Realidade aumentada aplicada a treinamento e agilidade de set up em centro de usinagem

Abstract

Motivado pela necessidade presente em processos produtivos de buscar ao máximo a redução do tempo de execução de atividades, o presente trabalho dispõe-se a implementar a tecnologia da realidade aumentada em uma máquina de uma fabricante de linhas de envase para indústria de bebidas. Considerando o ponto de vista de um experiente operador que atua em uma máquina ferramenta, essa tecnologia, considerada um dos pilares da indústria 4.0, passa então a ser explorada de maneira que outros operadores também possam atuar nesta máquina com eficiência e qualidade, mesmo com inexperiência. Para tal implementação, o cenário escolhido foi da atividade de set up em um centro de usinagem. Dessa forma estipulou-se como objetivo geral deste trabalho o desenvolvimento de um aplicativo de realidade aumentada para treinar operadores para realizar set up em um centro de usinagem e como objetivos específicos determinou-se: diminuir o tempo para a execução do set up; aumentar a qualidade do trabalho executado com a redução de falhas nessa atividade e fomentar o uso da tecnologia da realidade aumentada na produção industrial. A metodologia usada foi a Design Science Research, pois a mesma utiliza-se do desenvolvimento de um protótipo ou artefato para a resolução dos problemas pesquisados, adequando-se assim ao objetivo deste trabalho. Como resultado principal está a criação do aplicativo app-setup que fez uso da realidade aumentada para fornecer informações importantes para a execução do set up do centro de usinagem que foi escolhido para ser objeto do estudo em questão. O aplicativo teve como foco a utilização em smartphones com sistema operacional Android e foi submetido à avaliação de operadores com diferentes níveis de experiência na atividade com o intuito de verificar se a questão de pesquisa foi respondida, ou seja, se ele tornou possível o treinamento de novos operadores ou substitutos de maneira satisfatória para a realização do set up e se trouxe ganho de agilidade nesta atividade. As avaliações realizadas tiveram como base as Heurísticas de Nielsen (1993) para validação do aplicativo quanto à usabilidade e houve a medição dos tempos gastos na realização do set up antes e depois da utilização do aplicativo, permitindo constatar que, além de o aplicativo ter sua eficiência comprovada quanto ao treinamento dos operadores, já que operadores que não sabiam executar determinadas etapas conseguiram executá-las, houve, também, ganho em termos de agilidade do processo com reduções de 19% e 20% nos tempos de execução do set up entre os operadores que sabiam realizar todas suas etapas.

Motivated by the present need in production processes to seek the maximum reduction of the execution time of activities, the present work intends to implement the augmented reality technology in a machine of a manufacturer of filling lines for the beverage industry. Considering the point of view of an experienced operator who works on a machine tool, this technology, considered one of the pillars of industry 4.0, is then explored so that other operators can also work on this machine with efficiency and quality, even with inexperience. For such implementation, the chosen scenario was the set up activity in a machining center. Thus, the general objective of this work was the development of an augmented reality application to train operators to perform set up in a machining center and as specific objectives it was determined: to reduce the time for the execution of the set up; increase the quality of work performed by reducing failures in this activity and encourage the use of augmented reality technology in industrial production. The methodology used was Design Science Research, because it uses the development of a prototype or artifact to solve the researched problems, thus adapting to the objective of this work. The main result is the creation of the app-setup application that made use of augmented reality to provide important information for the execution of the machining center set up that was chosen to be the object of the study in question. The application focused on use on smartphones with Android operating system and was submitted to the evaluation of operators with different levels of experience in the activity in order to verify if the research question was answered, that is, if it made training possible. of new operators or substitutes in a satisfactory way for the accomplishment of the set up and if it brought agility gain in this activity. The evaluations carried out were based on Nielsen's Heuristics (1993) to validate the application in terms of usability and there was a measurement of the time spent in carrying out the set up before and after using the application, allowing to verify that, in addition to the application having its proven efficiency in terms of operator training, since operators who did not know how to perform certain steps were able to perform them, there was also a gain in terms of process agility with reductions of 19% and 20% in setup execution times among the operators who knew how to carry out all its steps.