Εικονικά συστήματα κατεργασιών βασισμένα σε ευφυή αντικείμενα

Abstract

The doctoral thesis concerns the modeling of manufacturing systems in virtual environments using intelligent objects. Due to the nature of the object, apart from the area of manufacturing systems (MS), the study spans several other research areas.The primary requirement in the analysis of a system is the categorization / classification of objects that constitute an MS, in order to allow the creation of models for further analysis. The relevant research area that deals directly with the analysis of objects and the creation of worlds is the area of semantic modelling. Another important issue is the visualization of a model of an MS and the interaction of the user through advanced forms of user-machine interfaces, which directs to the area of virtual reality. Another key issue concerns the integration of intelligence to the objects of the virtual MS, namely whether or not algorithms should be used and for what tasks inside the virtual system.The main objective of this study is to develop a methodology that combines elements from the aforementioned areas and its implementation, and ultimately a pilot application that allows analysis and simulation of manufacturing systems through virtual environments. The final result should add a different perspective to the analysis and simulation of an MS, with an emphasis on better integration of the user-analyst while, on the other hand, it should allow neighboring areas to benefit via generalization of the practice. Furthermore, it is clear that through the modular structure of the methodology, its scalability and the coverage of different levels of analysis of an MS (design / control), without essential constraints, the user’s role is strongly enhanced. This thesis was produced as part of the 03ED217 research project titled “Novel Virtual Reality Support Systems”, implemented within the framework of the “Reinforcement Programme of Human Research Manpower” (PENED) and was co-financed by National and Community Funds (20% from the Greek Ministry of Development – General Secretariat of Research and Technology and 80% from E.U. – European Social Fund).

Η παρούσα διδακτορική διατριβή αφορά στην μοντελοποίηση συστημάτων κατεργασιών σε εικονικά περιβάλλοντα με χρήση ευφυών αντικειμένων. Λόγω της φύσης του αντικειμένου, εκτός από την περιοχή των συστημάτων κατεργασιών, η διατριβή εκτείνεται σε αρκετές ερευνητικές περιοχές. Κύρια απαίτηση στην ανάλυση ενός συστήματος αποτελεί η κατηγοριοποίηση / ταξινόμηση των αντικειμένων που αποτελούν ένα ΣΚ, ώστε να είναι δυνατή η δημιουργία μοντέλων για περαιτέρω ανάλυση. Ερευνητική περιοχή που ασχολείται ακριβώς με την ανάλυση των αντικειμένων και την δημιουργία κόσμων είναι η περιοχή των σημασιολογικών μοντέλων. Επίσης σημαντικό ζήτημα αποτελεί η εικονοποίηση του μοντέλου ενός ΣΚ και η διάδραση με τον χρήστη μέσω προηγμένης μορφής διεπιφανειών χρήστη-μηχανής, αντικείμενο που καλύπτει η περιοχή της εικονικής πραγματικότητας. Ακόμα ένα κεντρικό ζήτημα αφορά στην ενσωμάτωση ευφυΐας που πρέπει να έχουν τα αντικείμενα του εικονικού ΣΚ, κατά πόσον δηλαδή θα χρησιμοποιηθούν αλγόριθμοι και για την εκτέλεση ποιών εργασιών εντός του εικονικού συστήματος. Κύριος στόχος της διατριβής είναι η δημιουργία μιας μεθοδολογίας που συνδυάζει στοιχεία από της προαναφερθείσες περιοχές και η υλοποίησή της, με τελικό αποτέλεσμα μια πιλοτική εφαρμογή που επιτρέπει την ανάλυση και προσομοίωση συστημάτων κατεργασιών μέσω εικονικού περιβάλλοντος. Το τελικό αποτέλεσμα πρέπει αφενός να προσθέτει διαφορετική οπτική στην ανάλυση και προσομοίωση ενός ΣΚ, με έμφαση στην καλύτερη ενσωμάτωση του χρήστη-αναλυτή, αφετέρου να προσβλέπει στην γενίκευση της πρακτικής σε παραπλήσιους τομείς που δύναται να επωφεληθούν. Σε συνδυασμό, δε, με την αρθρωτή δομή της μεθοδολογίας και την κάλυψη διαφορετικών επιπέδων ανάλυσης ενός ΣΚ (σχεδιασμού/ελέγχου), καθώς και της -άνευ ουσιαστικών περιορισμών- επεκτασιμότητας, καθίσταται σαφές ότι ενισχύεται σημαντικά ο ρόλος του χρήστη.Η παρούσα διατριβή εκπονήθηκε στα πλαίσια του προγράμματος ΠΕΝΕΔ 2003 με τίτλο «Καινοτόμα Συστήματα Υποστήριξης Εικονικών Περιβαλλόντων» (κωδικός έργου 03ΕΔ217). Το έργο υλοποιήθηκε στο πλαίσιο του Μέτρου 8.3 του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Ανταγωνιστικότητα» του Γ΄ Κοινοτικού Πλαισίου Στήριξης και συγχρηματοδοτήθηκε κατά:•80% της Δημοσίας Δαπάνης από την Ευρωπαϊκή Ένωση – Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο•20% της Δημοσίας Δαπάνης από το Ελληνικό Δημόσιο – Υπουργείο Ανάπτυξης –Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας.