Made available in DSpace on 2010-04-20T20:20:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-10-01T00:00:00Z / Explora o conceito e os modelos utilizados para definição e implementação de estratégia nas empresas e principalmente a contribuição das áreas funcionais na formação de estratégias emergentes nas empresas.

This thesis focuses on the problem of determining appropriate skeletal configurations for which a virtual animated character moves to desired positions as smoothly, rapidly, and as accurately as possible. During the last decades, several methods and techniques, sophisticated or heuristic, have been presented to produce smooth and natural solutions to the Inverse Kinematics (IK) problem. However, many of the currently available methods suffer from high computational cost and production of unrealistic poses. In this study, a novel heuristic method, called Forward And Backward Reaching Inverse Kinematics (FABRIK), is proposed, which returnsvisually natural poses in real-time, equally comparable with highly sophisticated approaches. It is capable of supporting constraints for most of the known joint types and it can be extended to solve problems with multiple end effectors, multiple targets and closed loops. FABRIK wascompared against the most popular IK approaches and evaluated in terms of its robustness and performance limitations. This thesis also includes a robust methodology for marker prediction under multiple marker occlusion for extended time periods, in order to drive real-time centre of rotation (CoR) estimations. Inferred information from neighbouring markers has been utilised, assuming that the inter-marker distances remain constant over time. This is the firsttime where the useful information about the missing markers positions which are partially visible to a single camera is deployed. Experiments demonstrate that the proposed methodology can effectively track the occluded markers with high accuracy, even if the occlusion persists for extended periods of time, recovering in real-time good estimates of the true joint positions. In addition, the predicted positions of the joints were further improved by employing FABRIK to relocate their positions and ensure a fixed bone length over time. Our methodology is tested against some of the most popular methods for marker prediction and the results confirm that our approach outperforms these methods in estimating both marker and CoR positions. Finally, an efficient model for real-time hand tracking and reconstruction that requires a minimumnumber of available markers, one on each finger, is presented. The proposed hand modelis highly constrained with joint rotational and orientational constraints, restricting the fingers and palm movements to an appropriate feasible set. FABRIK is then incorporated to estimate the remaining joint positions and to fit them to the hand model. Physiological constraints, such as inertia, abduction, flexion etc, are also incorporated to correct the final hand posture. A mesh deformation algorithm is then applied to visualise the movements of the underlying hand skeleton for comparison with the true hand poses. The mathematical framework used for describing and implementing the techniques discussed within this thesis is Conformal GeometricAlgebra (CGA).

Detta examensarbete har haft till syfte att finna åtgärder för att genom ett mer logiskt stringent flöde kunna fokusera produktionen i ett mindre företag, Svenska maskinskyltfabriken (SMF-skylt). Då flödet genom fabriken ändrats under åren, med nya maskiner och produkter har ett behov av att se över och anpassa det till dagens förhållanden uppstått. Detta dels för att effektivisera flödet i sig, dels för att se hur det påverkar diverse konkurrensmedel som företaget idag kämpar med att höja. Då mindre företag ofta dras med små resurser avsatta till att göra förändringar i verksamheten har det varit viktigt att i detta arbete sätta upp en åtgärdsplan som öppnar upp för succesiva förbättringar, vilka kan implementeras i tur och ordning utan att produktionen behöver stå stilla en längre tid. Enligt befintlig teori kommer en fokuserad produktion med kortare transportsträcka och ökad flödeseffektivitet bidra till såväl bättre leveransprecision som kvalité. För att uppnå önskat resultat har diverse verktyg och metoder använts under projektets gång, exempelvis ”Learning to see”-map, korrelationsmatris, ABC-analys och spagettidiagram. Genom dessa har antalet flöden mellan olika maskiner systematiskt kunnat kartläggas och kortas med ett fokus på de mest frekvent förekommande. Störst bidrag i analyserna av resultatet har kunskapen om Lean, produktionssystem och hållbarhet gett, då dessa begrepp är vitala för arbetets syfte. Arbetet har förts framåt genom analys av denna bakomliggande vetenskapliga teori på området Operations Management, dock som anpassats till det verkliga fallet SMF-skylt. Utifrån detta har såväl dagsläge som ett antal framtida scenarion kunnat analyseras med likadana verktyg vilket gett en adekvat jämförelse dem emellan. Alla förändringar i företagets produktionslayout visualiseras i rapporten med pedagogiska kartor, oavsett om ändringen är en ny dörr eller en omflyttning av maskiner. Resultatet är de nya layouterna och kan jämföras med dagsläget i konkreta tal genom en jämförelse av den totala tillryggalagda sträckan för produkterna genom fabrikslokalen. Genom projektets åtgärder kan transportsträckorna sänkas med 21% mot dagsläget. Stor vikt bör läggas vid det förbättrade flödet som genom tydligare mönster hjälper företaget att komma till rätta med sitt produktionssystem och samtidigt ta ett steg mot Lean produktion. / This thesis aims to find some arrangements to achieve a more logical flow throughout the production area of a small company, Svenska Maskinskyltfabriken (SMF-skylt). The flow through the factory has changed during the past years with new products in the assortment and other equipment available. Therefore, a need to develop the layout to adjust it to the current flow has arisen. This is partly to make the flow itself more efficient, but also to improve the manufacturing outputs which they are struggling with today. Since the case company is in an unstable economic situation and not able to imperil the revenue, the recommended changes must be divided into smaller steps, each economically affordable and building on the previous one. With a successive order, it will lower the barriers to commence the development process and eliminate long term stops in the manufacturing. According to existing theory, a focused factory with shorter transports and improved flow efficiency will benefit the manufacturing outputs, delivery precision and quality. To achieve the desired results several tools and methods have been used, for example “Learning to see”-map, correlation matrix, ABC-analysis and spagettidiagram. Using these tools, the number of transports between different stations have been mapped and shortened with focus on the most frequent ones. To analyze the results knowledge about lean production, production systems and sustainability have been vital. The work has been carried forward by scientific theories within this field, Operations Management. Although some of the theories used in this project have been adapted to the specific case, they form the scientific basis of the work. This scientific basis is then used to analyze both current state at SMFskylt, future suggested scenarios and the comparison between current state and future scenarios. All changes in the company’s layout is visualized in the report with clear maps, either if the change means a new door or another placement of the equipment. The result of these improvements is presented as numeric values in terms of reduced transport distance through the production area. By implementing these changes, the distance has been shortened by 21%, compared to today´s situation. Great emphasis should be put upon the improved flow which, through clearer patterns, helps the company to rectify its production system and at the same time take a step towards Lean production.

After almost half a millennium of technological development, printing technologies have achieved a level to fulfill their mission: to satisfy the demands of a faithful human reception of the whole variety of shape and color from nature by discrete colored screen dots on substrates (e.g. paper, foil). Nowadays improvements of industrial printing are more or less solely limited to improvements of the production efficiency. During the last decade, several R&D and business approaches have been published which employ printing technologies for the production of items with functionalities other than color images. In case of these new applications, the major advantage of printing technologies is the full additivity of the material deposition addressing exactly the geometrical areas where it is needed – without lithography. Beyond that, the digital printing technique inkjet allows the handling of smallest amounts of rare (and therefore costly) functional materials. In our paper we introduce our strategy of functional printing that exploits the potential of cutting-edge printing technologies for the digital fabrication of items with advanced – i.e. “not only graphical” – functionalities. The presented examples comprise concepts for printed energy storage devices, packages with RFID functionality, printed membranes and micro sieves, electrically conducting tracks and outline further approaches to manufacture devices and components of organic and large-area electronics. The implementation of functional printing requires well-directed interdisciplinary efforts to manufacture stacks of functional layers and to understand their structure-property relationships. In many cases the envisaged functionality is directly related rather to the nanoscopic structures than to bulk materials properties. We introduce the integrated research approach of Printed Functionalities in Chemnitz comprising Chemnitz University of Technology for science, the Fraunhofer Institution for Electronic Nanosystems (FhG ENAS) for applied science and industrialization as well as world-class companies on the Chemnitz Smart Systems Campus for the exploitation of future organic and large-area electronics products.

Digitale Menschmodelle zur Produkt- und Prozessgestaltung werden kurz vorgestellt. Eine empirische Studie zum Einsatz der Systeme in der Praxis wird beschrieben und deren Ergebnisse exemplarisch vorgestellt. Daraus werden Ansätze zur Weiterentwicklung abgeleitet. / A short overview of digital human models for ergonomic product and workplace design introduces this article. The results of a survey with users of these systems show the practical usage of digital human models. Approaches to further research and development are presented.

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.

Im städtischen Raum überwiegen das Funktionale und Pragmatische. Um Ansprüchen wie diesen gerecht zu werden, verändern sich die städtischen Landschaften, die uns umgeben, oftmals über die Grenzen des Wiedererkennbaren hinaus. Mit Anbruch der ökonomischen Krise 2008 und verstärkt durch dauerhaft niedrige Zinsen fließen seitdem Kapital und Investitionen nahezu ungebremst in die Städte. Zwar gibt es Bemühungen seitens Politik und Verwaltung, regulierend einzugreifen, doch überwiegt ein (neo-liberales) Verständnis von Raum, das dem Gemeinwohl verpflichteten Konzepten und Vorstellungen von Stadt entsagt. Was sich darüber hinaus vom Leben in den Städten einschreibt, findet sich in Spuren und Fragmenten wieder. Diesen Spuren gehen wir im Rahmen unserer Recherche zu Stadt als Fabrik in Wort, Bild und in diversen Veranstaltungsformaten nach. Anlass ist ein geplanter Theaterumzug.

I detta kandidatarbete undersöker vi hur med hjälp av virtuell verklighet (VR) kan gestalta en fabriksmiljö och upplevelse som ökar säkerhetstänket för nyanställda på Volvo i Olofström. Undersökningen utgår ifrån vårt samarbete med Volvo och deras egen fabrik som är i fokus där de har velat ha en säkerhetsutbildning inom VR för deras nyanställda och gångtrafikanter i fabriken. Med hjälp av designperspektivet digital didaktisk design har vi kunnat ställa i centrum på lärandet i görandet, att planera och skapa aktiviteter för någon så att användaren i fråga kan tillägna sig nya kunskaper. Frågeställningen inom denna undersökning är “Hur kan man skapa en fabriksmiljö inom VR som främjar lärande.” Med hjälp av metoderna vi valde för designprocessen kunde vi gestalta en fabrik som simulerar deras och även främja lärandet för säkerhetstänket som var en viktig del att komma till insikt om. Resultatet på undersökningen är att vi skapade en VR-prototyp med hjälp utav spelmotorn Unity. I denna VR-prototyp tar användaren igenom sig en livlig och hektisk fabriksmiljö som speglar det vi själva har fått uppleva genom våra observationer när vi var på besök hos Volvo i Olofström. Genom våra undersökningar inom VR säkerhet har vi upphöjt vår förståelse om vilka möjligheter VR har inom lärandet och att förmedla information. Dem viktiga punkterna för oss var att öka säkerhetstänket hos användaren genom att placera dem i scenarion där deverkligen får uppleva hur det verkligen är att vara inom en livlig fabrik och vad som förväntas av dem. Nyckelord: Virtuell verklighet (VR), säkerhetsträning, fabriksmiljö, Volvo / In this bachelor thesis, we investigate how, with the help of virtual reality (VR), we can create a factory environment and experience that increases the safety thinking for new employees at Volvo in Olofström. The survey is based on our collaboration with Volvo and their own factory, which is in focus where they have wanted a safety training in VR for their new employees and pedestrians in the factory. With the help of the design perspective digital didactic design, we have been able to put the focus on learning in practice, to plan and create activities for someone so that the user in question can acquire new knowledge. The question in this study is "How to create a factory environment within VR that promotes learning." With the help of the methods we chose for the design process, we were able to design a factory that simulates theirs and also promote learning for safety thinking, which was an important part to gain insight into.  The result of our research is that we have created a prototype with the help of the game engine Unity through this process that takes the user through a lively and hectic factory environment that reflects what we ourselves have experienced through our observations when we visited Volvo in Olofström. Through our research in VR security, we have raised our understanding of what opportunities VR has in learning and to convey information. The important points for us were to increase the security thinking of the user by placing them in scenarios where they really get to experience what it really is like to be in a lively factory and what is expected of them Keywords: Virtual reality (VR), safety training, factory environment, Volvo

Industry 4.0 comes with the promise of great benefits and transforming towards a Smart Factory is on the agenda for many organizations. The issue is that there is a lack of knowledge about how to make a successful transformation. The purpose of this research is to develop a framework for how a final assembly plant within the heavy automotive industry should structure a plan in order to accelerate the shift towards a Smart Factory in the context of Industry 4.0. To fulfill the purpose of the research, a case study has been performed. A maturity model has been used to assess the current state of the company and perceived importance of Industry 4.0 capabilities. This has been combined with an importance assessment from experts in the area, as well as literature regarding the subjects of Industry 4.0, Smart Factory and challenges with the transition. Theoretical frameworks have then been used to analyze how to structure a plan for the transition, based on the empirical findings and previous research. The transition towards a Smart Factory should incorporate strategic, organization and technical dimensions. A multilayered roadmap should be utilized as it enables for visualizing simultaneous activities and interconnections between dimensions. As external factors are necessary to be included, triggers points should be visualized as it enables checkpoints to be used. The case company importance weightings and challenges found in literature should mainly guide in the prioritization of needed capabilities. The assessed maturity should guide in choosing the Industry 4.0 capabilities which could reap the most benefits. The use of a vision and current state should guide in how to create activities with the purpose to support the chosen Industry 4.0 capabilities. The value of this research is the combination of maturity assessment with roadmap strategy, enabling for concrete actions to be formulated. Thusly, of value to companies that want to accelerate their transition towards a Smart Factory. The contribution of this research is a foundation for the creation of a tailored roadmap framework towards a Smart Factory. / Industri 4.0 kommer med många fördelar och att transformera mot en smart fabrik är på agendan för många organisationer. Problemet är att det är en brist på kunskap om hur man ska åstadkomma en lyckad transformation. Syftet med studien är att utveckla ett ramverk för hur en slutmonteringsfabrik inom lastbilsindustrin ska strukturera en plan för att accelerera skiftet mot en smart fabrik inom konceptet Industri 4.0. För att uppfylla syftet med studien så har en fallstudie genomförts varav en mognadsmodell har använts för att utvärdera mognadsgraden hos ett företag. Utöver det så har företaget viktat möjliggörare inom Industri 4.0 utifrån hur viktiga dessa anses att vara för en transformation mot en smart fabrik. Empiri har tillsammans med experters viktning och tidigare forskning inom området använts för att analysera hur ett företag ska strukturera en plan för att skifta mot en smart fabrik. En transformation mot en smart fabrik bör ta dimensionerna strategi, organisation och teknik i beaktande när en plan struktureras. Dessa dimensioner bör bilda tre lager i planen eftersom det tillåter aktiviteter att genomföras samtidigt och att det tillåter visualisering av sambanden mellan aktiviteter. Externa faktorer är nödvändiga att inkludera i planen och bör visualiseras genom triggerpunkter. Företagets viktning av möjliggörare inom Industri 4.0 tillsammans med hur väl dessa möjliggör anknyter till de vanligaste utmaningarna i ett skifte mot en smart fabrik bör huvudsakligen styra hur möjliggörarna skall prioriteras emellan varandra. Fortsättningsvis ska den utvärderade mognaden styra mot de möjliggörare som kan skörda de största fördelarna. För att skapa aktiviteter med syftet av öka mognaden av de utvalda möjliggörarna bör en vision ställas mot nuläget, för att vägleda vilka aktiviteter som är lämpliga. Värdet av den här studien är hur kombinationen av en mognadsmodell tillsammans med teoretiska ramverk möjliggör för företag att formulera en konkret plan för att accelerera skiftet mot en smart fabrik. Studien bidrar av den anledningen med en grund och ett ramverk för företag att skapa en skräddarsydd plan med syftet att accelerera skiftet mot en smart fabrik.

Planning of the optimised production system is an intricate task. The reason behind this is changing demand, variations, and other disturbances. The main purpose of this study the current performance in the existing production system and provide recommendations for optimising the production in order to accommodate a new product. Since, the addition of new products may lead to bottlenecks in the flow which affects the output performance. The bottlenecks would lead to ineffective results, while tying up the capital in the production downstream as inventory gets stagnated in the assembly lines. The performance evaluation is a tedious process however, the study probes into the use of flow simulation tool to analyse the production performance. In this thesis work, Discrete Event Simulation (DES) is utilised as a tool to examine the performance of the production systems and to determine the cost consuming areas. To achieve that, the production system is replicated as a functional model into the DES system with the appropriate logics and parameters, with the thorough understanding of the existing workflows. To supplement it, the data from the orders, resources, and parts are charted.In the later part, production flow is analysed with the additions of determined improvisations to understand the impact on the output. Later, investigations are performed to identify the challenges and applicable changes required to meet future output. As an outcome, the production system is restructured and optimised, thus getting an overview of the future production set up as a digital factory layout. / Planering av det optimerade produktionssystemet är en invecklad uppgift. Orsaken bakom detta är förändrad efterfrågan, variationer och andra störningar. Huvudsyftet med denna studie är den nuvarande prestandan i det befintliga produktionssystemet och ger rekommendationer för att optimera produktionen för att rymma en ny produkt. Eftersom tillägg av nya produkter kan leda till flaskhalsar i flödet som påverkar uteffekten. Flaskhalsarna skulle leda till ineffektiva resultat, samtidigt som kapitalet i produktionen binds nedströms när lagret stagnerar i löpande band. Prestationsutvärderingen är en tråkig process, men studien undersöker användningen av flödessimuleringsverktyg för att analysera produktionsprestanda. I detta avhandlingsarbete används Discrete Event Simulation (DES) som ett verktyg för att undersöka produktionssystemens prestanda och bestämma de kostnadskrävande områdena. För att uppnå det replikeras produktionssystemet som en funktionell modell i DES -systemet med lämpliga logiker och parametrar, med en grundlig förståelse av de befintliga arbetsflödena. För att komplettera det kartläggs data från order, resurser och delar. I den senare delen analyseras produktionsflödet med tillägg av bestämda improvisationer för att förstå effekten på produktionen. Senare utförs undersökningar för att identifiera de utmaningar och tillämpliga förändringar som krävs för att möta framtida produktion. Som ett resultat omstruktureras och optimeras produktionssystemet och får därmed en överblick över den framtida produktionsuppsättningen som en digital fabrikslayout.