ITIA-CNR

EVA

Enterprise Engineering and Virtual Applications

Obiettivi della ricerca

EVA

La Fabbrica del Futuro Human Oriented

Le attività del gruppo mirano a supportare lo sviluppo e l'introduzione di nuovi strumenti software "human oriented" nelle aziende manifatturiere europee, al fine di favorire l'innovazione di prodotti / processi / fabbriche e, quindi, di migliorare la competitività e la sostenibilità del settore manifatturiero.

Le aziende sono in continua evoluzione per poter soddisfare le volubili richieste del mercato globale. Ingegneri e designer utilizzano sempre più strumenti digitali per far fronte alle nuove esigenze. Questo scenario impone una nuova definizione di fabbrica: la fabbrica intesa come prodotto complesso che durante il suo ciclo di vita deve evolversi e interfacciarsi con tecnologie, processi e componenti da realizzare. Idea centrale di questo approccio è la riduzione dell'impiego di risorse e l'accrescimento delle prestazioni, sia tecniche che organizzative: per realizzare ciò è necessario costruire la "Virtual Factory" (VF) in cui i vari strumenti digitali per la progettazione e gestione della fabbrica rendono la sua rappresentazione dinamica e aggiornabile. L'interoperabilità tra i vari strumenti, tra la fabbrica reale e la sua rappresentazione virtuale, è uno dei punti cruciali per il futuro della fabbrica digitale. Il gruppo lavora su questa virtualizzazione, attraverso l'uso della Realtà Virtuale (RV) e della Realtà Aumentata (RA), partendo dal livello superiore (modelli e framework) fino all'implementazione di strumenti specifici (ambienti di RV, interfacce e simulazione). Questo processo deve essere supportato da metodologie e strumenti per la raccolta e sistematizzazione delle informazioni e della conoscenza. Infine, un'attenzione particolare è dedicata ai Fattori Umani che assicurano la posizione centrale dell'uomo nel rapporto con la produzione e con le tecnologie.

Attività di ricerca

Le attività di ricerca a supporto della realizzazione della Virtual Factory sono riconducibili alle seguenti tematiche:
Virtual Factory Framework, Ontologia e Semantic Web. La realizzazione della VF richiede lo sviluppo di un framework per supportare l'interoperabilità fra i vari strumenti digitali. Questo framework deve prevedere la definizione di un linguaggio comune per tutti gli strumenti digitali, cioè un Modello di Dati (VF Data Model) condiviso secondo il quale si possano formalizzare i progetti di fabbrica. Tale Modello di Dati è sviluppato come un insieme di ontologie, secondo l'approccio del Semantic Web. I vari progetti di fabbrica possono poi essere salvati, gestiti in sicurezza e resi disponibili a tutti gli utenti grazie al VF Manager (VFM) che offre agli strumenti digitali (VF module) l'accesso ai dati mediante web service. Una particolare categoria di strumenti digitali dovrà occuparsi di raccogliere i dati dal campo per aggiornare il modello virtuale della fabbrica reale, mantenendolo coerente con la stessa.


Fabbrica digitale centrata sull'uomo. L'essere umano come centro di un sistema produttivo supportato dalle nuove tecnologie.

Modellazione dell'Impresa Estesa. È l'implementazione dei cambiamenti organizzativi apportati dall'introduzione di applicazioni ICT e dalla configurazione del network attraverso la modellizzazione e la definizione di nuovi modelli di business.
Realtà Virtuale Aumentata (RV/RA). Sono tecnologie capaci di coinvolgere l'utente in un ambiente digitale interattivo; esse adottano videocamere e sistemi di tracciamento per acquisire dati in tempo reale tanto sull'utente quanto sull'ambiente reale. Per ridurre i tempi di sviluppo e per avere un controllo completo, modulare ed estensibile della tecnologia, ITIA ha sviluppato GIOVE (Graphics and Interaction for OpenGL-based Virtual Environments), un set di librerie e strumenti creati per lo sviluppo di ambienti di realtà virtuale collaborativi capaci di seguire l'evoluzione di HW e SW.
GIOVE Virtual Factory (GIOVE VF). È un ambiente di RV collaborativo il cui obiettivo è supportare il design del layout della fabbrica, ma anche valutarne l'ergonomia, il monitoraggio, la simulazione di processo, ecc.; esso può essere usato in collaborazione con altri utenti o singolarmente. Gli utenti possono visualizzare la scena su uno schermo in stereoscopia o sul monitor di un PC. GIOVE VF permette a manager, esperti e altre figure professionali di comunicare in modo semplice e intuitivo.
Il Virtual Hangar. È un ambiente virtuale immersivo in cui gli addetti alla manutenzione di un velivolo possono essere addestrati in sicurezza. L'ambiente permette agli utenti di apprendere le procedure manutentive stando davanti al loro PC.
Con le stesse librerie di GIOVE è possibile implementare e visualizzare ambienti virtuali (prototipi, showroom, sistemi d'illuminazione, musei, ecc.) con i quali interagire.
Interfacce Utente. Il Magic Mirror (MM) è un sistema di RA, sviluppato per applicazioni in ambito calzaturiero, che consente di provare una scarpa personalizzata prima che sia fisicamente disponibile. L'utente indossa un paio di calzari speciali con cui può camminare liberamente, mentre, su uno schermo vede il modello di sè stesso che calza il paio di scarpe personalizzato in tempo reale, grazie al FootGlove (FG). Questo è un dispositivo aptico capace di riprodurre il volume interno della scarpa: indossando il FG il cliente può percepire come calzano le scarpe e, qualora non fosse soddisfatto, può modificare tale volume. I nuovi volumi sono forniti al calzaturificio così che possa realizzare le scarpe della dimensione appropriata.
Fattori Umani. È un campo ampio che studia l'interazione tra gli esseri umani e tra questi e la tecnologia. Si focalizza sullo stato psicologico umano e su quello emotivo, informazioni preziose per la progettazione di sistemi tecnologici che prevedono l'interazione con l'uomo, sia nella fabbrica che negli ambienti di vita.

Principali progetti di ricerca

PEACH
Presence in action, EU-FP6-ICT, (2006-2009)
DIFAC
Digital factory for human-oriented production system, EU-FP-ICT, (2006-2009)
DOROTHY
Design of customer driven shoes and muti-site factory, EU-FP6-NMP, (2008-2011)
FIT4U
Framework of Integrated Technologies for User centred products, EU-FP7-NMP, (2009-2012)
VFF
Virtual Factory Framework, EU-FP7-NMP, (2009-2013)
VISIONAIR
VISION Advanced Infrastructure for Research, EU-FP7-SP4 Capacities-Infra 2010, (2011-2014)
PEGASO
Personalised Guidance Services for Optimising lifestyle management in teen-agers through awareness, motivation and engagement,EU-FP7-ICT (2013-2017)
DESIGN4ALL
Sw integration and advanced Human Machine Interfaces in design for AAL, Cluster TAV, CTN01_00128_297089 (2013-2015)
SPACE4AGRI
Sviluppo di Metodologie Aerospaziali Innovative di Osservazione della Terra a Supporto del Settore Agricolo in Lombardia, Convenzione CNR - Regione Lombardia
SuFSeF
Sustainable Factory Semantic Framework, Progetto Bandiera, DFD-SP1-T4.1

Provare le scarpe scelte prima che vengano prodotte. Una MAGICA esperienza per specchiarsi con le nuove scarpe personalizzate.

key words

Augmented & Virtual Reality; Virtual Factory; Semantic Web and Ontology; Human Factors.

Marco Sacco

Contatto

Dr. Marco Sacco - Milano
EVA Group responsible
marco.sacco [at] itia.cnr.it
Consulta il minisito del gruppo...