戴姆勒联合Unity，通过数字人体模拟技术提升装配工作效率

戴姆勒汽车的MOSIM研究项目使用Unity作为其基础，为一系列制造用例模拟和分析复杂、真实的人体运动提供了一个可视化的平台。

MOSIM是由汽车制造商戴姆勒与Unity和其他20多个合作伙伴共同支持的联合项目。由于利用了Unity实时显示的特性，新的系统能够在几分钟之内快速模拟装配工人的任务，这项技术可以帮助公司改进他们的生产计划，提高工人的生产效率和安全性，并降低风险和成本。

下面让我们来看看Unity是如何在此项目中发挥其作用的吧

改进装配工作的流程

图片来源：戴姆勒

即使在今天的自动化时代，车辆和其他的工业产品的组装仍然需要大量的人工工作。工人的任务通常不是3D可视化的，而是用文本进行描述的。这使得生产计划流程的许多方面都可以进行改进。我们都知道，工人工作的目的是在于生产产品，模拟技术的应用可以帮助产品生产更加高效。但是在MOSIM项目开始前生成模拟的过程是极其耗时的，并且需要非常专业的软、硬件工具。

模拟特定的单个动作(例如，粘贴零件)或许还比较容易，但模拟一系列联合动作（例如，走到一个零件前，拿起它，然后再走到车旁，粘贴该零件）需要大量的手动操作、实际位置的定位和物理方面的的动作捕捉。除了一些非常特别的具有高风险的方案会应用此技术证明其复杂性与时间投资合理性之外，大多数公司都不愿意选择这种方式来提升自己的产能。

“汽车或公交汽车的手动组装需要许多不同的动作，目前还没有能够能全面模拟这些场景的工具。”戴姆勒巴士公司（Daimler Buss-EvoBus GmbH）博士研究员、MOSIM技术协调员费利克斯·盖斯鲍尔（Felix Gaisbauer）说到“我们面临的挑战在于将这些单独的序列整合在一起，因此我们希望建立一个数字人体模拟框架，来帮助我们实现这一目标。”

图片来源：戴姆勒

随着汽车、卡车、公交汽车等交通工具的生产变得越来越复杂和具有竞争性，最大限度地提高装配的效率在厂家们看来至关重要。对物理测试和优化的依赖不仅阻碍了生产效率，增加了成本，而且往往使制造商对其运营效率缺乏信心。

“虽然这些努力在过去十年中有所改进，但对于人体的动态模拟现在还没有什么成成果。或许现在才真的是模拟技术发展的最佳时机。”戴姆勒客车公司（Daimler Buss-EvoBus Gmb）经理、MOSIM项目负责人托马斯·巴尔（Thomas Bär）表示。

数字人体模拟的全新开放标准

借助MOSIM基于Unity的模块化人体模拟技术，制造商可以轻松地将一系列的角色动画拼凑成一个完整的模拟过程。他们可以：

l 实时三维可视化和验证装配步骤

l 模拟假设场景，以确定任务的可行性和最佳顺序

l 进行基于度量的评估(例如，人体工程学、可建造性研究)

l 在完成物理设置或培训团队之前，优化和改进流程，降低了成本，提升装配效率

整个模拟过程可以在几分钟内完成，相比之下，之前手动创建一个类似的模拟过程则需要大约两周的时间。从识别装配过程中的人体工程学到提高工人生产率、安全性和培训，MOSIM在影响生产的众多阶段中都有着巨大的潜力。

“MOSIM项目的出现开辟了更多新的可能性。当你可以模拟人体在装配序列中真实移动时，它为研究工厂中的优化潜力提供了额外的机会，例如调整货架位置以缩短行走路径。”盖斯鲍尔说到“它甚至可以用来为员工提供如何完成任务的沉浸式培训。”

利用Unity实现可视化和模拟

利用Unity的实时3D平台作为MOSIM框架的核心，为可视化和模拟开辟了新的可能性。数字头像和动画能够提升整体体验。Unity支持快速的原型制作，拥有将图像轻松部署到虚拟现实头显等设备上的能力。

“我真的很喜欢Unity的编程工作方式，它就像一个大型的商店一样，你可以从中选取出自己想要的，而且我们的大多数项目合作伙伴使用Unity比其他的软件更有经验。”盖斯鲍尔说到“Unity提供的综合套餐对我们非常适用。”

MOSIM可以通过基于网络的应用程序使用也可以在Unity中直接访问。它能够通过标准文本控制自动生成三维工人模型的装配模拟动作，如“拾取和放下”。

动作模型

MOSIM的动作模型单元（MMU）生成器让可以帮助使用者创建新的人体运动模拟序列。

受到功能模型接口（FMI）的启发，MOSIM提供了动作模型接口（MMIs）和动作模型单元（MMUs），其范围从简单的动作如行走到复杂的如爬梯都包含在内。

MOSIM在其GitHub上的开源库中开放了一个人体动作库，并鼓励Unity社区的使用者创建更多的动作模型（MMU）。基于Unity的“内存管理单元生成器”允许以FBX和其他文件格式创建自定义内存管理单元，使用者不需要任何编程知识即可使用。

“这太特别了！我从没有见过任何其他游戏引擎具备这些功能。这些功能是Unity所独有的。它简化了开发的流程！我们希望通过它来吸引更多的动画艺术家和开发者设计更多的动作模型（MMU）并将他们应用到我们的工厂之中。”盖斯鲍尔感叹到。

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