Industry 4.0 and Mixed Reality – Enterprise Modelling for a Learning Factory

Abstract

Denne masteroppgaven undersøker bruken av blandet virkelighet i sammenheng med industri 4.0. Innen dette arbeidet ble forholdene mellom industri 4.0, blandet virkelighet og bedriftsarkitektur inspisert fra et teoretisk synspunkt.

En av de viktigste faktorene som hindrer implementeringen av industri 4.0-paradigmet i produksjonen er det menneskelige elementet. Denne fasetten betyr å sørge for at de menneskelige ansatte er komfortable i sitt utviklende arbeidsmiljø og har de nødvendige verktøyene for å utføre jobbene sine, uavhengig av deres posisjon i en organisasjon. Den mest lovende tekniske løsningen for å gjøre menneskelige ansatte i stand til å arbeide trygt i smarte fabrikkmiljøer er blandet virkelighet, den eneste delen av bransj 4.0-paradigmet som bare fokuserer på den menneskelige siden av konseptet.

Denne oppgaven fokuserer på hvordan blandet virkelighet kan brukes i en læringsfabrikk ved NTNU Gjøvik. Læringsfabrikken er en fungerende modell for et industri 4.0-system. Dette arbeidet diskuterer også saken fra ulike synspunkter fra interessenter, for data som er nyttige for en person er kanskje ikke nyttige for en annen. Enterprise modellering brukes til å skildre kommunikasjon mellom disse forskjellige elementene.

Resultatene av dette arbeidet er ikke helt overførbare til virkelige industri 4.0-miljøer, men heller til andre universiteter med lignende læringsfabrikkordninger. Implementering til det virkelige liv involverer mange elementer i dette arbeidet; det er imidlertid behov for ytterligere studier for å gjøre det mer realistisk.

This master’s thesis investigates the use of mixed reality in the context of industry 4.0. Within this work, the relationships between industry 4.0, mixed reality and enterprise architecture in inspected from a theoretical point of view.

One of the significant factors hindering the implementation of the industry 4.0 paradigm into manufacturing is the human element. This facet means making sure that the human employees are comfortable in their developing work environments and have the necessary tools to perform their jobs, regardless of their position in an organisation. The most promising technical solution for enabling human employees to work confidently in smart factory environments is mixed reality, the only part of the industry 4.0 paradigm that focuses solely on the human side of the concept.

This thesis focuses on how mixed reality can be used in a learning factory at NTNU Gjøvik. The learning factory is a functioning model of an industry 4.0 system. This work also discusses the issue from various stakeholder points of views for as data that is useful to one person may not be useful for another. Enterprise modelling is used to depict communication between these different elements.

The results of this work are not entirely transferrable to real-life industry 4.0 environments but rather to other universities with similar learning factory schemes. Implementation to real-life involves many elements of this work; however, further studies are needed to make it more realistic.