This paper compares the two heuristic inverse kinematics methods: Forward And Backward Reaching Inverse Kinematics (FABRIK) and Cyclic Coordinate Descent (CCD) in the use cases concerning quadruped models. Unoptimised versions of the two algorithms were implemented into a game engine and evaluated on a quadruped model. The two algorithms were evaluated by computational time, iterations and average error. The results show that FABRIK outperformed CCD in all of our test scenarios, in number of iterations required, average error as well as function execution time. However, results also showed that FABRIK was less superior when targets were barely within reach, since one leg might be able to reach a target, but two connected legs might not be able to reach two targets because of their interference with each other. This suggests that to improve on FABRIK it should be optimised when considering a bipedal or quadruped model. / Den här artikeln jämför de två heuristiska Inverse Kinematics-metoderna: Forward And Backward Reaching Inverse Kinematics (FABRIK) och Cyclic Coordinate Descent (CCD) i användningsfallet fyrbenta modeller. Ooptimerade versioner av de två algoritmerna implementerades i en spelmotor och utvärderades på en fyrbent modell. De två algoritmerna utvärderades därefter baserat på beräkningstid, antal iterationer och avstånd till målet. Resultaten visar att FABRIK överträffade CCD i alla testscenarium, i antal iterationer, avstånd till mål samt funktionskörningstid. Resultaten visade dock även att FABRIK var mindre överlägsen när målen var precis utom räckhåll; detta då ett ben kunde nå ett mål om det utvärderades ensamt, men när benet kopplades samman med motstående ben via en höftled kunde inget av benen nå sina mål på grund av att de påverkade varandra. Detta tyder på att för att förbättra FABRIK bör den optimeras till att ta hänsyn till huruvida modellen har två eller fyra ben.

I den fluktuerande digitaliseringsvågen har den fjärde industriella revolutionen eller Industry4.0 initierat inom tillverkningsindustrin vilket påskyndar företag att anpassa och förändra helaverksamheter för att vara fortsatt konkurrenskraftiga. Industrial Internet of Things (IIoT) harblivit en central del av denna förändring för tillverkningsföretag och kan förklaras som företagsom utnyttjar enheter för att samla data i realtid och i sin tur gå mer mot den smarta fabriken.En rad olika möjligheter kan genomföras för industrier med uppgången av IIoT, även omframgången med denna förändring kan variera mellan olika företag beroende på storlek,resurser och ekonomisk stabilitet. Parallellt med möjligheterna uppstår även utmaningar förföretag, särskilt små och medelstora företag, då dessa saknar ekonomiska resurser och storlekför att kunna omfördela och omvandla sin verksamhet. I denna studie har målet varit att skildrahur medelstora tillverkningsföretag hanterar implementeringen av IIoT och den smartafabriken för att anpassa sig till det ständigt föränderliga tekniska paradigm som Industry 4.0har introducerat. Slutsatser har dragits utifrån kombinationen av en teoretisk ram ochintervjuer med sex svenska medelstora tillverkningsföretag. Digitaliseringsstrategier förtillverkningsföretag varierar beroende på bransch. Det finns emellertid enighet om att insatserför en digitaliserad produktion måste ske för att förbli konkurrenskraftig där automatisering,övervakning och kontroll av processer inom IIoT är nyckelfaktorer för att förblikonkurrenskraftiga. Tidsplanen och implementeringsnivån kan också variera beroende pådigital kompetens och motståndskraft mot förändring från personalen. Viktigt att poängtera äratt sambandet mellan IIoT, digitalisering och ökad konkurrenskraft inte är de enda faktorernasom krävs utan det finns fler faktorer att beakta. Studien pekar även på att konkurrensfördelarsällan är det främsta skälet till att företag väljer att digitalisera och implementera IIoT. / In the fluctuating wave of digitization, the fourth industrial revolution or Industry 4.0 in themanufacturing industry, has begun that has accelerated industries and companies to adapt andchange their whole business to maintain competitive. Industrial Internet of Things (IIoT) hasbecome a central part of this change for manufacturing companies and can be interpreted ascompanies taking advantage of units to gather real-time data and in turn, lean towards thesmart factory. A range of possibilities can be accessed by industries with the rise of IIoT,though the success of this change can differ between different companies depending on size,resources, and economic stability. Parallel to the opportunities, challenges arises forcompanies, especially small and middle-sized enterprises, that lack the economic resourcesand scale to redistribute and transform their business. In this paper, the goal has been todistinguish how middle-sized manufacturing companies handle the implementation of IIoT andthe smart factory in order to adapt to the ever-changing technical paradigm that Industry 4.0has introduced. Conclusions have been drawn from the combination of a theoretical frameworkand interviews with six Swedish middle-sized manufacturing companies. The digitizationstrategy for manufacturing companies varies from industries. However, there is a consensusthat efforts towards a digitized production must take place in order to stay competitive whereautomation-, monitoring-, and controlling processes within IIoT are main factors to staycompetitive. The pace and level of implementation can also differ depending on digitalqualification and resistance to change from the staff. Important to note is that the relationbetween IIoT, digitization and increased competitiveness is not the only factors that aresignificant as there are more things to consider. The study also shows that competitiveadvantages are rarely the main reason why companies choose to digitize and implement IIoT.

Digitale Zwillinge können in verschiedenen Einsatzgebieten genutzt werden, insbesondere innerhalb einer digitalen Fabrik. Im Zuge verschiedener studentischer Projekte an der Smart Factory AutFab der Hochschule Darmstadt wurden state-of-the-art Software-Tools zur Implementierung verschiedener digitaler Zwillinge verwendet. Bei einer Linienplanung wurde das Potential für Brownfield-Anlagen deutlich. Verschiedenste Projekte haben mithilfe von digitalen Zwillingen virtuelle Inbetriebnahmen erfolgreich durchgeführt und inzwischen den größten Teil der Smart Factory abgedeckt. Über Materialfluss- und Energieverbrauchs-Simulationen konnten Engpässe in der Fertigung identifiziert werden, welche in einem Unternehmen zu großen Einsparungen führen können. Schließlich wurde ein neuer Weg von kollaborativer Entwicklungsarbeit gezeigt, welcher den Aufwand beim Aufbau von Systemen mit hoher Ähnlichkeit erheblich reduzieren kann.

The project has explored the topic Smart factory with main focus on the future production staff. The project aims to investigate how the production staff is affected by Volvo Cars Skövde Engine Plant (SkEP) becoming a Smart factory, in the era of Industry 4.0. The definition of the Smart factory is a demand of Mobile- and wireless technologies, Human-oriented, pursue a Flexible production with Sustainable manufacturing, as well as utilization of CPS (Cyber-Physical Systems), IoT (Internet-of-Things) and Cloud storage. The current situation and the future five to twenty years were examined in order to define the future production staff. This by conducting an observational study and several interviews. The studies’ results were that SkEP cannot be regarded as smart since several demands are inadequate by definition. Five years are considered too short of a time for the plant to fulfill the demands. However, according to the interviews and literature, SkEP are expected to become smart in twenty years after time refinement of existing technologies and implementation of new ones. The authors estimate Leadership, Information, IT and Production lay-out to be the areas that require the most effort. The future production staff are expected to be flexible with workplace, working hours and able to manage multiple variants. They should be included in self-supporting teams where every individual possesses an expertise, are motivated and participating. Production staff should perform complex, varied jobs with more responsibility by endorsement of decision support systems. The staffs’ competence should consist of technical education, high basic and lay-out knowledge and the ability to contribute to the collection of information and analyses. Interaction with technology is expected to expand and the personnel must therefore have a well-established comprehension of technology. The concept Smart factory is extensive and relatively new, which means that it is constantly evolving. Thus it is important for SkEP to be updated and adjust to the impact from the outside world.

Virtual Reality (VR) is a tool with great potential and is under constant development for use in new fields. The project Fabriksvisualisering (Factory Visualization), has within the digital factory field, developed a tool for companies to build their factories in Unreal Engine (UE) and VR. The tool gives companies the opportunity to test their factory layouts, before implementing in the real world, to avoid costly mistakes. The following report examines possibilities for users to simulate and visualize their factory workflows as a part of the project Fabriksvisualisering. To achieve this, different solutions for visualizing the flow of products, staff and vehicles have been explored. User tests were carried out to test how an effect from UE can be used to visualize a flow of products in VR. The result gives users the opportunity to experience the interactions with factory workflows and visualize how they flow in VR.  The project resulted in two options that visualizes product flow and four options that visualizes workflow. Out of these six solutions, three were chosen and implemented to the project Fabriksvisualisering. These solutions are based on the construction of splines and include both alternatives for product flows and one alternative for workflows. The selection was based on functionality, user-friendliness and how realistic the outcome is. The result gives users the opportunity to experience the interactions with factory workflows and visualize how they flow in VR.  The conclusion is that there are several ways to visualize four out of seven factory workflows. The flows that are possible to visualize are material handling of raw materials, semi-finished and finished products, as well as the transportation and movements of workforce. This can be visualized with the help of AI, a robot system within UE, the construction of splines and Niagara systems connected to splines.

Digitala röstbaserade system uppkom först på 1970-talet och har sedan dess utvecklats och blivit ett allt mer vardagligt fenomen. Det finns till exempel diverse röstbaserade digitala assistenter i de flesta av dagens moderna smartphones, såsom Apples Siri, Google Assistant och Microsofts Cortana. Utöver konsumentelektronik, finns det flera potentiella användningsområden för denna typ av system. I detta arbete har potentialen och behoven för röstbaserade system inom fabriksmiljöer undersökts. Termen behov syftar i detta sammanhang på vad användare av exempelvis ett system behöver för att uppnå sina mål (till exempel vid utförandet av någon specifik uppgift). Genom att ha användarnas behov i åtanke vid utvecklingen av digitala system går det att utforma system som i större utsträckning kan tillgodose användarnas behov och hjälpa dem nå sina mål, vilket generellt sett bidrar till en positivare användarupplevelse (eng. User Experience). Behov manifesterar sig ofta som problem och frustrationer som användare kan uppleva, eller som begränsningar och möjligheter inom kontexten. Till exempel, inom detta sammanhang, skulle ett behov kunna ses som en möjlighet att förbättra eller underlätta utförandet av arbetsuppgifter med hjälp av ett röstbaserat system inom fabriksmiljöer. I detta arbete har behov undersökts empiriskt genom observationer och intervjuer med arbetare inom en fabriksmiljö. Baserat på resultaten från undersökningen kunde ett antal möjligheter och begränsningar för röstbaserade system inom fabriksmiljöer identifieras: möjligheten för arbetare att programmera/konfigurera bearbetningsenheter via röstkommandon, föra anteckningar relaterade till sitt arbete via diktering samt möjligheten att ta emot återkoppling/information via röst. Den huvudsakliga eventuella begränsningen som identifierades var ljudnivån inom fabriksmiljöer samt tekniska och praktiska utmaningar relaterade till dessa system. Baserat på de identifierade begränsningarna och utmaningarna föreslås det (bland annat) som fortsatt arbete inom ämnesområdet att dessa undersöks närmare och mer djupgående.

Digitale Menschmodelle sind wichtige Werkzeuge der Produkt- und Prozessentwicklung. In diesem Beitrag wird der Stand der Technik der Modelle, die in CAx- oder PLM-Systemen eingesetzt werden, dargelegt. Wichtige Eigenschaften der einzelnen Modelle sowie eine zusammenfassende Einschätzung der Vor- und Nachteile werden vorgestellt. / Digital human models are important tools for product and process design. This paper describes state of the art models used within CAx- or PLM-Systems.

Thesis (M.B.A.)--University of Hong Kong, 1997. / Includes bibliographical references (leaf 71-74).

Digitale Menschmodelle (DMM) werden aktuell in Unternehmen vorwiegend zur ergonomischen Planung und Überprüfung der Ausführbarkeit und Erträglichkeit von Arbeitsprozessen eingesetzt. Im Rahmen der Nachwuchsforschergruppe „The Smart Virtual Worker“, welche im Interdisziplinären Kompetenzzentrum Virtual Humans der TU Chemnitz angesiedelt ist, entstand ein Framework zur Simulation komplexer Arbeitsabläufe im Kontext der virtuellen Fabrik. Ziel war die Entwicklung eines digitalen Menschmodells für den Einsatz in klein- und mittelständischen Unternehmen. Hierbei standen die autonome Steuerung, eine realistische Animation sowie die Einbeziehung physischer und psychischer Faktoren in die ergonomische Bewertung eines Arbeitsablaufes im Mittelpunkt. Darauf aufbauend wurde eine haptische Nutzerschnittstelle zur interaktiven Fabrik- und Aufgabenplanung entwickelt. Neben der Positionierung von statischen Objekten ist mit diesem Interface auch die Integration und Anpassung von Arbeitsaufgaben möglich.

I detta kandidatarbete undersöker jag hur man med hjälp av virtuell verklighet (VR) kan skapa en fabriksmiljö för att bidra till ökad medvetenhet och säkerhetstänk i fabriken.  Undersökningen baseras på en utmaning från Volvo med deras egen fabrik i fokus där dem velat ha en säkerhetsutbildning för deras gångtrafikanter i fabriken. Med hjälp av designperspektivet design thinking har Volvo fått vara delaktiga genom hela processen där vi kunnat skapa en produkt åt dem tillsammans. Undersökningens frågeställning är “Hur kan man med hjälp av Virtual Reality skapa upplevelsen av fabriksmiljö för att bidra till ökad medvetenhet och säkerhetstänk i fabriken?” där jag valt att gestalta detta i ett spel integrerat med VR. Med hjälp av de valda metoderna för designprocessen kunde jag sätta mig in i Volvos problem och skapa en fabrik som efterliknar deras så mycket som möjligt. Volvo själva fick ta del av skapandet genom bilder och videor för att ge feedback om miljön, samt hur realistisk upplevelsen kändes jämfört med deras egen fabrik. För att gestaltningen skulle testas och godkännas av Volvo involverades dem konstant i arbetet. Undersökningen resulterade i ett VR spel med en kort säkerhetsutbildning om fabrikens miljö och vissa faror som kan komma att ske i den. Eftersom ökad medvetenhet och säkerhetstänk hos personer inom arbetet inte kan mätas direkt har frågeställningen kunnat blivit besvarad efter endast ett fåtal test. De personer från Volvo som har testat det gav positiv respons och nya tankar och idéer kring tekniska utbildningar inom säkerhet som dessa har väckts hos många. / In this bachelor thesis I’m examining how to create a factory environment with virtual reality (VR) to contribute to increased awareness and safety mindset in the factory. The examination is based on a challenge from Volvo with their own factory in focus where they wanted to have a safety training for their pedestrians in the factory. With help from the design perspective design thinking, Volvo has been involved through the whole process where we could create a product for them together. The survey question is ”How can you with help from Virtual Reality create the experience of a factory environment to contribute to increased awareness and safety mindset in the factory?” where I chose to shape this into a game integrated with VR. With help from the selected methods for the design process I could put myself into Volvo’s problem and create a factory that resembles theirs as much as possible. Volvo took part of the creation themselves through pictures and videos to provide feedback on the environment and how realistic the experience felt compared to their own factory. For the design to be tested and approved by Volvo, they were constantly involved in the project. The examination resulted in a VR game with a short safety training about the environment of the factory and some dangers that may occur in it. Because increased awareness and safety thinking in people within the work can not be measured directly, the survey question has been answered after only a few tests. The people at Volvo who have tested it gave positive results and new thoughts and ideas about technical training in security, such as these, have been awakened by many.