Augmented reality for improved maintenance operations in manufacturing

With the growing adoption of technologies that enable access to Industry 4.0, new methods for addressing production, assembly, and maintenance operations have emerged. In this context, augmented reality technology offers significant insights into how to improve the efficiency and safety of industrial processes. This thesis was carried out in collaboration with MADE and explores the use of augmented reality, based on the use of the HoloLens 2 device as a tool to provide visual and interactive support to operators during the maintenance of a specific machine tool. The work describes in detail the development of the application, starting from the state of the art of augmented reality technologies for industrial purposes and the selection of the most suitable hardware and software. The result consists of guides that show unskilled operators how to perform all tasks through digital instructions consisting of holograms, images, and videos projected onto the real world. The implementation of the solution highlights the potential reduction in human error, shorter intervention times, and improved safety conditions at work compared to the use of paper manuals. Subsequently, another project was carried out consisting of the creation of a 3D model of the machine tool, using the spatial mapping technology incorporated in HoloLens 2, and subsequent optimization using open source software. The results obtained from the thesis offer interesting suggestions for future large-scale adoption by SMEs of augmented reality technologies for production and maintenance operations.

Con la crescente adozione delle tecnologie che permettono l’accesso all’industria 4.0 sono nati nuovi metodi per affrontare le operazioni di produzione, assemblaggio e manutenzione. In questo ambito la tecnologia di Mixed offre un notevole spunto su come migliorare l’efficienza e la sicurezza dei processi industriali. Questa tesi di laurea è stata portata avanti in collaborazione con MADE ed esplora l’utilizzo della realtà aumentata, basata sull’uso del device HoloLens 2 come strumento per fornire supporto visivo ed interattivo agli operatori durante le operazioni di manutenzione di una macchina utensile specifica. Il lavoro descrive in dettaglio lo sviluppo dell’applicazione, partendo dallo stato dell’arte delle tecnologie di realtà aumentata a fini industriali e la selezione del hardware e software più idoneo. Il risultato consiste in delle guide che illustrano all’operatore non qualificato come eseguire tutti i compiti attraverso istruzioni digitali costituite da ologrammi, immagini e video proiettate sul mondo reale. L’implementazione della soluzione evidenzia la potenziale riduzione di errori umani, di abbreviazioni dei tempi di intervento e un miglioramento delle condizioni di sicurezza sul lavoro paragonate all’utilizzo di manuali cartacei. Successivamente è stato eseguito un altro progetto che consiste nella creazione di un modello 3D della macchina utensile, mediante la tecnologia di spatial mapping incorporata negli HoloLens 2, e successiva ottimizzazione mediante software open source. I risultati ottenuti dalla tesi offrono dei suggerimenti interessanti per una futura adozione su larga scala, per le PMI, di tecnologie di realtà aumentata per le operazioni di produzione e manutenzione.