij duwen en trekken, kan de ontwerper simuleren.

Manikin
Pro/Engineer heeft nu een eigen software voor ontwerpers met Pro/Engineer Manikin. Deze software modelleert menselijke modellen, gebaseerd op een ISO standaard voor de definitie van menselijke modellen. Het is te integreren in Pro/Engineer, niet zo kostbaar en eenvoudiger in gebruik dan de software van derden. Het kan door de ontwerpers van het product zelf gebruikt worden. Het testen van verschillende alternatieven en het vergelijken van de resultaten, is een stuk eenvoudiger. Bovendien kan het al in een vroeg stadium worden ingezet, zodat vroegtijdig met de resultaten rekening gehouden kan worden in het ontwerpproces.

Landbouwmachine
Als voorbeeld nemen we het ontwerp van de cabine voor een landbouwmachine, die veilig en comfortabel moet zijn en waar goed in gewerkt moet kunnen worden. Met Manikin kan een persoon gemodelleerd worden, opdat de menselijke factoren meegenomen kunnen worden in het eerste ontwerp van de cabine. Uit een uitgebreide bibliotheek kan een menselijk model gekozen worden dat in de Pro/Engineer-omgeving geplaatst kan worden en kan bestaan in de geometrie van de cabine. De software biedt een ruime selectie aan modellen, die voldoen aan eisen van verschillende landen en in diverse formaten, zodat de ontwerpen getest kunnen worden voor een brede range van potentiële klanten verspreid over de hele wereld.


Controleren van beweging
Het Manikin-model ofwel het ‘manikin’ kan de machine ‘bedienen’ bijvoorbeeld om te kijken of de besturing de bewegingsvrijheid van de benen van de bestuurder hindert, en of de bestuurder het stuur volledig kan draaien. Er is een bibliotheek met ‘manikins’ in diverse houdingen. Als een houding is geselecteerd, is er een speciale tool om het ‘manikin’ in de juiste positie te plaatsen, bijvoorbeeld door het manipuleren van verschillende onderdelen van het ‘manikin’ als groep onderdelen of elk onderdeel apart. Onderdelen kunnen ook met constraints worden vastgezet aan een object in de cabine, zoals het stuur en de stoel. Daardoor zal bij beweging het ‘manikin’ het object volgen of andersom: het object volgt de beweging van het ‘manikin’.
Zo kan gecontroleerd worden of de bestuurder overal bij de apparatuur voor bediening en besturing kan. De reikwijdte van de armen en benen en het draaien van het lichaam, kunnen hiermee gesimuleerd worden. Ook combinaties van handelingen die gelijktijdig uitgevoerd moeten kunnen worden, zoals het stuur vasthouden en de knop voor de airconditioning indrukken, kunnen getest worden.
Ook kunnen standaardtools van Pro/Engineer toegepast worden zoal ‘clash’, ‘collision’, afstanden en bewegingsvrijheid kunnen aangepast worden om in te spelen op de resultaten tijdens het testen. Als eenmaal de bewegingen en houdingen zijn gedefinieerd, is het eenvoudig om een kleiner of groter ‘manikin’ te gebruiken of van een ander geslacht of nationaliteit. De test kan opnieuw worden uitgevoerd zonder dat alles opnieuw geprogrammeerd hoeft te worden.

Ontwerpers kunnen producten analyseren en optimaliseren, met gebruikmaking van richtlijnen voor veiligheid en gezondheid bij het dragen van objecten, en daarbij rekening houden met lokale wetgeving.

Zicht
Als onderdeel van de test kan ook naar het zicht gekeken worden vanuit de positie die een bestuurder inneemt. Ook tijdens de bewegingen en veranderingen van houding die met het ‘manikin’ worden gesimuleerd. De zichtlijnen kunnen in beeld gebracht worden, het hoofd kan gedraaid worden en ook de ogen, om het zicht in verschillende posities te bekijken.
Het is ook mogelijk door de ogen van het ‘manikin’ te kijken, ofwel om te zien wat de bestuurder zou zien. Bijvoorbeeld kan zo geconstateerd worden of de bestuurder van een graafmachine vanuit zijn cabine de gehele shovel kan zien, en dat geen bedienings- of besturingsapparatuur het zicht belemmert op belangrijke controlepanelen.

Mocht een ontwerper diepgaander onderzoek willen naar de mogelijkheden van een mens met zijn product dan bestaat er een ‘Analysis Extension’. Deze extensie heeft uitgebreidere mogelijkheden om meer in detail de interactie tussen mens en product te simuleren. Het heeft gereedschappen om scenario’s te testen waarbij een product gehanteerd wordt, eraan getrokken of tegenaan geduwd wordt, optillen en laten zakken, en hoe het gedragen en getransporteerd kan worden. Zo kunnen alle mogelijke soorten interactie tussen gebruiker van het product en het product zelf gesimuleerd worden en geëvalueerd, voordat het product als prototype beschikbaar is.

Invloed van de klant
Pro/Engineer Manikin biedt de ontwerpers deze mogelijkheden om het menselijke gebruik te simuleren. Uitgebreide mogelijkheden om een product te testen voordat het eerste exemplaar geproduceerd wordt, iets dat tijd en geld zal besparen ten opzichte van traditionele methodes. Daarbij kan ook rekening worden gehouden met andere nationaliteiten, verschillen in lichaamsbouw en wettelijke regels die gelden in het land van de opdrachtgever. De klant en gebruiker van het product heeft op die manier al vroeg in het ontwerpproces invloed op het eindproduct.

www.ptc.com en www.hecbv.nl