Αξιολόγηση Συνεργασίας Ανθρώπου - Ρομπότ σε Συνεργατικά Καθήκοντα Συναρμολόγησης με τη Χρήση Εικονικής Πραγματικότητας

Δημητροκάλλη, Αγγελική; Dimitrokalli, Angeliki

dc.contributor.author	Δημητροκάλλη, Αγγελική	el
dc.contributor.author	Dimitrokalli, Angeliki	en
dc.date.accessioned	2020-05-12T19:17:19Z
dc.date.available	2020-05-12T19:17:19Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50514
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18212
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Εικονική εκπαίδευση	el
dc.subject	Εργονομία	el
dc.subject	Πομπότ	el
dc.subject	Συναρμολόγηση	el
dc.subject	Συνεργασία	el
dc.subject	Εικονική πραγματικότητα	el
dc.subject	Virtual training	en
dc.subject	Ergonomics	en
dc.subject	Robot	en
dc.subject	Assembly	en
dc.subject	Collaboration	en
dc.subject	Virtual reality	en
dc.title	Αξιολόγηση Συνεργασίας Ανθρώπου - Ρομπότ σε Συνεργατικά Καθήκοντα Συναρμολόγησης με τη Χρήση Εικονικής Πραγματικότητας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Digital Manufacturing	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-29
heal.abstract	Δεδομένου ότι η εικονική πραγματικότητα και ο αυτοματισμός έχουν προχωρήσει σημαντικά τα τελευταία χρόνια, τα πολλαπλά τους οφέλη και οι διαφορετικές χρήσεις σε ένα βιομηχανικό περιβάλλον εξετάζονται όλο και περισσότερο. Η παρούσα διπλωματική επικεντρώνεται στη συνεργασία ανθρώπου - ρομπότ, όπως παρουσιάζεται στις σύγχρονες γραμμές συναρμολόγησης, από δύο διαφορετικές πτυχές: την πτυχή της κατάρτισης και την πτυχή της μελέτης εργασίας / εργονομικής αξιολόγησης. Όσον αφορά την πτυχή της εκπαίδευσης, η χρήση της εικονικής πραγματικότητας αξιολογήθηκε αντί των παραδοσιακών μέσων κατάρτισης του βιομηχανικού προσωπικού, προκειμένου να διευκολυνθεί η ταχύτερη και ασφαλέστερη εισαγωγή των εργαζομένων σε νέο εξοπλισμό ή / και διαδικασίες. Όσον αφορά την εργονομική αξιολόγηση των εργασιών συναρμολόγησης, μελετήθηκε η συναρμολόγηση με ρομποτική βοήθεια, προκειμένου να διερευνηθεί ποσοτικά η συνεργασία μεταξύ της ανθρώπινης εργασίας και της συμβολής των ρομπότ για καλύτερη απόδοση. Τα παραπάνω μελετήθηκαν, παρουσιάστηκαν και εφαρμόστηκαν πάνω σε ένα σενάριο που αφορούσε τη συνεργασία ενός ανθρώπου με ένα εικονικό ρομπότ για τη συναρμολόγηση μιας πρωτότυπης κεφαλής περιέλιξης ανθρακονημάτων, αποτελούμενη από μια σειρά μηχανικών εξαρτημάτων, όπως ένα πλαίσιο, σύνολο αξόνων, τροχών, ελατηρίων κλπ. Το εικονικό περιβάλλον κατασκευάστηκε στο Unity 3DTM, ενώ το Leap MotionTM χρησιμοποιήθηκε για την ανίχνευση της κίνησης των χεριών του χρήστη και η κάσκα εικονικής πραγματικότητας χρησιμοποιήθηκε για διάδραση με το εικονικό περιβάλλον και, σε περιορισμένο βαθμό, για πλοήγηση. Πραγματοποιήθηκαν πολλαπλά πειράματα με κοινό φοιτητών μηχανολογίας. Η αποτελεσματικότητα της εικονικής εκπαίδευσης αξιολογήθηκε μέσω ερωτηματολογίων που απαντήθηκαν από τους συμμετέχοντες και βρέθηκε συνολικά ανώτερη από την εκπαίδευση στον πραγματικό κόσμο. Επιπλέον, τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από την εκτέλεση διαφορετικών σεναρίων συναρμολόγησης υποβλήθηκαν σε επεξεργασία για να δώσουν τους εργονομικούς δείκτες που ποσοτικοποιούν τη συνεργασία ανθρώπου - ρομπότ στα καθήκοντα συναρμολόγησης. Αυτοί οι δείκτες μπορούν να αντικατασταθούν από άλλους, εάν πρόκειται να δημιουργηθεί ένα διαφορετικό σενάριο συνεργασίας μεταξύ ανθρώπου και ρομπότ.	el
heal.abstract	As virtual reality and automation have greatly advanced in recent years, their multiple benefits and different uses in an industrial environment are increasingly under study. This thesis focuses on human - robot collaboration as exemplified in modern assembly lines from two different aspects, namely the training aspect and the work study / ergonomic assessment aspect. As far as the training aspect is concerned, the use of virtual reality was assessed in place of traditional means of training industrial staff, in order to facilitate both faster and safer introduction of workers to new equipment and / or processes. As far as ergonomics assessment of assembly tasks is concerned, assembling with robotic assistance was studied, in order to investigate in quantitative terms the collaboration between human labour and robot contribution towards better efficiency. The above were studied, presented and discussed on the basis of a case study concerning collaboration of a human with a virtual robot in assembling a prototype robotic filament winding head, consisting of a number of mechanical engineering artifacts, such as a frame, number of axles, wheels, springs etc. The virtual environment was constructed in Unity 3DTM, whilst Leap MotionTM was used to track user’s hands and a Head Mounted Display was exploited for immersion purposes and in a more restricted way for navigation purposes. Multiple experiments with an audience of mechanical engineering students were conducted. Virtual training efficiency was assessed through questionnaires, answered by the participants, and was found overall superior to training in real-world. Moreover, data collected from the execution of different assembly scenarios was processed in order to provide the ergonomic indices that quantify the human – robot equilibrium in assembly tasks. Such indices can be substituted by others, if a different collaboration scenario between human and robot is to be set up.	en
heal.advisorName	Βοσνιάκος, Γεώργιος - Χριστόφορος	el
heal.committeeMemberName	Μπενάρδος, Πανώριος	el
heal.committeeMemberName	Μαρκόπουλος, Άγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	false