Desenvolvimento e gestão de um posto de trabalho com um sistema Pick-to-Light

Abstract

Este relatório descreve o desenvolvimento e a implementação de um sistema Pick to-Light (PtL) inovador, integrado com um sensor LiDAR, para otimizar um posto de trabalho de retração de componentes na APTIV. O objetivo principal foi mitigar os desafios de ergonomia, produtividade e qualidade inerentes aos processos manuais, que resultavam em erros de seleção, retrabalhos e ineficiências. A solução proposta utiliza LEDs para guiar visualmente o operador e um sensor LiDAR para validar a presença da mão na localização correta, garantindo a precisão da recolha em tempo real. A comunicação entre os componentes (computador, microcontrolador, LEDs, LiDAR) é estabelecida através de comunicação serial. Foi ainda implementada uma base de dados para rastreabilidade e análise de desempenho. Foi desenvolvida uma interface de utilizador intuitiva em streamlit, permitindo a monitorização e gestão do sistema. Os resultados demonstram uma redução significativa nos erros cometidos pelo operador ao selecionar componentes nas caixas da bancada de trabalho, assim como um aumento na produtividade, validando a eficácia da integração de tecnologias da Indústria 4.0 em ambientes de produção manual. O projeto não só alcançou os seus objetivos, como também abriu caminho para futuras investigações em otimização de processos industriais. O sistema Pick-to-Light com validação por LiDAR foi desenvolvido e já se encontra operacional no posto de trabalho da APTIV, onde apoia o processo de retração térmica de cabos. A solução foi implementada com sucesso, testada e integrada ao fluxo real de produção, permitindo uma orientação luminosa precisa para os operadores e garantindo rastreabilidade por meio do registo de eventos. Abstract:This report describes the development and implementation of an innovative Pick-to Light (PtL) system, integrated with a LiDAR sensor, to optimize a workstation for component shrinkage at APTIV. The main objective was to mitigate the challenges of ergonomics, productivity, and quality inherent in manual processes, which resulted in selection errors, rework, and inefficiencies. The proposed solution uses LEDs to visually guide the operator and a LiDAR sensor to validate the presence of the hand at the correct location, ensuring the accuracy of the pick in real-time. Communication between components (computer, microcontroller, LEDs, LiDAR) is established via serial communication. A database was also implemented for traceability and performance analysis. An intuitive streamlit user interface was developed, allowing system monitoring and management. The results show a significant reduction in errors made by the operator when selecting components from the workstation's bins, as well as an increase in productivity, validating the effectiveness of integrating Industry 4.0 technologies into manual production environments. The project not only achieved its objectives but also paved the way for future investigations into industrial process optimization. The Pick-to-Light system with LiDAR-based hand validation was developed and is currently operational at the APTIV workstation, supporting the heat-shrink process. The solution was successfully implemented, tested, and integrated into the real production flow, providing precise light guidance for operators and ensuring traceability through event logging.