Evaluation Model for Assessment of Cyber-Physical Production Systems

Weyrich, Michael; Klein, Matthias; Schmidt, Jan-Philipp; Jazdi, Nasser; Bettenhausen, Kurt Dirk; Buschmann, Frank; Rubner, Carolin; Pirker, Michael; Wurm, Kai M.

doi:10.1007/978-3-319-42559-7_7

Cited by 13 publications

(3 citation statements)

References 27 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The CPS is the primary data and information source of the DT. The CPS is referred to as the cyber-physical production system (CPPS) in the context of production technologies (Weyrich et al 2017). The information and data collected from CPPS can be used to build DTs for production planning.…”

Section: Intelligent Digital Twin For the Production Planning And Str...mentioning

confidence: 99%

A state-of-the-art on production planning in Industry 4.0

Luo

Thevenin

Dolgui

2022

International Journal of Production Research

View full text Add to dashboard Cite

The Industry 4.0 revolution is changing the manufacturing landscape. A broad set of new technologies emerged (including software and connected equipment) that digitize manufacturing systems. These technologies bring new vitality and opportunities to the manufacturing industry, but they also bring new challenges. This paper focuses on the impact of Industry 4.0 on production planning approaches and software. We first propose a digital twin framework that integrates production planning systems and frontier technologies. The frontier technologies that may impact production planning software are the internet of things, cloud manufacturing, blockchain, and big data analytics. Second, we provide a state-of-the-art on the application of each technology in the production planning, as well as a detailed analysis of the benefit and application status. Finally, this paper discusses the future research and application directions in the production planning. We conclude that Industry 4.0 will lead to the construction of data-driven models for production planning software. These tools will include models built accurately from data, account for uncertainty, and partially actuate the decision autonomously.

show abstract

Section: Intelligent Digital Twin For the Production Planning And Str...mentioning

confidence: 99%

A state-of-the-art on production planning in Industry 4.0

Luo

Thevenin

Dolgui

2022

International Journal of Production Research

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Last, several design patterns support the coordination within the different levels: The Digital Pheromones pattern [63] enables the coordination of the production robots, the Collective Sort for MAS pattern [65] provides clustering of information on the Edge and Cloud levels, and the Collective Sort pattern [66] offers plausibility checks of data. Those patterns can support the application of evaluation models for IIoT as proposed in [86].…”

Section: Edgementioning

confidence: 99%

An Overview of Design Patterns for Self-Adaptive Systems in the Context of the Internet of Things

et al. 2020

View full text Add to dashboard Cite

The Internet of Things (IoT) requires the integration of all available, highly specialized, and heterogeneous devices, ranging from embedded sensor nodes to servers in the cloud. The self-adaptive research domain provides adaptive capabilities that can support the integration in IoT systems. However, developing such systems is a challenging, error-prone, and time-consuming task. In this context, design patterns propose already used and optimized solutions to specific problems in various contexts. Applying design patterns might help to reuse existing knowledge about similar development issues. However, so far, there is a lack of taxonomies on design patterns for self-adaptive systems. To tackle this issue, in this paper, we provide a taxonomy on design patterns for self-adaptive systems that can be transferred to support adaptivity in IoT systems. Besides describing the taxonomy and the design patterns, we discuss their applicability in an Industrial IoT case study.

show abstract

“…The assessment of the impact of the presented approach to a production system from a CPPS perspective is difficult to be performed objectively since there are no standardized metrics or performance indicator to be considered. However, for completeness reasons and to provide the reader with a clearer comparison between the potential contribution of the proposed set of methods to the current state, a set of performance indicators have been adopted using the evaluation approach discussed in (Weyrich et al, 2017).…”

Section: Cpps Flexibility Assessmentmentioning

confidence: 99%

Adaptive planning and control in cyber-physical production systems

Nikolakis¹,

Νικολάκης²

View full text Add to dashboard Cite

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.

show abstract

Evaluation Model for Assessment of Cyber-Physical Production Systems

Cited by 13 publications

References 27 publications

A state-of-the-art on production planning in Industry 4.0

A state-of-the-art on production planning in Industry 4.0

An Overview of Design Patterns for Self-Adaptive Systems in the Context of the Internet of Things

Adaptive planning and control in cyber-physical production systems

Contact Info

Product

Resources

About