Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Application of digital environments for learning factories: digital learning factories, review and discussion
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Production Engineering.
2014 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Learning factory is a modern key approach toward educating future production engineers. Learning factories (as physical production facilities) aim to provide a holistic view of the product life cycle through the different stages of supply chain for their learners and enable them to put their theoretical production background into practice and optimize the processes. This thesis was inspired by the efforts of XPRES lab at the production engineering department, KTH, which is one of the developers of digital factory and digital manufacturing models and performs a number of research studies regarding the integration of the physical and digital environments. The digital environments are now one of the competitive factors for the success of industries all over the world. However the usage of digital environments has not been studied from the learning point of view for learning factories, as it is a new concept. The goal of this thesis is to introduce, discuss and review the benefits of such digital environments for learning factories from the learning point of view. This work also considers a case study at CiP (Center of industrial Productivity) which is a learning factory located at TU Darmstadt, Germany. The goal of considering this case study is to demonstrate these benefits for CiP by developing two different digital models. Also, a number of references mainly regarding virtual learning environments are studied and analyzed. To develop the digital models, the production system of CiP is required to be analyzed. This task has been accomplished by development of a discrete event simulation for CiP in the Extendsim software. The development process of such discrete event simulation required collection of all the production data, process and parameters from CiP. The simulation model is verified theoretically. In particular, the assembly stations are selected for the development of the 3-dimensional dynamic demo which can visualize the assembly process. This 3D demo is then developed in the Tecnomatix Process Simulate software by Siemens. Besides the simulation models, the following studies are performed: (i) the benefits of the digital learning factories have been studied and discussed; moreover, (ii) a comparison of digital learning factories and the traditional learning factories (which is called physical learning factories in this work) is accomplished in five different categories: investment, study scenario definition, study process, study result, and learner’s experience. Even though digital learning factories provide numerous advantages for learning purposes, they cannot yet enable perfect learning of a number of subjects that require physical interaction such as teamwork, working with machines, etc. The essence of physical experience as one of the goals of learning factories gives rise to the fact that at least with current digital technologies, the digital learning factory cannot replace physical learning factories, even though they have a lot of advantages. However, according to the results of this work, learning factories are highly encouraged to utilize digital environments (i.e. digital learning factories) as supplementary tools for improving the learning experience as well as speeding up the learning process.

Abstract [sv]

Den lärande fabriken är ett modernt koncept och ett nyckelverktyg vid utbildning av produktionsingenjörer. Syftet med lärande fabriker (som fysiska produktionsanläggningar) är att ge en helhetsbild av en produkts livscykel genom de olika stegen i försörjningskedjan samtidigt som studenterna har möjlighet att använda sina teoretiska kunskaper i praktiken för att optimera processerna. Inspirationskällan till detta examensarbete har varit KTH/Industriell Produktions arbete och forskning i XPRES-labbet inom områdena den digitala fabriken och digitala produktionsmodeller. KTH/Industriell Produktion är en av utvecklarna inom dessa områden och har genomfört forskning och studier om integrationsprocessen mellan den fysiska och den digitala miljön. De digitala miljöerna är idag, världen över, en viktig konkurrensfaktor för att nå framgång inom industrin. Att studera användandet av digitala miljöer i den lärande fabriken, ur ett lärande perspektiv, är ett nytt koncept. Mål med detta examensarbete är att introducera, diskutera och utvärdera fördelarna med att använda den digitala miljön för den lärande fabriken ur ett lärande perspektiv. En fallstudie av en lärande fabrik på CiP (Centre for industrial Productivity), vid TU Darmstadt i Tyskland, ligger till grund för detta arbete. Syftet med fallstudien har varit att visa de fördelar som digitala miljöer kan tillföra CiP genom att utveckla två digitala modeller med olika detaljeringsgrad. Ett antal referenser som täcker området virtuella lärandemiljöer har studerats. En förutsättning för att kunna utveckla modellen för den digitala lärandefabriken har varit att analysera CiP:s produktionssystem. Detta har gjorts genom att utveckla simuleringar, i mjukvaran Extendsim, för diskreta händelser. Utvecklingsarbetet för dessa diskreta händelser har innefattat insamlandet av produktionsdata och processparametrar från CiP. Simuleringsmodellen har verifierats teoretiskt. Monteringsstationerna har valts ut speciellt för att kunna ta fram en tredimensionell dynamisk demo som kan visulisera en monteringsprocess. Denna 3D-demo har vidareutvecklats i Siemens programvara Tecnomatix Process Simulate. Förutom utvecklandet av simuleringsmodellen har följande studier genomförts: (i) fördelarna med att använda digitala lärande fabriker har studerats och diskuterats, (ii) en jämförelse mellan digitala lärande fabriker och traditionella lärande fabriker (här kallade fysiska lärandefabriker). I studien har de fem kategorierna investeringar, studiescenariodefinition, studieprocessen, studieresultat och elevens upplevelse valts ut och analyserats. Även om digitala lärande fabriker har många fördelar ur ett utbildningsperspektiv, kan de ännu inte tillhandahålla en perfekt inlärning i ämnen som kräver fysisk interaktion som t.ex. lagarbete och praktiskt arbete med maskiner etc. Den fysiska upplevelsen och den handfasta känslan är i detta sammanhang av stor vikt och ett av målen man strävar efter att uppnå även för digitala lärande fabriker. Man kan konstatera att det åtminstone med dagens digitala teknik inte är möjligt att ersätta den fysiska lärandefabriken med den digitala lärande fabriken, trots dess fördelar. Resultaten i detta examensarbete visar att digitala lärande fabriker är ett bra redskap och ett pedagogiskt verktyg i utbildningssammanhang. Användandet av lärande fabriker och att utnyttja digitala lärande fabriker som kompletterande verktyg för att förbättra lärandet och påskynda inlärningsprocessen uppmuntras således.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 61 p.
Series
Degree Project in Production Engineering Management, Second Level, 588
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-144279OAI: oai:DiVA.org:kth-144279DiVA: diva2:712564
Examiners
Available from: 2014-04-15 Created: 2014-04-15 Last updated: 2014-04-15Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1321 kB)809 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1321 kBChecksum SHA-512
505a61dc3cd1c2b4f67604e39956be0fe413305c0ccbd18199accb291a675f92221c9d792b9d832784b1b247d956fe2def395ca2c4ea6be417ddf8db26059bf8
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Production Engineering
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 809 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 1551 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf