Elke periode kent zijn eigen revolutie en elke revolutie brengt zijn eigen organisatorische model met zich mee. We bevinden ons nu in de 4e industri¨ele revolutie, waar het internet van dingen ons verbindt met autonome embedded systemen. Deze systemen zijn actief in de virtuele ’cyber’ wereld, alsook in de echte ’fysieke’ wereld om ons heen. Deze zogenoemde ’Cyber-Fysieke’ Systemen volgen daarmee een modern organisatorisch model, namelijk zelfmanagement, en zijn dan ook in staat zelf proactieve acties te ondernemen. Dit proefschrift belicht productiesystemen vanuit het Cyber-Fysieke perspectief. De productiesystemen zijn hier herconfigureerbaar, autonoom en zeer flexibel. Dit kan enkel worden bereikt door het ontwikkelen van nieuwe methodes en het toepassen van nieuwe technologie¨en die flexibiliteit verder bevorderen. Echter, effici¨entie is ook van belang, bijvoorbeeld door productassemblage zo flexibel te maken dat het daardoor kosteneffici¨ent is om de productie van diverse producten met een lage oplage, zogenaamde high-mix, low volume producten, te automatiseren. De mogelijkheid om zo flexibel te kunnen produceren moet bereikt worden door de creatie van nieuwe methoden en middelen, waarbij nieuwe technologie¨en worden gecombineerd; een belangrijk aspect hierbij is dat dit toepasbaar getest moet worden door gebruik van simulatoren en speciaal hiervoor ontwikkelde productiesystemen. Dit onderzoek zal beginnen met het introduceren van het concept achter de bijbehorende productiemethodologie, welke Grid Manufacturing is genoemd. Grid Manufacturing wordt uitgevoerd door autonome entiteiten (agenten) die zowel de productiesystemen zelf, als de producten representeren. Producten leven dan al in de virtuele cyber wereld voordat zij daadwerkelijk zijn gebouwd, en zijn zich bewust uit welke onderdelen zij gemaakt moeten worden. De producten communiceren en overleggen met de autonome herconfigureerbare productiesystemen, de zogenaamde equiplets. Deze equiplets leveren generieke diensten aan een grote diversiteit aan producten, die hierdoor op elk moment geproduceerd kunnen worden. Het onderzoek focust hierbij specifiek op de equiplets en de technische uitdagingen om dynamisch geautomatiseerde productie mogelijk te maken. Om Grid Manufacturing mogelijk te maken is er een set van technologische uitdagingen onderzocht. De achtergrond, onderzoeksaanpak en concepten zijn dan ook de eerste drie inleidende hoofdstukken. Daarna begint het onderzoek met Hoofdstuk 4 Object Awareness. Dit hoofdstuk beschrijft een dynamische manier waarop informatie uit verschillende autonome systemen gecombineerd wordt om objecten te herkennen, lokaliseren en daarmee te kunnen manipuleren. Hoofdstuk 5 Herconfiguratie beschrijft hoe producten communiceren met de equiplets en welke achterliggende systemen ervoor zorgen dat, ondanks | Dutch Summary 232 dat het product niet bekend is met de hardware van de equiplet, deze toch in staat is acties uit te voeren. Tevens beschrijft het hoofdstuk hoe de equiplets omgaan met verschillende hardwareconfiguraties en ondanks de aanpassingen zichzelf toch kunnen besturen. De equiplet kan dan ook aangepast worden zonder dat deze opnieuw geprogrammeerd hoeft te worden. In Hoofdstuk 6 Architectuur wordt vervolgens dieper ingegaan op de bovenliggende architectuur van de equiplets. Hier worden prestaties gecombineerd met flexibiliteit, waarvoor een hybride architectuur is ontwikkeld die het grid van equiplets controleert door het gebruik van twee platformen: Multi-Agent System (MAS) en Robot Operating System (ROS). Nadat de architectuur is vastgesteld, wordt er in Hoofdstuk 7 onderzocht hoe deze veilig ingezet kan worden. Hierbij wordt een controlesysteem ingevoerd dat het systeemgedrag bepaalt, waarmee het gedrag van de equiplets transparant wordt gemaakt. Tevens zal een simulatie met input van de sensoren uit de fysieke wereld ’live’ controleren of alle bewegingen veilig uitgevoerd kunnen worden. Nadat de basisfunctionaliteit van het Grid nu compleet is, wordt in Hoofdstuk 8 Validatie en Utilisatie gekeken naar hoe Grid Manufacturing gebruikt kan worden en welke nieuwe mogelijkheden deze kan opleveren. Zo wordt er besproken hoe zowel een hi¨erarchische als een heterarchische aanpak, waar alle systemen gelijk zijn, gebruikt kan worden. Daarnaast laat het hoofdstuk o.a. aan de hand van enkele voorbeelden en simulaties zien welke effecten herconfiguratie kan hebben, en welke voordelen deze aanpak zoal kan bieden.. Het proefschrift laat zien hoe met technische middelen geautomatiseerde flexibiliteit mogelijk wordt gemaakt. Hoewel het gehele concept nog volwassen zal moeten worden, worden er enkele aspecten getoond die op de korte termijn toepasbaar zijn in de industrie. Enkele voorbeelden hiervan zijn: (1) het combineren van gegevens uit diverse (autonome) bronnen voor 6D-lokalisatie; (2) een data-gedreven systeem, de zogeheten hardware-abstractielaag, die herconfigureerbare systemen controleert en de mogelijkheid biedt om deze productiesystemen aan te passen zonder deze te hoeven herprogrammeren; en (3) het gebruik van Cyber-Fysieke systemen om de veiligheid te verhogen.
MULTIFILE
Presentatie gehouden voor het Nationaal Jaarcongres Enterprise Architectuur Management 2014. Behandelt beveiligingsbeleid voor bedrijven.
Uit artikel: "Technologische ontwikkelingen gaan snel en hebben grote impact op maatschappij en bedrijven. Ze hebben invloed op het werk van de architect. Is de huidige architect klaar voor deze nieuwe wereld? Een survey die recent is gehouden door het lectoraat Architectuur van Digitale Informatiesystemen van de Hogeschool Utrecht levert een aantal interessante inzichten op in relatie tot de nieuwe paradigma’s."
In de MKB-maakindustrie zijn aanzienlijke kosten gemoeid met het intern transport van goederen en materialen. Het belang van gebruik van mobiele robots voor interne logistieke processen neemt dan ook razendsnel toe. Men wil betaalbare mobiele robotsystemen die betrouwbaar kunnen werken en navigeren binnen de unieke omgeving van de eigen werkvloer. Voor gerobotiseerde oplossingen wil en kan de MKB-maakindustrie echter niet afhankelijk zijn van één leverancier. Er is immers geen omgeving die geheel is toegespitst op en aangepast aan het gebruik van robots zoals in grootschalige logistieke bedrijven. Daarom is inzet van combinaties van robots van verschillende leveranciers met elk verschillende functionaliteiten noodzakelijk. Probleem is echter dat roboticaleveranciers specifieke verkeersmanagementsystemen (fleetmanagement) leveren en ook de interactie van robots met ERP (Enterprise Resource Planning) systemen, liften, deuren etc. op hun eigen wijze implementeren. Er bestaat geen generiek of geïntegreerd fleetmanagement systeem, waardoor de diverse typen robots nu letterlijk onafhankelijk van elkaar opereren. Dit resulteert in inefficiënt robotverkeer met een groot risico op verkeersproblemen, hinder voor personeel en dure parallelle koppelingen met interfaces (met deuren, liften etc.). Dit leidt tot verwarring, onzekerheid en potentiële veiligheidsproblemen bij werknemers op de werkvloer. Ambitie van het project Let’s Move IT is om verschillende fabricaten en typen mobiele robots (met elk hun eigen logistieke taken) beter met elkaar te laten communiceren en samenwerken. In het project wordt daartoe gewerkt aan integraal verkeersmanagement, modulaire interfaces en slimme gecombineerde omgevingsinterpretatie. Zo kunnen logistieke robots veilig, flexibel, robuust en adaptief opereren in een steeds veranderende productieomgeving in aanwezigheid van mensen. Het project is een samenwerking van Fontys Hogescholen, Haagse Hogeschool en NHL. Participerende (MKB-)bedrijven zijn werkzaam als ontwikkelaar, system integrator, toeleverancier en eindgebruiker van mobiele robotsystemen. Daarnaast zijn coöperatie Brainport Industries en Metaalunie nauw betrokken. In het project zal bestaande kennis toepasbaar worden gemaakt en zal nieuwe kennis worden ontwikkeld ten behoeve van het verkeersmanagement van meerdere fabricaten mobiele robots tegelijkertijd. Verder zal verankering van kennis en kunde in onderwijs en lectoraten plaatsvinden en een vergroting van de kwaliteit van docenten en afstudeerders. Er zullen circa 18 (docent-)onderzoekers van de hogescholen en circa 100 studenten betrokken worden, die in de vorm van studentenprojecten, stages en afstudeeronderzoeken werken aan interessante vraagstukken direct uit de beroepspraktijk.
