An automated time and hand motion analysis based on planar motion capture extended to a virtual environment

Abstract

In the context of industrial engineering, the predetermined time systems (PTS) play an important role in workplaces because inefficiencies are found in assembly processes that require manual manipulations. In this study, an approach is proposed with the aim to analyze time and motions in a manual process using a capture motion system embedded to a virtual environment. Capture motion system tracks IR passive markers located on the hands to take the positions of each one. For our purpose, a real workplace is virtually represented by domains to create a virtual workplace based on basic geometries. Motion captured data are combined with the virtual workplace to simulate operations carried out on it, and a time and motion analysis is completed by means of an algorithm. To test the methodology of analysis, a case study was intentionally designed using and violating the principles of motion economy. In the results, it was possible to observe where the hands never crossed as well as where the hands passed by the same place. In addition, the activities done in each zone were observed and some known deficiencies were identified in the distribution of the workplace by computational analysis. Using a frequency analysis of hand velocities, errors in the chosen assembly method were revealed showing differences in the hand velocities. An opportunity is seen to classify some quantifiable aspects that are not identified easily in a traditional time and motion analysis. The automated analysis is considered as the main contribution in this study. In the industrial context, a great application is perceived in terms of monitoring the workplace to analyze repeatability, PTS, workplace and labor activities redistribution using the proposed methodology.

Scoping Review of the Work Measurement for Improving Processes and Simulation of Standards

“…On the other hand, M. Manns et al [ 26 ], H. Tinoco et al [ 41 ] and A. Bellarbi [ 4 ] focus their investigations on the application of the MTM methodology with digital analysis tools. The first researcher used time measurement methods in conjunction with data mining to estimate the time and sequence of operations on an assembly line, thereby successfully predicting assembly operations 237 times.…”

Determinación del Método Óptimo de Operaciones de Ensamble Bimanual con el Algoritmo de Dijkstra (o de Caminos Mínimos)

“…Dentro de estos procesos siempre se busca mejorar el tiempo de producción a través de la eliminación de actividades que no generan valor, como también a través de la redistribución del puesto trabajo (Jadhav et al, 2014). Las actividades adicionales producen costos operativos y como consecuencia una disminución de la rentabilidad y productividad (Tinoco et al, 2015). Existen diferentes herramientas para aumentar la productividad desde las etapas de diseño; y en el uso de estas se deben considerar los siguientes aspectos; métodos, procesos, herramientas, equipos y habilidades de manufactura (Niebel y Freivals, 2014).…”

“…El método encontrado puede ser validado con análisis de tiempos y movimientos para verificar el tiempo de ensamblaje, el cual es un indicador crucial para medir el rendimiento. Las herramientas de los analistas de tiempos y movimientos son técnicas manuales que están basadas en la utilización de los principios de economía de movimientos, técnicas de interrogación, diligenciamiento de diagramas de procesos, entre otros (Tinoco et al, 2015). Todos estos aspectos evidencian la eficiencia de las operaciones.…”

Nuevo método estándar para la recolección selectiva de café

“…Comprende dos fases de estudio, la primera abarca el análisis visual de los macro y micromovimientos en los cuales deben considerarse los principios de la economía de movimientos; en la segunda se define el tiempo requerido para efectuar la tarea según una norma de ejecución preestablecida (Durán, 2007;Kanawaty, 2011). El uso de dispositivos, como las cámaras digitales y software especializados para el análisis de los datos, buscan determinar una mayor confiabilidad en los datos, eliminando la subjetividad del observador y minimizando el error humano en la captura de información cuando se utiliza la observación directa (Tinoco et al, 2015;Ovalle y Cardenas, 2016).…”