scholarly journals Adaptive planning and control in cyber-physical production systems

2020 ◽  
Author(s):  
Νικόλαος Νικολάκης
Keyword(s):  
Production Systems ◽  
Adaptive Planning ◽  
Planning And Control ◽  
Cyber Physical Production Systems ◽  
And Control

Αντικείμενο αυτής της εργασίας είναι η μελέτη των συστημάτων παραγωγής ως κυβερνο-φυσικών συστημάτων επικεντρώνοντας στον προσαρμοστικό σχεδιασμό/προγραμματισμό κι έλεγχό τους. Απώτερος σκοπός είναι η δυνατότητα αναδιαμόρφωσής τους για την αύξηση της αυτοματοποίησης και της ευελιξίας στις συνθήκες εργασίας καθώς και σε μεταβαλλόμενες απαιτήσεις παραγωγής. Για αυτό το λόγο, μέθοδοι, που μεταφράζονται σε διαφορετικά επίπεδα της πυραμίδας αυτοματισμού, μέσω της αρχιτεκτονικής 5C για κυβερνο-φυσικά συστήματα, έχουν διερευνηθεί κι ενσωματωθεί σε υπό-μελέτη κυβερνο-φυσικά συστήματα. Πρώτον, μελετάται ο δυναμικός έλεγχος κλειστού βρόχου ενός κυβερνο-φυσικού συστήματος σχετικά με την ασφαλή συνεργασία ανθρώπου-ρομπότ σε ένα περιβάλλον εργασίας. Μια αρχική εφαρμογή αξιολογείται σε μια συγκεκριμένη περίπτωση χρήσης και συγκρίνονται τα αποτελέσματά της σχετικά με τη χρήση ενός ή περισσοτέρων αισθητήρων. Η σύγκριση πραγματοποιείται με βάση τον χρόνο απόκρισης του συστήματος για την ανίχνευση της ανθρώπινης παρουσίας εντός μιας προκαθορισμένης ζώνης ασφαλείας. Στη συνέχεια, εξετάζονται οι χειρωνακτικές εργασίες συναρμολόγησης, συζητείται ο προσαρμοστικός προγραμματισμός και ο επαναπροσδιορισμός του σταθμού συναρμολόγησης. Η εφαρμογή ψηφιακού διδύμου παρουσιάζεται για να κλείσει ψηφιακά το βρόχο μεταξύ φυσικού και εικονικού συστήματος, επιτρέποντας έτσι μια αποτελεσματική, από πλευράς κόστους, βελτίωση του σχεδιασμού, της ανάθεσης καθώς και ολόκληρου του κύκλου ζωής των διαδικασιών παραγωγής με βάση τον άνθρωπο. Μια μελέτη περίπτωσης σε χώρο αποθήκης καταδεικνύει τη σκοπιμότητα και αποτελεσματικότητα της προτεινόμενης προσέγγισης. Επίσης, στο πλαίσιο της τρίτης μελέτης, συζητείται ένα ολιστικό πλαίσιο για τα αναδιαμορφώσιμα κυβερνο-φυσικά συστήματα παραγωγής, που υλοποιούνται από τις τεχνολογίες των υπηρεσιών πακέτων λογισμικού (containers). Η παρουσιαζόμενη προσέγγιση ενισχύει την ευελιξία σε ένα κυβερνο-φυσικό σύστημα παραγωγής μέσω της δυναμικής αναδιάρθρωσης του συστήματος αυτοματισμού και του χρονοδιαγράμματος παραγωγής, με βάση τα συμβάντα. Η προτεινόμενη λύση υλοποιήθηκε σε μια εφαρμογή λογισμικού και εφαρμόστηκε σε ένα κυβερνο-φυσικό σύστημα παραγωγής μικρής κλίμακας που προέρχεται από την αυτοκινητοβιομηχανία. Τέλος, η συμβολή των στρωμάτων ολοκλήρωσης της αρχιτεκτονικής 5C για την υλοποίηση και την ανάπτυξη λειτουργιών CPPS, που μετατρέπει τις συμβατικές διαδικασίες παραγωγής σε έξυπνες, έχει αξιολογηθεί μέσω ενός συνόλου δεικτών επιπέδου ευελιξίας μέσω του αυτοματισμού και δεικτών χαρακτηριστικών των κυβερνο-φυσικών συστημάτων παραγωγής.

Physiksimulation cyber-physischer Produktionssysteme*/Physical simulation of cyber-physical production systems – Planning and control of cyber-physical production systems using physical simulation

2018 ◽  
Vol 108 (04) ◽  
pp. 217-220
Author(s):  
M. Glatt ◽  
J. Aurich
Keyword(s):  
Material Flow ◽  
Physical Simulation ◽  
Production Systems ◽  
Lead Times ◽  
Planning And Control ◽  
Systems Planning ◽  
Flow Processes ◽  
Simulation Results ◽  
Cyber Physical Production Systems ◽  
And Control

Cyber-physische Produktionssysteme erlauben die wirtschaftliche Herstellung kundenindividueller Produkte in großen Stückzahlen. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie die physikalische Modellierung genutzt werden kann, um Materialflussprozesse in cyber-physischen Produktionssystemen zu simulieren. Ziel ist, durch simulationsbasierte Steuerungseingriffe Störungen im Materialfluss zu reduzieren und Durchlaufzeiten zu verringern.   Cyber-physical production systems make it possible to economically manufacture customized products in large quantities. The goal of this article is to show how physical modeling can be used to simulate material flow processes in cyber-physical production systems. Based on the simulation results, control interventions can contribute to reduce disruptions in the material flow and shorten lead times.

An Ontology-Based Approach for Production Planning and Control of Cyber-Physical Production Systems

2020 ◽  
pp. 274-300
Author(s):  
Elvis Hozdić
Keyword(s):  
Production Planning ◽  
Manufacturing Systems ◽  
Production Systems ◽  
System Structure ◽  
Production Planning And Control ◽  
Planning And Control ◽  
Control Functions ◽  
Foundational Ontology ◽  
Cyber Physical Production Systems ◽  
And Control

The objective of this research is to develop a new ontology-based approach for the management and control of cyber-physical production systems (CPPSs). In the CPPSs, the management and control functions are integrated with a physical part of manufacturing system. The function of production planning and control of manufacturing systems (PPC) is an important part of the management and control of the CPPSs. The elements of the cyber system structure enable the dynamic management and control of manufacturing systems in real time, through the realization of the digitalized and cybernated functions of PPC. The proposed approach to management and control of the CPPSs is based on the foundational ontology of manufacturing systems. The digitalized production planning, scheduling, and control functions are implemented as a multi-agent system (MAS). The communication between agents was addressed to support the autonomic decision for each individual agent. A case study demonstrates feasibility of the approach through the use of simulation experiments.

Digitale Produktion und intelligente Steuerung/Digital Production and Intelligent Production Control – Integrating digital and real-world production for adaptive and automated control

2020 ◽  
Vol 110 (04) ◽  
pp. 255-260
Author(s):  
Marvin Carl May ◽  
Andreas Kuhnle ◽  
Gisela Lanza
Keyword(s):  
Production Control ◽  
Production Systems ◽  
Industrie 4.0 ◽  
World Production ◽  
Production Planning And Control ◽  
Automated Control ◽  
Planning And Control ◽  
Digital Production ◽  
Digitale Modelle ◽  
And Control

Im Rahmen der stufenweisen Umsetzung von Industrie 4.0 erreicht die Vernetzung und Digitalisierung die gesamte Produktion. Den physischen Produktionsprozess nicht nur cyber-physisch zu begleiten, sondern durch eine virtuelle, digitale Kopie zu erfassen und zu optimieren, stellt ein enormes Potenzial für die Produktionssystemplanung und -steuerung dar. Zudem erlauben digitale Modelle die Anwendung intelligenter Produktionssteuerungsverfahren und leisten damit einen Beitrag zur Verbreitung optimierender adaptiver Systeme.   In the wake of implementing Industrie 4.0 both integration and digitalization affect the entire production. Physical production systems offer enormous potential for production planning and control through virtual, digital copies and their optimization, well beyond purely cyber-physical production system extensions. Furthermore, digital models enable the application of intelligent production control and hence contribute to the dissemination of adaptively optimizing systems.

scholarly journals Smart Production Planning and Control: Concept, Use-Cases and Sustainability Implications

2020 ◽  
Vol 12 (9) ◽  
pp. 3791 ◽  
Author(s):  
Olumide Emmanuel Oluyisola ◽  
Fabio Sgarbossa ◽  
Jan Ola Strandhagen
Keyword(s):  
Production Planning ◽  
Production Management ◽  
Production Systems ◽  
Production Planning And Control ◽  
Market Uncertainty ◽  
Planning And Control ◽  
Make To Order ◽  
Smart Technologies ◽  
And Control ◽  
Process Strategy

Many companies are struggling to manage their production systems due to increasing market uncertainty. While emerging ‘smart’ technologies such as the internet of things, machine learning, and cloud computing have been touted as having the potential to transform production management, the realities of their adoption and use have been much more challenging than anticipated. In this paper, we explore these challenges and present a conceptual model, a use-case matrix and a product–process framework for a smart production planning and control (smart PPC) system and illustrate the use of these artefacts through four case companies. The presented model adopts an incremental approach that companies with limited resources could employ in improving their PPC process in the context of industry 4.0 and sustainability. The results reveal that while make-to-order companies are more likely to derive greater benefits from a smart product strategy, make-to-stock companies are more likely to derive the most benefit from pursuing a smart process strategy, and consequently a smart PPC solution.

scholarly journals Economic analysis of production bottlenecks

1995 ◽  
Vol 1 (4) ◽  
pp. 341-363 ◽  
Author(s):  
Stephen R. Lawrence ◽  
Arnold H. Buss
Keyword(s):  
Economic Analysis ◽  
Network Model ◽  
Production Systems ◽  
Queueing Network ◽  
Economic Perspective ◽  
Demand Planning ◽  
Planning And Control ◽  
Facilities Design ◽  
And Control ◽  
Planning Problems

The management of bottlenecks has become a central topic in the planning and control of production systems. In this paper, we critically analyze bottlenecks from an economic perspective. Using a queueing network model, we demonstrate that bottlenecks are inevitable when there are differences in job arrival rates, processing rates, or costs of productive resources. These differences naturally lead to the creation of bottlenecks both for facilities design and demand planning problems. To evaluate bottlenecks from an economic perspective, we develop the notion of an “economic bottleneck,” which defines resources as bottlenecks based on economic, rather than physical, characteristics.

scholarly journals Factors Influencing Wastivity in Small Scale Industries: A Case Study of Hubli-Dharwad

2014 ◽  
Vol 5 (1) ◽  
pp. 25
Author(s):  
Chetan V. Hiremath ◽  
Shankargouda C. Patil
Keyword(s):  
Waste Management ◽  
Inventory Management ◽  
Production Systems ◽  
Small Scale ◽  
Control Mechanisms ◽  
Waste Generation ◽  
Planning And Control ◽  
Use Of Resources ◽  
Major Factors ◽  
And Control

There are many approaches to enhance the overall performance of the production systems. But these approaches are inclined towards intense use of resources and have caused huge pressure on limited resources. Many scholars suggest waste management as an alternative and complimentary approach to tackle this problem. This approach is in nascent stage and lacks standard definitions, practices and tools. The research is taken up in Dharwad District (Karnataka) to know which major factors contribute significantly for waste generation in small scale units and to test whether wastivity can be used to compare the systems to evaluate their performance. The study found that lack of Production Planning and Control contributes maximum toward waste generation followed by Human Resource practices and Inventory Management. Also, it was found that wastivity can be used as a measure to compare production units as it is unit less and is independent of category of production system. There is a further scope to quantify the contribution of each sub systems towards waste generation to develop larger control mechanisms like Total Waste Management System.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document