3D authoring tool of the digital twin of assembly lines to augment the operator of the factory of the future
Outil d'authoring 3D du jumeau numérique de lignes d'assemblage pour augmenter l'opérateur de l'usine du futur
Résumé
This thesis deals with digital twins for factories in Industry 4.0 and their implementation in the context of a reconfigurable factory, in the context of assisting production line operators using techniques of Augmented Reality (AR). It is necessary to be able to modify the layout of the workstation during production, and therefore requires a live update of the digital twins according to these modifications, made by the operators directly on the workstations, using a AR based tool. A review of the litterature helped determine the criteria a tool must meet to achieve this goal: the tool must be suitable for use by non-AR trained operators, the learning curve must be short, and it must be usable in a reconfigurable factory context. A Digital Twin model has been proposed to contain all the necessary factory data and 3D models of the interaction areas of a real assembly workstation. A tool was then developed to allow operators to match the 3D models of the digital twins with their physical twin in AR, as well as update their position in the event of a reconfiguration. The experimentation carried out confirms that the reasoning is correct if the positioning of the 3D models of theses Digital Twins is done by direct manipulation (the 3D objects are co-located with the operator's hand) using an AR display device.
Cette thèse traite des jumeaux numériques pour les usines de l'industrie 4.0 et de leur mise en œuvre dans le cadre d'une usine reconfigurable, dans un contexte d'assistance aux opérateurs des lignes de production à l'aide de techniques de Réalité Augmentée (RA). Il faut pouvoir modifier l'agencement du poste de travail pendant la production, et nécessite donc une mise à jour en direct des jumeaux numériques en fonction de ces modifications, faite par les opérateurs directement sur les postes de travail, à l'aide d'un outil basé RA. Une revue de la littérature a aidé à déterminer les critères qu'un outil doit remplir pour atteindre cet objectif : l'outil doit être adapté à une utilisation par des opérateurs non formés à la RA, la courbe d'apprentissage doit être courte, et il doit être utilisable dans un contexte d'usine reconfigurable. Un modèle de Jumeau Numérique a été proposé afin de contenir toutes les données d'usine nécessaires et les modèles 3D des zones d'interaction d'un vrai poste de travail d'assemblage. Un outil a ensuite été développé pour permettre aux opérateurs de faire correspondre les modèles 3D des jumeaux numériques avec leur jumeau physique en RA, ainsi que pour mettre à jour leur position en cas de reconfiguration. L'expérimentation effectuée confirme que le raisonnement est bon si le positionnement des modèles 3D de ces Jumeaux Numériques se fait par manipulation directe (les objets 3D sont co-localisés avec la main de l'opérateur) à l'aide d'un dispositif d'affichage RA.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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