keywords - ITIA-CNR

key words
Augmented & Virtual Reality; Virtual Factory;
Semantic Web and Ontology; Human Factors.
e va
E n t er p r is e E n g in eer in g an d Vir tu al Ap p l ic atio n s
Obiettivi della ricerca
Research goals
Le aziende sono in continua evoluzione per poter soddisfare le
The factories are changing very fast according to the needs of the
volubili richieste del mercato globale. Ingegneri e designer utiliz-
global market. Designers and engineers are using digital tools for
zano sempre più strumenti digitali per far fronte alle nuove esi-
copying with this evolution. The modern view on manufacturing
genze. Questo scenario impone una nuova definizione di fabbrica:
engineering supports the incorporation of the life cycle paradigm
la fabbrica intesa come prodotto complesso che durante il suo
into the factory as a whole, including its products, manufacturing
ciclo di vita deve evolversi e interfacciarsi con tecnologie, processi
processes and technologies. The main idea behind is to reduce
e componenti da realizzare. Idea centrale di questo approccio è
resource use and improve the technical and social performances.
la riduzione dell’impiego di risorse e l’accrescimento delle pre-
The main goal is then the realisation of the “Virtual Factory”. The
stazioni, sia tecniche che organizzative: per realizzare ciò è ne-
various digital tools and representation of the factory have to be-
cessario costruire la “Virtual Factory” (VF) in cui i vari strumenti
come virtual making its representation and the processes dyna-
digitali per la progettazione e gestione della fabbrica rendono la
mic and up-to-date. Interoperability among tools and between the
sua rappresentazione dinamica e aggiornabile. L’interoperabilità
Real and the Virtual Factory is a key issue for the future. The group
tra i vari strumenti, tra la fabbrica reale e la sua rappresentazione
is working on such virtualisation, through the use of Augmented
virtuale, è uno dei punti cruciali per il futuro della fabbrica digitale.
Reality (AR) and Virtual Reality (VR), starting from the higher level
Il gruppo lavora su questa virtualizzazione, attraverso l’uso della
(models and framework) to the implementation of specific tools
Realtà Virtuale (RV) e della Realtà Aumentata (RA), partendo dal
(virtual environment, interfaces and simulation). The possibility to
livello superiore (modelli e framework) fino all’implementazione
properly collect and formalise the associated knowledge is also
di strumenti specifici (ambienti di RV, interfacce e simulazione).
part of this process. A special attention is always given to the Hu-
Questo processo deve essere supportato da metodologie e stru-
man Factors that ensure the central position of human beings in
menti per la raccolta e sistematizzazione delle informazioni e della
the production/technology side.
conoscenza. Infine, un’attenzione particolare è dedicata ai Fattori
Umani che assicurano la posizione centrale dell’uomo nel rappor-
Research activities
to con la produzione e con le tecnologie.
In order to support the realization of the Virtual Factory the research activities of the group address the following areas:
Attività di ricerca
The Virtual factory Framework, Ontology and Semantic Web. The
Le attività di ricerca a supporto della realizzazione della Virtual
realization of the Virtual Factory asks for the development of a
Factory sono riconducibili alle seguenti tematiche:
framework supporting the interoperability between the various
Virtual Factory Framework, Ontologia e Semantic Web. La realizza-
digital tools. This framework must be based on the definition of
zione della VF richiede lo sviluppo di un framework per supportare
a common language for all the digital tools, i.e. a shared Virtual
l’interoperabilità fra i vari strumenti digitali. Questo framework
Factory Data Model (VFDM) that can be used to formalize the fac-
deve prevedere la definizione di un linguaggio comune per tutti gli
tory projects. Such Data Model is developed as a set of ontologies
strumenti digitali, cioè un Modello di Dati (VF Data Model) condivi-
according to the Semantic Web approach. The various factory
so secondo il quale si possano formalizzare i progetti di fabbrica.
projects can be saved, safely managed and retrieved thanks to
Tale Modello di Dati è sviluppato come un insieme di ontologie,
the Virtual Factory Manager (VFM) that offers the access to the
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EVA
La Fabbrica del Futuro Human
Oriented
The Human Oriented Future Factory
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.
The main activities of the group are tackling the development and the deployment into European manufacturing
companies of new and advanced human-oriented supporting tools, in order to foster the innovation in products /
processes / factories for enhancing the competiveness and
sustainability of manufacturing sector.
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secondo l’approccio del Semantic Web. I vari progetti di fabbrica
data by means of web service. A particular category of digital tools
possono poi essere salvati, gestiti in sicurezza e resi disponibili a
will deal with the collection of data from the shop-floor to properly
tutti gli utenti grazie al VF Manager (VFM) che offre agli strumenti
update the Virtual Factory, thus keeping coherence with the Real
digitali (VF module) l’accesso ai dati mediante web service. Una
Factory.
particolare categoria di strumenti digitali dovrà occuparsi di rac-
Extended Enterprise Model. Implementation of organizational
cogliere i dati dal campo per aggiornare il modello virtuale della
changes for the introduction of new ICT applications and network
fabbrica reale, mantenendolo coerente con la stessa.
configuration through the modelling and definition of new busi-
Modellazione dell’Impresa Estesa. È l’implementazione dei cam-
ness processes.
biamenti organizzativi apportati dall’introduzione di applicazioni
Virtual and Augmented Reality (VR/AR). They are technologies that
ICT e dalla configurazione del network attraverso la modellizza-
allow the user to feel himself involved in a digital environment
zione e la definizione di nuovi modelli di business.
(VR) or in a mixed environment (AR) using cameras and tracking
Realtà Virtuale Aumentata (RV/RA). Sono tecnologie capaci di coin-
systems to acquire data related to both the users and the real
volgere l’utente in un ambiente digitale interattivo; esse adottano
environment.
videocamere e sistemi di tracciamento per acquisire dati in tem-
In order to reduce development time and having a complete,
po reale tanto sull’utente quanto sull’ambiente reale. Per ridurre
modular, easily extensible framework, ITIA has develop GIOVE
i tempi di sviluppo e per avere un controllo completo, modulare
(Graphics and Interaction for OpenGL-based Virtual Environments).
ed estensibile della tecnologia, ITIA ha sviluppato GIOVE (Graphics
It’s a set of libraries and tools designed for the implementation of
and Interaction for OpenGL-based Virtual Environments), un set
collaborative virtual environments able to follow the evolution of
di librerie e strumenti creati per lo sviluppo di ambienti di realtà
HW and SW.
virtuale collaborativi capaci di seguire l’evoluzione di HW e SW.
GIOVE Virtual Factory (GIOVE VF). It is a VR collaborative envi-
GIOVE Virtual Factory (GIOVE VF). È un ambiente di RV collaborativo
ronment aimed to provide support in factory layout design, tested
il cui obiettivo è supportare il design del layout della fabbrica, ma
against real industrial scenarios. In each scenario it’s used both
anche valutarne l’ergonomia, il monitoraggio, la simulazione di
for supporting the layout design as well for other functionalities
processo, ecc.; esso può essere usato in collaborazione con altri
like ergonomics, monitoring, process simulation, etc. The envi-
Fabbrica digitale centrata sull’uomo. L’essere umano come
centro di un sistema produttivo supportato dalle nuove tecnologie.
Human oriented digital factory. Human being as a center of
a production system supported by new technologies.
Provare le scarpe scelte
prima che vengano prodotte. Una MAGICA esperienza per specchiarsi
con le nuove scarpe personalizzate.
Try-on your selected
footwear before they
produce it. A MAGIC experience to MIRROR your
customized shoe.
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Contatto / contact
Dr. Marco Sacco - Milano
EVA Group responsible
[email protected]
utenti o singolarmente. Gli utenti possono visualizzare la scena su
ronment can be used by collaborating with other users or even
uno schermo in stereoscopia o sul monitor di un PC. GIOVE VF per-
in single user mode. The users are allowed to visualize the scene
mette a manager, esperti e altre figure professionali di comunicare
from a large projected screen in stereoscopy or on the PC monitor.
in modo semplice e intuitivo.
Thanks to its simple interaction way, the GIOVE VF allows mana-
Il Virtual Hangar. È un ambiente virtuale immersivo in cui gli ad-
gers, experts and workers to communicate in an intuitive way.
detti alla manutenzione di un velivolo possono essere addestrati
Virtual Hangar. It is an immersive environment where airplane and
in sicurezza. L’ambiente permette agli utenti di apprendere le pro-
helicopter mechanics could be trained in a safety manner. The im-
cedure manutentive stando davanti al loro PC.
mersive VR environment allows the people to learn specific tasks
Con le stesse librerie di GIOVE è possibile implementare e visualiz-
using their own PC.
zare ambienti virtuali (prototipi, showroom, sistemi d’illuminazio-
With the same set of library (GIOVE) it is also possible to imple-
ne, musei, ecc.) con i quali interagire.
ment virtual prototype, virtual showroom, virtual illumination sy-
Interfacce Utente. Il Magic Mirror (MM) è un sistema di RA, svi-
stem, virtual museum, etc.
luppato per applicazioni in ambito calzaturiero, che consente di
User interfaces. The Magic Mirror (MM) is a tool that uses Au-
provare una scarpa personalizzata prima che sia fisicamente di-
gmented Reality to fill in the gap during the trying on process
sponibile. L’utente indossa un paio di calzari speciali con cui può
of customized shoes. The user wearing a brilliant colour pair of
camminare liberamente, mentre, su uno schermo vede il modello
socks can walk around watching at the just customized shoes
di sè stesso che calza il paio di scarpe personalizzato in tempo
from different points of view as in a real trial. The FootGlove (FG) is
reale, grazie al FootGlove (FG). Questo è un dispositivo aptico ca-
a mechanical haptic device, able to reproduce the internal volume
pace di riprodurre il volume interno della scarpa: indossando il
of the shoes. By wearing the FootGlove the customer can check
FG il cliente può percepire come calzano le scarpe e, qualora non
if the selected size fits on the feet and answer to the expectation.
fosse soddisfatto, può modificare tale volume. I nuovi volumi sono
The user can also adjust such volume for helping the manufactu-
forniti al calzaturificio così che possa realizzare le scarpe della
rer to provide most appropriate shoe size.
dimensione appropriata.
Human Factor. It is an ample field that study human interaction
Fattori Umani. È un campo ampio che studia l’interazione tra gli
with technology and other humans. It focuses on the human psy-
esseri umani e tra questi e la tecnologia. Si focalizza sullo stato
chological state (perception, attention, cognition, etc.) and emotio-
psicologico umano e su quello emotivo, informazioni preziose per
nal state (anxiety, boredom, etc.). Information from these analysis
la progettazione di sistemi tecnologici che prevedono l’interazione
are precious for technology implementation both in the factory as
con l’uomo, sia nella fabbrica che negli ambienti di vita.
well as in the ambient assisted living.
Principali progetti di ricerca / main research projects
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
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