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.

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.

scholarly journals Investigation of the Potential to Use Real-Time Data in Production Planning and Control of Make to Order (MTO) Manufacturing Companies

2021 ◽  
pp. 165-185
Author(s):  
Manuel Woschank ◽  
Patrick Dallasega ◽  
Johannes A. Kapeller
Keyword(s):  
Real Time ◽  
Production Planning ◽  
Production Systems ◽  
Lead Times ◽  
Production Planning And Control ◽  
Time Data ◽  
Planning And Control ◽  
Make To Order ◽  
Real Time Data ◽  
And Control

AbstractThe integrated planning and control of logistics processes can be seen as one of the basic prerequisites for the successful implementation of smart production systems and smart and lean supply chains, as well. Therefore, modern Industry 4.0 approaches are mainly focusing on (1) the principles of decentralization and (2) the usage of real-time data to improve the overall logistics performance in terms of promised delivery dates, work in progress, capacity utilization, and lead-times. In this context, this chapter systematically evaluates the application of decentralized production planning and control strategies, e.g., KANBAN and CONWIP, in comparison with traditional approaches, like MRP. Moreover, the impact of real-time data usage in production planning and control systems on lead-times and work in progress is investigated using a discrete event simulation based on primary data from a make to order manufacturer. The results of this industrial case study research confirm the significant potential that lies in smart production systems and smart and lean supply chains and, therefore, in the introduction of Industry 4.0 technologies and technological concepts in production and logistics systems.

Simulationsbasierte Produktionsassistenz*/Simulation-driven operation assistance

2018 ◽  
Vol 108 (03) ◽  
pp. 148-154
Author(s):  
G. Höllthaler ◽  
C. Richter ◽  
M. Hörmann ◽  
A. Zipfel ◽  
J. Fischer ◽  
...  
Keyword(s):  
Production Planning ◽  
Material Flow ◽  
Production Systems ◽  
General Description ◽  
Production Planning And Control ◽  
Planning And Control ◽  
Simulation Based ◽  
Production Area ◽  
And Control ◽  
Detailed Presentation

Mit zunehmender Komplexität in Produktionssystemen, die sich auch aus der steigenden Variantenvielfalt ergibt, sind Entscheider im Produktionsumfeld mit immer komplexeren Fragestellungen konfrontiert. Zur Entscheidungsunterstützung stellt dieser Beitrag ein simulationsbasiertes Assistenzsystem vor. Neben einer allgemeinen Beschreibung des Aufbaus des Assistenzsystems wird im Detail der integrierte Materialflussservice betrachtet, der zur Beantwortung von Fragen rund um die Produktionsplanung und -steuerung zum Einsatz kommt.   An increasing complexity in production systems resulting, for example, from a growing number of variants, gives rise to more complex issues which stakeholders in the production area have to cope with. To support these stakeholders, this paper introduces a novel simulation-based assistant system. In addition to the general description of the assistant system’s setup, a detailed presentation of the integrated material flow service is given. This service deals with issues of production planning and control.

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.

scholarly journals Lead Times – Their Behavior and the Impact on Planning and Control in Supply Chains

2017 ◽  
Vol 8 (2) ◽  
pp. 30-40 ◽  
Author(s):  
Peter Nielsen ◽  
Zbigniew Michna ◽  
Brian Bruhn Sørensen ◽  
Ngoc Do Anh Dung
Keyword(s):  
Supply Chains ◽  
Lead Time ◽  
Large Impact ◽  
Lead Times ◽  
Stochastic Nature ◽  
Planning And Control ◽  
And Control ◽  
The Impact ◽  
Independent And Identically Distributed

AbstractLead times and their nature have received limited interest in literature despite their large impact on the performance and the management of supply chains. This paper presents a method and a case implementation of the same, to establish the behavior of real lead times in supply chains. The paper explores the behavior of lead times and illustrates how in one particular case they can and should be considered to be independent and identically distributed (i.i.d.). The conclusion is also that the stochastic nature of the lead times contributes more to lead time demand variance than demand variance.

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.

Differential Flatness-Based Robust Control of a Two-Wheeled Mobile Robot in the Presence of Slip

2008 ◽  
Author(s):  
Ji-Chul Ryu ◽  
Sunil K. Agrawal
Keyword(s):  
Robust Control ◽  
Mobile Robot ◽  
Wheeled Mobile Robot ◽  
Differential Flatness ◽  
Robust Controllers ◽  
Robust Controller ◽  
Planning And Control ◽  
Tracking Controllers ◽  
Simulation Results ◽  
And Control

In this paper, we present two robust trajectory-tracking controllers for a differentially driven two-wheeled mobile robot using its kinematic and dynamic model in the presence of slip. The structure of the differential flatness-based controller, which is an integrated framework for planning and control, is extended in this paper to account for slip disturbances by adding a corrective control term. Simulation results for both kinematic and dynamic controllers are presented to demonstrate the effectiveness of the robust controllers. Experiments with the kinematic controller were conducted to validate the performance of the robust controller. The simulation and experimental results show that the robust controllers are very effective in the presence of slip.

scholarly journals Development of a Pull Production Control Method for ETO Companies and Simulation for the Metallurgical Industry

2019 ◽  
Vol 10 (1) ◽  
pp. 274 ◽  
Author(s):  
Javier Gejo García ◽  
Sergio Gallego-García ◽  
Manuel García-García
Keyword(s):  
Production Control ◽  
Control Method ◽  
Metallurgical Industry ◽  
Lead Times ◽  
Customer Requirements ◽  
Planning And Control ◽  
Engineer To Order ◽  
The Moment ◽  
And Control

At the moment, many engineer-to-order manufacturers are under pressure, the overcapacity in many sectors erodes prices and many companies, especially in Europe have gone into recent years in bankruptcy. Due to the increasing competition as well as the new customer requirements, the internal processes of an ETO company play an essential role in order to achieve a unique selling proposition (USP). Therefore this paper exposes how the production planning and control of an engineer-to-order manufacturer can be designed in order to increase its OTD (order-to-delivery) rate as well as decrease the WIP (work-in-progress) and the production lead times. To prove the optimized planning logic, it was applied in a simulation case study and based on the results; the conclusions about its potential are derived.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document