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
De laatste decennia is tijd een strategische concurrentiefactor geworden in de maakindustrie (Demeter, 2013; Godinho Filho et al., 2017a; Gromova, 2020). Naast tijdige levering verwacht de klant ook keuze, maatwerk, hoge kwaliteit en een lage prijs (Siong et al., 2018; Suri, 2020). Om de door de klant gewenste korte doorlooptijd te kunnen realiseren en daarbij ook te voldoen aan zijn andere eisen, zijn flexibiliteit en aanpassingsvermogen essentieel geworden (Godinho Filho et al., 2017b; Siong et al., 2018). Quick Response Manufacturing (QRM) heeft als doel de doorlooptijd te verkorten in productieomgevingen die gekenmerkt worden door een hoge variëteit in producten en maatwerk (Suri, 2020; Siong et al., 2018). QRM kent zijn oorsprong begin jaren negentig van de vorige eeuw (Suri, 2020) en vertoont sterke gelijkenis met lean manufacturing. Het verschil met lean manufacturing is echter dat QRM zich richt op bedrijven in een omgeving met veel productvariatie. Daarnaast heeft QRM nieuwe elementen toegevoegd, zoals Paired-cell Overlapping Loops of Cards with Authorization (POLCA) en Manufacturing Critical Path Time’ (MCT)’ (Godinho Filho et al., 2017b).
DOCUMENT
Dit document geeft een overzicht van de bevindingen over het Factory-as-a service concept. Gedurende het SMITZH project heeft het lectoraat Smart Sustainable Manufacturing gezocht naar antwoorden op een aantal vragen: Welke initiatieven bestaan er, waar ondernemers elkaar helpen via het beschikbaar stellen en delen van productiecapaciteit? Wat zijn de randvoorwaarden om zo’n initiatief te laten slagen? Wat kan bijdragen om belemmeringen voor de toekomst weg te nemen? De voordelen zijn zeker aanwezig, maar obstakels ook. Met name dat laatste kan de voortgang en innovatief denken over de inrichting van flexibele en ‘Smart Manufacturing’ in de weg zitten. Het verhogen van de flexibiliteit om de maakindustrie concurrerender en veerkrachtiger te maken is een van de doelstellingen van het Smart Industry Programma, SMITZH en het lectoraat.
MULTIFILE
Author supplied: Abstract—The growing importance and impact of new technologies are changing many industries. This effect is especially noticeable in the manufacturing industry. This paper explores a practical implementation of a hybrid architecture for the newest generation of manufacturing systems. The papers starts with a proposition that envisions reconfigurable systems that work together autonomously to create Manufacturing as a Service (MaaS). It introduces a number of problems in this area and shows the requirements for an architecture that can be the main research platform to solve a number of these problems, including the need for safe and flexible system behaviour and the ability to reconfigure with limited interference to other systems within the manufacturing environment. The paper highlights the infrastructure and architecture itself that can support the requirements to solve the mentioned problems in the future. A concept system named Grid Manufacturing is then introduced that shows both the hardware and software systems to handle the challenges. The paper then moves towards the design of the architecture and introduces all systems involved, including the specific hardware platforms that will be controlled by the software platform called REXOS (Reconfigurable EQuipletS Operating System). The design choices are provided that show why it has become a hybrid platform that uses Java Agent Development Framework (JADE) and Robot Operating System (ROS). Finally, to validate REXOS, the performance is measured and discussed, which shows that REXOS can be used as a practical basis for more specific research for robust autonomous reconfigurable systems and application in industry 4.0. This paper shows practical examples of how to successfully combine several technologies that are meant to lead to a faster adoption and a better business case for autonomous and reconfigurable systems in industry.
DOCUMENT
SMEs in South‐Holland: Digitally Mature? • High‐tech products (AgTech, (Aero)Space, Maritime‐Offshore, MedTech, Composites, Mechatronics • SMEs slow to digitalize • Industry 4.0 Toolkit helps?
DOCUMENT
Relatief kleine, gespecialiseerde bedrijven in de maakindustrie hebben behoefte aan flexibele assemblageprocessen en productielogistiek. Digitalisering biedt veel mogelijkheden om productieprocessen efficiënter en duurzamer te maken, innovatieve producten te fabriceren en over te schakelen op andere businessmodellen. Dit moet dan wel werken voor kleine series en enkelstuks. ‘Kunnen wij het maken?’ verwijst naar onderliggende vragen over: ‘Hoe beheersen we risico’s in complexe maakprocessen?’, ‘Hoe werken we samen in de keten?’ en ‘Wat moeten huidige en toekomstige engineers weten over ‘Industry 4.0’ en circulaire maakindustrie?’. Bijgaand essay, in verkorte vorm uitgesproken als Intreerede, legt uit hoe de onderzoekers van Smart Sustainable Manufacturing aan de slag gaan om een antwoord te vinden op deze vragen, door middel van cocreatie met de beroepspraktijk en het onderwijs in het Re/manufacturing lab.
DOCUMENT
Conference proceedings International Symposium on Intelligent Manufacturing Environments
DOCUMENT
Author supplied: A manufacturing process can be described by a sequence or combination of production steps. Based on this approach a manufacturing system has been developed that is capable to produce several different products in parallel. A batch size of one unit is possible and the production is pull-driven. The manufacturing system is based on agent technology and a special so-called product agent collects information about the assembly process. This agent will be connected to the actual product and can guide the disassembly process at the end of the products life. The agent will show the inverse steps to be taken to take a product apart. This approach can be used in the agent based manufacturing process described in this paper but the concept can also be used for other manufacturing systems. The paper discusses the possibilities as well as the restrictions of the method proposed here.
DOCUMENT
This chapter explains in brief what is needed to achieve more sustainable manufacturing processes. It develops both aspects of sustainable, economic, and technical feasibility with most focus on the latter. Remanufacturing processes are described together with relevant factors that enhance their effectivity and efficiency. An overview is given of what kind of shopfloor innovations are required in the near future and some suggestions on how digital and other Industry 4.0 technologies could help to move toward circular manufacturing.
MULTIFILE
A rise in global population and welfare is depleting the earth’s resources and challenging the current predominantly linear economy, following a take-make-waste pattern, calling upon a shift towards a more circular economy (Bastein and Willems, 2019; Ellen MacArthur Foundation, 2013; Lüdeke-Freund et al., 2019). The Dutch government and the European Union have set the goal/ambition to become fully circular by 2050 thus striving towards a cleaner economy and reducing the dependency on scarce resources (European Commission, 2020; Government of Netherlands, 2016).
MULTIFILE
