Inovação na manutenção industrial : a integração da realidade virtual e aumentada com o digital twin

Abstract

Mestrado em Engenharia Informática na Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Viana do CasteloNa atual era da transformação digital, e com o contínuo avanço das tecnologias de informação, é possível observar um crescente esforço por parte das indústrias na busca constante pela atualização. Este esforço tem como principais objetivos aumentar a eficiência operacional, reduzir custos e reforçar a competitividade das empresas no mercado. Neste contexto, destaca-se o conceito de Digital Twin, um modelo digital dinâmico que permite a representação digital de sistemas industriais, assim como os seus componentes físicos e os respetivos processos operacionais. No entanto, a complexidade e a densidade dos dados gerados pelos modelos Digital Twin podem representar um desafio significativo para a sua interpretação por parte dos operadores e técnicos industriais. A emergência de tecnologias como a Realidade Virtual (RV) e a Realidade Aumentada (RA) tem vindo a facilitar a interpretação e a interação com os dados gerados pelos modelos Digital Twin, demonstrando também a sua aplicabilidade em setores cruciais da indústria, como a manutenção de equipamentos. O trabalho aqui descrito teve como principal objetivo o desenvolvimento de duas aplicações de RA integradas em modelos Digital Twin, aplicadas no contexto da manutenção de equipamentos. Enquanto o primeiro sistema constituiu um projeto interno de carácter exploratório, focado no teste e na validação de tecnologias, o segundo sistema teve uma aplicação prática real na secção de fiação de uma fábrica têxtil, no âmbito do projeto TEXP@CT (Pacto para a Inovação da Indústria Têxtil e do Vestuário). Os sistemas desenvolvidos combinam funcionalidades como a leitura de dados em tempo real e o apoio à manutenção de equipamentos através de conteúdos aumentados, com o intuito de otimizar tarefas de manutenção industrial. Os resultados mostraram um elevado grau de aceitação por parte dos utilizadores por estes sistemas, demonstrando particular interesse na componente de manutenção e formação interativa em RA.In the current era of digital transformation, and with the continuous advancement of information technologies, there is a growing effort by industries to pursue constant modernization. This effort is primarily aimed at increasing operational efficiency, reducing costs, and enhancing companies competitiveness in the market. In this context, the concept of the Digital Twin stands out, a dynamic digital model that enables the virtual representation of industrial systems, their physical components, and their corresponding operational processes. However, the complexity and density of the data generated by Digital Twin models can pose a significant challenge for interpretation by industrial operators and technicians. The emergence of technologies such as Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR) has facilitated the interpretation and interaction with data generated by Digital Twin models, also demonstrating their applicability in critical industrial sectors, such as equipment maintenance. The work described herein aimed to develop two AR applications integrated with Digital Twin models, applied within the context of equipment maintenance. While the first system was an internal exploratory project focused on testing and validating technologies, the second system was implemented in a real-world scenario within the spinning section of a textile factory, as part of the TEXP@CT (Pacto para a Inovação da Indústria Têxtil e do Vestuário) project. The developed systems combine functionalities such as real-time data retrieval and augmented maintenance support content, with the goal of optimizing industrial maintenance tasks. The results showed a high level of user acceptance of these systems, with particular interest in the interactive AR-based maintenance and training components.Este trabalho foi financiado pelo projeto “TEXP@CT: Pacto de Inovação para a Digitalização do STV”, no âmbito do Plano de Recuperação e Resiliência-02-C05-i01.01-2022.PC644915249-00000025, integrado no subprojeto “WP 2.2 (PPS #8): Plataforma Digital Twin para a Indústria Têxtil