Virtual reality to improve preliminary design of assembly lines

As the hardware becomes more reliable and the software more approachable, VR systems are becoming easier to operate. VR can be applicated to create and test detailed replicas of production line and equipment in a 3D virtual environment-including PLCs, Human Machine Interfaces (HMIs) and robotic program. This allows in optimizing production line and reducing commissioning time. By using advanced VR hardware (Oculus, Leap motion) and software (Unity), companies can go one step further for ergonomic studies, cycle time optimization, worker safety, maintenance, aesthetics check, training the operators and much more. Virtual reality system must be coupled with simulation system to create more realistic virtual environment. This virtual environment with movement simulation of the machine and material in the assembly line can be produced to the customer during the quotation phase, to improve its success rate. The structure of this thesis report is as follow:VR technology and its existing use in the industries are discussed and then, usage of this technology to improve Design and Engineering process. Then generation of virtual environment based on standard libraries and its integration within KBE framework is presented. The proposed approach is then applied to assembly line layout visualization using Virtual Reality tools.

Dal momento che l’hardware diventa più affidabile e i software più accessibili, i sistemi di realtà virtuale (VR) stanno diventando sempre più facili da utilizzare ed implementare. La VR può essere utilizzata per creare e testare repliche dettagliate di linee di produzione e attrezzature in un ambiente virtuale 3D, includendo anche i PLC e le interfacce macchina-utente (HMI). Ciò consente di ottimizzare la linea di produzione e di ridurre i tempi di messa in servizio. Utilizzando hardware (Oculus, Leap motion) e software (Unity) avanzati, le aziende possono compiere un passo avanti per quanto riguarda studi ergonomici, ottimizzazione dei tempi di ciclo, sicurezza dei lavoratori, manutenzione, controllo estetico, formazione degli operatori e molto altro ancora. Il sistema di realtà virtuale può essere integrato con un sistema di simulazione al fine di creare un ambiente virtuale più realistico. Il sistema rappresentato in realtà virtuale, con l’integrazione dei movimenti di macchine e materiali, può essere fornito al cliente come integrazione alla documentazione richiesta in fase di preventivazione, al fine di migliorarne la probabilità di acquisizione dell’ordine. La struttura della tesi è la seguente: vengono discusse le tecnologie VR e le loro applicazione in ambito industriale, successivamente viene descritto come possono essere sfruttate per migliorare i processi ingegneristici e di design. La generazione dell’ambiente virtuale è basata su una libreria di componenti ed integrata con un sistema KBE. L’approccio proposto è stato poi applicato alla visualizzazione in realtà aumentata di linee di assemblaggio.