Apresenta uma análise sobre requisitos de interoperabilidade de dados na cadeia de desenvolvimento do produto e processo em empresas dos setores automotivo e máquinas rodoviárias, relacionados com a implementação da manufatura virtual. As informações foram coletadas de livros, artigos de conferências, revistas, páginas da internet, e discussões com especialistas. Descreve as principais características de formatos neutros de dados e núcleos de modelagem de sistemas. Aborda a viabilidade na padronização dos requisitos de informação e representação de dados, de maneira a selecionar uma relação de formatos neutros para a troca de dados compatíveis para uma variedade de sistemas da manufatura virtual. Relata os principais esforços no desenvolvimento de formatos neutros para a melhoria da interoperabilidade de dados. / This paper presents an interoperability requirement analysis of the product and process development chain for automotive and off-road vehicle factories for a virtual manufacturing implementation. All information was collected from articles, technical magazines, internet, books, and discussion with specialists. A description is given of major features of neutral data formats and system modeling kernels. Also provided is an analysis of the feasibility of standardizing the informational needs of virtual manufacturing systems. Finally a representation of input data is presented in order to select neutral data formats suitable for a variety of virtual Manufacturing systems. The paper concludes by reporting the major worldwide efforts on developing neutral data standards to improve interoperability.

Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um procedimento para a implementação de um protótipo de um torno CNC utilizando realidade virtual. Enfocando principalmente, seu sistema de intertravamento (funcionalidade) e seu modelo geométrico (design físico). Este trabalho se inicia com uma revisão sobre o emprego da realidade virtual em várias áreas inclusive na indústria, e posteriormente discorre sucintamente sobre a estrutura de programação e a justificativa da utilização da ferramenta de construção de ambientes virtuais utilizada no projeto. Em seguida enfoca as especificações do torno CNC virtual e do intertravamento proposto, inclusive com explicações dos passos utilizados para a obtenção da lógica funcional do torno. Adiante é exposto o procedimento adotado para a implementação do protótipo do torno virtual e quais foram os passos utilizados para o desenvolvimento do modelo gráfico incluindo as soluções encontradas para implementação das características deste modelo interativo. Por fim o trabalho apresenta um breve relato sobre a possibilidade do projeto ser empregado nas áreas de prototipação virtual, treinamento e markenting de produtos, e também sugere um roteiro para desenvolvimento de uma máquina-ferramenta utilizando a prototipação virtual. / The aim of this work is the developing of a procedure for the implementation of a CNC lathe prototype using virtual reality, focusing mainly in its interlocking system (functionality) and its geometrical model (physical design). This work starts with a revision about the using of VR in many areas including industry, and afterwards refers briefly on the programming structure and the justificative for the use of the virtual-environment-building tool used in this project. Thereafter it focus the virtual CNC lathing machine’s specifications and the proposed interlocking, with explanations for the steps used in the obtaining of the machine’s functional logic. Later on, are exposed the chosen procedure for the implementation of the virtual machine prototype and which were the steps used for the developing of the graphical model including the found solutions for the implementation of this interactive model. Finally, the work presents a brief report about the possibility of using this project in the virtual prototyping, training and product marketing areas, and also suggests a procedure for the development of a machine tool using virtual prototyping.

Apresenta uma análise sobre requisitos de interoperabilidade de dados na cadeia de desenvolvimento do produto e processo em empresas dos setores automotivo e máquinas rodoviárias, relacionados com a implementação da manufatura virtual. As informações foram coletadas de livros, artigos de conferências, revistas, páginas da internet, e discussões com especialistas. Descreve as principais características de formatos neutros de dados e núcleos de modelagem de sistemas. Aborda a viabilidade na padronização dos requisitos de informação e representação de dados, de maneira a selecionar uma relação de formatos neutros para a troca de dados compatíveis para uma variedade de sistemas da manufatura virtual. Relata os principais esforços no desenvolvimento de formatos neutros para a melhoria da interoperabilidade de dados. / This paper presents an interoperability requirement analysis of the product and process development chain for automotive and off-road vehicle factories for a virtual manufacturing implementation. All information was collected from articles, technical magazines, internet, books, and discussion with specialists. A description is given of major features of neutral data formats and system modeling kernels. Also provided is an analysis of the feasibility of standardizing the informational needs of virtual manufacturing systems. Finally a representation of input data is presented in order to select neutral data formats suitable for a variety of virtual Manufacturing systems. The paper concludes by reporting the major worldwide efforts on developing neutral data standards to improve interoperability.

Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um procedimento para a implementação de um protótipo de um torno CNC utilizando realidade virtual. Enfocando principalmente, seu sistema de intertravamento (funcionalidade) e seu modelo geométrico (design físico). Este trabalho se inicia com uma revisão sobre o emprego da realidade virtual em várias áreas inclusive na indústria, e posteriormente discorre sucintamente sobre a estrutura de programação e a justificativa da utilização da ferramenta de construção de ambientes virtuais utilizada no projeto. Em seguida enfoca as especificações do torno CNC virtual e do intertravamento proposto, inclusive com explicações dos passos utilizados para a obtenção da lógica funcional do torno. Adiante é exposto o procedimento adotado para a implementação do protótipo do torno virtual e quais foram os passos utilizados para o desenvolvimento do modelo gráfico incluindo as soluções encontradas para implementação das características deste modelo interativo. Por fim o trabalho apresenta um breve relato sobre a possibilidade do projeto ser empregado nas áreas de prototipação virtual, treinamento e markenting de produtos, e também sugere um roteiro para desenvolvimento de uma máquina-ferramenta utilizando a prototipação virtual. / The aim of this work is the developing of a procedure for the implementation of a CNC lathe prototype using virtual reality, focusing mainly in its interlocking system (functionality) and its geometrical model (physical design). This work starts with a revision about the using of VR in many areas including industry, and afterwards refers briefly on the programming structure and the justificative for the use of the virtual-environment-building tool used in this project. Thereafter it focus the virtual CNC lathing machine’s specifications and the proposed interlocking, with explanations for the steps used in the obtaining of the machine’s functional logic. Later on, are exposed the chosen procedure for the implementation of the virtual machine prototype and which were the steps used for the developing of the graphical model including the found solutions for the implementation of this interactive model. Finally, the work presents a brief report about the possibility of using this project in the virtual prototyping, training and product marketing areas, and also suggests a procedure for the development of a machine tool using virtual prototyping.

A manufatura virtual representa uma abordagem emergente que as empresas podem adotar para melhorar seus processos de desenvolvimento de produtos, introduzindo novos produtos no mercado mais rapidamente e a um custo apropriado. A ideia fundamental é criar um ambiente integrado e sintético, composto por um conjunto de ferramentas e sistemas de software, tais como realidade virtual e simulação para apoiar esses processos. O objetivo deste trabalho é analisar a utilização da manufatura virtual no processo de desenvolvimento de produtos em termos de limitações existentes que podem ser superadas, proposta da manufatura virtual, benefícios, e desafios encontrados para sua aplicação. Para a realização da análise, foi desenvolvido um modelo para orientar a aplicação da manufatura virtual no processo de desenvolvimento de produtos que considera: as atividades do desenvolvimento de produtos que podem ser apoiadas por sistemas de software da manufatura virtual; os tipos de sistemas e suas funcionalidades; e alternativas de formatos neutros para habilitar a interoperabilidade de dados. O trabalho foi desenvolvido através da realização de estudos de caso, que forneceram informações para a análise da utilização da manufatura virtual e para a geração do modelo proposto. / Virtual manufacturing represents the emerging approach the enterprises can use to improve their processes, introducing new products more quickly in the market in a cost effective way. The fundamental idea is to create an integrated and synthetic environment, composed of software tools and systems such as virtual reality and simulation to support those processes. The purpose of this work is to analyze the utilization of virtual manufacturing in the product development process regarding current limitations that can be overcome by virtual manufacturing, its proposal, benefits and challenges for its application. For the analysis accomplishment, a product development model in virtual manufacturing environment was developed which considers: the product development activities that can be supported by virtual manufacturing systems; the system types and their functionalities; and neutral formats alternatives to enable data interoperability. The research was done by the accomplishment of case studies that provided information to the impact analysis and to the model development.

O objetivo dessa pesquisa é responder à pergunta: Como as áreas de projetos e processos de empresas fabricantes de veículos automotivos podem se beneficiar dos softwares simuladores de montagem, durante as fases de projeto do produto e especificações dos processos a serem utilizados? O escopo desse trabalho está localizado na utilização de softwares de simulação virtual para análise das condições de montagem e detecção de possíveis interferências dos equipamentos de montagem durante o desenvolvimento de novos produtos. A validação deste trabalho será feita através da análise de dois estudos de caso. Para a coleta de dados serão realizadas entrevistas semi-estruturadas com a utilização de um roteiro para a pesquisa de campo, aplicadas diretamente aos usuários dos processos de simulação da Engenharia de Processos de Montagem de Veículos da General Motors do Brasil. De posse dos conceitos obtidos pela revisão bibliográfica e pela pesquisa de campo, pudemos analisar os benefícios técnicos e econômicos da adoção das simulações virtuais dos processos de montagem e confirmar a validade das proposições estabelecidas: contribuição para a redução de custos adicionais em equipamentos de montagem e o aumento da detecção de interferências dimensionais entre partes e equipamentos numa montagem, durante a fase de projeto. / The research objective is to answer what can be an assembly process strategy in automotive companies to make use of virtual simulation over development product phase. The scope of this study is to use virtual simulation to analyze the assembly condition and detect interferences between assembly equipment and product parts or components during development phase. In this report we studied two cases in order to register the facts. Thus, some interviews and a semi-structured questionnaire were answered for General Motors do Brasil software simulation users. Making an analysis with the concept from literature and field investigation, the research shows the technical and economical virtual simulation advantages in the assembly process. Concluding, we could validate the two propositions: cost reduction with additional assembly equipment related and increase problem solving actions due product and process tooling interferences during design phase.

A manufatura virtual representa uma abordagem emergente que as empresas podem adotar para melhorar seus processos de desenvolvimento de produtos, introduzindo novos produtos no mercado mais rapidamente e a um custo apropriado. A ideia fundamental é criar um ambiente integrado e sintético, composto por um conjunto de ferramentas e sistemas de software, tais como realidade virtual e simulação para apoiar esses processos. O objetivo deste trabalho é analisar a utilização da manufatura virtual no processo de desenvolvimento de produtos em termos de limitações existentes que podem ser superadas, proposta da manufatura virtual, benefícios, e desafios encontrados para sua aplicação. Para a realização da análise, foi desenvolvido um modelo para orientar a aplicação da manufatura virtual no processo de desenvolvimento de produtos que considera: as atividades do desenvolvimento de produtos que podem ser apoiadas por sistemas de software da manufatura virtual; os tipos de sistemas e suas funcionalidades; e alternativas de formatos neutros para habilitar a interoperabilidade de dados. O trabalho foi desenvolvido através da realização de estudos de caso, que forneceram informações para a análise da utilização da manufatura virtual e para a geração do modelo proposto. / Virtual manufacturing represents the emerging approach the enterprises can use to improve their processes, introducing new products more quickly in the market in a cost effective way. The fundamental idea is to create an integrated and synthetic environment, composed of software tools and systems such as virtual reality and simulation to support those processes. The purpose of this work is to analyze the utilization of virtual manufacturing in the product development process regarding current limitations that can be overcome by virtual manufacturing, its proposal, benefits and challenges for its application. For the analysis accomplishment, a product development model in virtual manufacturing environment was developed which considers: the product development activities that can be supported by virtual manufacturing systems; the system types and their functionalities; and neutral formats alternatives to enable data interoperability. The research was done by the accomplishment of case studies that provided information to the impact analysis and to the model development.

O objetivo dessa pesquisa é responder à pergunta: Como as áreas de projetos e processos de empresas fabricantes de veículos automotivos podem se beneficiar dos softwares simuladores de montagem, durante as fases de projeto do produto e especificações dos processos a serem utilizados? O escopo desse trabalho está localizado na utilização de softwares de simulação virtual para análise das condições de montagem e detecção de possíveis interferências dos equipamentos de montagem durante o desenvolvimento de novos produtos. A validação deste trabalho será feita através da análise de dois estudos de caso. Para a coleta de dados serão realizadas entrevistas semi-estruturadas com a utilização de um roteiro para a pesquisa de campo, aplicadas diretamente aos usuários dos processos de simulação da Engenharia de Processos de Montagem de Veículos da General Motors do Brasil. De posse dos conceitos obtidos pela revisão bibliográfica e pela pesquisa de campo, pudemos analisar os benefícios técnicos e econômicos da adoção das simulações virtuais dos processos de montagem e confirmar a validade das proposições estabelecidas: contribuição para a redução de custos adicionais em equipamentos de montagem e o aumento da detecção de interferências dimensionais entre partes e equipamentos numa montagem, durante a fase de projeto. / The research objective is to answer what can be an assembly process strategy in automotive companies to make use of virtual simulation over development product phase. The scope of this study is to use virtual simulation to analyze the assembly condition and detect interferences between assembly equipment and product parts or components during development phase. In this report we studied two cases in order to register the facts. Thus, some interviews and a semi-structured questionnaire were answered for General Motors do Brasil software simulation users. Making an analysis with the concept from literature and field investigation, the research shows the technical and economical virtual simulation advantages in the assembly process. Concluding, we could validate the two propositions: cost reduction with additional assembly equipment related and increase problem solving actions due product and process tooling interferences during design phase.

A integração on-line de dados reais com ambientes de realidade virtual imersivos, criando sistemas híbridos, é um campo de pesquisa multidisciplinar, ainda pouco explorado. O alto nível de envolvimento do usuário proporcionado pela realidade virtual imersiva e a confiabilidade e precisão de informações provenientes da aquisição de dados reais, de maneira on-line, podem auxiliar o processo de tomada de decisão, em diversas áreas de aplicação. Este trabalho apresenta uma metodologia de integração on-line de dados reais de manufatura com ambientes de realidade virtual imersivos, mais especificamente, com sistemas CAVE. A metodologia foi desenvolvida voltada para a área de manufatura virtual, com foco em máquinas-ferramenta. Foram criados e interligados dois métodos de aquisição de dados on-line, um deles específico para máquinas-ferramenta, através do protocolo MTConnect e outro, genérico, via imagens de câmeras. O trabalho foi desenvolvido, em geral, com base em bibliotecas e softwares livres, bem como com dispositivos de baixo custo. Por fim, avaliou-se a metodologia através de estudos de caso, baseados em dados reais on-line, provenientes de máquinas-ferramenta reais e de simuladores de dados de máquinas reais. Os resultados deste trabalho podem auxiliar o desenvolvimento de ferramentas que aumentem do nível de confiabilidade das tomadas de decisões baseadas em simulações virtuais da área de manufatura. E, devido à sua implementação modular, ao formato hierárquico e unificado de sua estrutura e à padronização de seus tipos de dados, comunicações e formas de utilização, pode ser adequada a quaisquer áreas de aplicação que utilizem integração de dados reais on-line com ambientes virtuais imersivos. / The on-line integration of real manufacturing data with immersive virtual reality environments, forming hybrid systems, is an underexplored multidisciplinary research field. The high level of users\' involvement provided by immersive virtual reality and the reliability and accuracy of information acquired on-line from real data, can assist the decision making process, in many research areas. This research presents a way to on-line integrate manufacturing real data with immersive virtual reality environments, more specifically, with CAVEs. This work was developed toward the area of virtual manufacturing, with focus on machine tools. Two data acquisition methods were created and placed to work together, one specific for machine tools, through the MTConnect protocol and the other, generic, through camera images acquisition. This work was based on free libraries and software, as well as low cost devices. Finally, this work was evaluated through case studies, based on on-line real data, from real machine tools and real machine data simulators. The results achieved with this research can contribute to the development of new tools to increase the reliability level of manufacturing virtual simulations. Moreover, due to its modular implementation, the hierarquical and unified structure format and the standardization of its communication methods and data types, it can be arranged to almost any research areas which use integration of real on-line data with immersive virtual environments.

A integração on-line de dados reais com ambientes de realidade virtual imersivos, criando sistemas híbridos, é um campo de pesquisa multidisciplinar, ainda pouco explorado. O alto nível de envolvimento do usuário proporcionado pela realidade virtual imersiva e a confiabilidade e precisão de informações provenientes da aquisição de dados reais, de maneira on-line, podem auxiliar o processo de tomada de decisão, em diversas áreas de aplicação. Este trabalho apresenta uma metodologia de integração on-line de dados reais de manufatura com ambientes de realidade virtual imersivos, mais especificamente, com sistemas CAVE. A metodologia foi desenvolvida voltada para a área de manufatura virtual, com foco em máquinas-ferramenta. Foram criados e interligados dois métodos de aquisição de dados on-line, um deles específico para máquinas-ferramenta, através do protocolo MTConnect e outro, genérico, via imagens de câmeras. O trabalho foi desenvolvido, em geral, com base em bibliotecas e softwares livres, bem como com dispositivos de baixo custo. Por fim, avaliou-se a metodologia através de estudos de caso, baseados em dados reais on-line, provenientes de máquinas-ferramenta reais e de simuladores de dados de máquinas reais. Os resultados deste trabalho podem auxiliar o desenvolvimento de ferramentas que aumentem do nível de confiabilidade das tomadas de decisões baseadas em simulações virtuais da área de manufatura. E, devido à sua implementação modular, ao formato hierárquico e unificado de sua estrutura e à padronização de seus tipos de dados, comunicações e formas de utilização, pode ser adequada a quaisquer áreas de aplicação que utilizem integração de dados reais on-line com ambientes virtuais imersivos. / The on-line integration of real manufacturing data with immersive virtual reality environments, forming hybrid systems, is an underexplored multidisciplinary research field. The high level of users\' involvement provided by immersive virtual reality and the reliability and accuracy of information acquired on-line from real data, can assist the decision making process, in many research areas. This research presents a way to on-line integrate manufacturing real data with immersive virtual reality environments, more specifically, with CAVEs. This work was developed toward the area of virtual manufacturing, with focus on machine tools. Two data acquisition methods were created and placed to work together, one specific for machine tools, through the MTConnect protocol and the other, generic, through camera images acquisition. This work was based on free libraries and software, as well as low cost devices. Finally, this work was evaluated through case studies, based on on-line real data, from real machine tools and real machine data simulators. The results achieved with this research can contribute to the development of new tools to increase the reliability level of manufacturing virtual simulations. Moreover, due to its modular implementation, the hierarquical and unified structure format and the standardization of its communication methods and data types, it can be arranged to almost any research areas which use integration of real on-line data with immersive virtual environments.