GRAAL - gamificação em linhas de montagem manuais com realidade aumentada para a indústria 5.0

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Agati, Salvador Sergi
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
dARK ID: ark:/33523/001300000rgrz
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/20204
Resumo: À medida que a tecnologia avançou, os sistemas de manufatura tornaram-se cada vez mais inteligentes, partindo de um processo artesanal de produção para sistemas ciberfísicos, com máquinas autônomas o suficiente para tomada de decisões. Essa flexibilidade da indústria per- mite a personalização de produtos que, por sua natureza, são produzidos em baixa quantidade, muitas vezes inviabilizando financeiramente sua automação completa. A permanência do ser humano na linha de montagem cria um gargalo de qualidade. O erro humano prevalece nas estatísticas das linhas de montagem. Uma possível alternativa para diminuir os erros das linhas de montagem manuais é a Realidade Aumentada (RA). No entanto, apenas a RA não é sufici- ente para evitar desmotivação e falta de engajamento dos operadores na tarefa, repetitiva por natureza. A gamificação pode ser um recurso auxiliar ao operador para aumentar sua motivação e engajamento. O objetivo deste trabalho é propor um modelo conceitual de gamificação para uma linha de montagem manual auxiliada por RA com o intuito de reduzir a taxa de erros e os tempos de montagem. A metodologia utilizada consistiu de levantamento do estado da arte para se definir diretrizes de projeto de RA e de gamificação e conceituar e definir um modelo de gamificação para a área. O modelo proposto foi implementado em um sistema de RA para linhas de montagem manual de placas de circuito impresso (PCIs). Essa prova de conceito foi avaliada por 34 especialistas da área usando-se dois questionários, adaptados para o contexto da aplicação: Technology Acceptance Modeling 3 (TAM3) e Gameful Experience (GAMEX). O GRAAL foi bem avaliado nos dois questionários. Todas as questões positivas ficaram com pontuações acima do centro da escala para ambos os questionários. Todas as questões negativas ficaram abaixo do centro da escala, para ambos os questionários. A exceção foi o construto Absorção do GAMEX (que avaliou o quanto a operadora estava absorta em relação à atividade e à gamificação), com questões afirmativas, que teve todos os resultados abaixo do centro da escala, o que foi um resultado considerado desejado. Esses resultados sugerem que o GRAAL pode ser útil como recurso auxiliar para linhas de montagem manuais. Entretanto, modelar um sistema que articule RA e gamificação não é uma tarefa trivial na indústria. Os recursos do sistema dependem de fatores condicionantes como ambiente da aplicação, contexto da aplicação, público da aplicação, hardware de RA e elementos de gamificação
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A gamificação pode ser um recurso auxiliar ao operador para aumentar sua motivação e engajamento. O objetivo deste trabalho é propor um modelo conceitual de gamificação para uma linha de montagem manual auxiliada por RA com o intuito de reduzir a taxa de erros e os tempos de montagem. A metodologia utilizada consistiu de levantamento do estado da arte para se definir diretrizes de projeto de RA e de gamificação e conceituar e definir um modelo de gamificação para a área. O modelo proposto foi implementado em um sistema de RA para linhas de montagem manual de placas de circuito impresso (PCIs). Essa prova de conceito foi avaliada por 34 especialistas da área usando-se dois questionários, adaptados para o contexto da aplicação: Technology Acceptance Modeling 3 (TAM3) e Gameful Experience (GAMEX). O GRAAL foi bem avaliado nos dois questionários. Todas as questões positivas ficaram com pontuações acima do centro da escala para ambos os questionários. Todas as questões negativas ficaram abaixo do centro da escala, para ambos os questionários. A exceção foi o construto Absorção do GAMEX (que avaliou o quanto a operadora estava absorta em relação à atividade e à gamificação), com questões afirmativas, que teve todos os resultados abaixo do centro da escala, o que foi um resultado considerado desejado. Esses resultados sugerem que o GRAAL pode ser útil como recurso auxiliar para linhas de montagem manuais. Entretanto, modelar um sistema que articule RA e gamificação não é uma tarefa trivial na indústria. Os recursos do sistema dependem de fatores condicionantes como ambiente da aplicação, contexto da aplicação, público da aplicação, hardware de RA e elementos de gamificaçãoAs technology has advanced, manufacturing systems have become increasingly intelligent, moving from a handcrafted production process to cyber-physical systems, with machines that are autonomous enough to make decisions. This flexibility in the industry allows for the customization of products that, by their nature, are produced in low quantities, often making their complete automation financially unfeasible. The presence of humans on the assembly line creates a quality bottleneck. Human error prevails in assembly line statistics. A possible alternative to reduce errors on manual assembly lines is Augmented Reality (AR). However, AR alone is not enough to prevent demotivation and lack of engagement of operators in the task, which is repetitive by nature. Gamification can be an auxiliary resource for the operator to increase their motivation and engagement. The objective of this work is to propose a conceptual model of gamification for a manual assembly line assisted by AR in order to reduce the error rate and assembly times. The methodology used consisted of a survey of the state of the art to define AR and gamification design guidelines and to conceptualize and define a gamification model for the area. The proposed model was implemented in an AR system for manual assembly lines of printed circuit boards (PCBs). This proof of concept was evaluated by 34 experts in the area using two questionnaires, adapted to the context of the application: Technology Acceptance Modeling 3 (TAM3) and Gameful Experience (GAMEX). GRAAL was well evaluated in both questionnaires. All positive questions had scores above the center of the scale for both questionnaires. All negative questions were below the center of the scale for both questionnaires. The exception was the GAMEX Absorption construct (which assessed how absorbed the operator was in relation to the activity and gamification), with affirmative questions, which had all the results below the center of the scale, which was a result considered desired. These results suggest that GRAAL can be useful as an auxiliary resource for manual assembly lines. However, modeling a system that articulates AR and gamification is not a trivial task in the industry. The system capabilities depend on conditioning factors such as application environment, application context, application audience, AR hardware, and gamification elementsHounsell, Marcelo Da SilvaAgati, Salvador Sergi2025-01-24T19:45:55Z2024info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis157 p.application/pdfAGATI, Salvador Sergi. <b>GRAAL - gamificação em linhas de montagem manuais com realidade aumentada para a indústria 5.0</b>. 2025. Tese (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica) - Udesc, 2024. Disponível em: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/20204. Acesso em: insira aqui a data de acesso ao material. Ex: 18 fev. 2025.https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/20204ark:/33523/001300000rgrzAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UDESCinstname:Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC)instacron:UDESC2026-02-26T19:03:55Zoai:repositorio.udesc.br:UDESC/20204Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://pergamumweb.udesc.br/biblioteca/index.phpPRIhttps://repositorio-api.udesc.br/server/oai/requestri@udesc.bropendoar:63912026-02-26T19:03:55Repositório Institucional da UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC)false
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