The Internet connected production line : realising the ambition of cloud manufacturing

This paper outlines a vision for Internet connected production complementary to the Cloud Manufacturing paradigm, reviewing current research and putting forward a generic outline of this form of manufacture. This paper describes the conceptual positioning and practical implementation of the latest developments in manufacturing practice such as Redistributed manufacturing, Cloud manufacturing and the technologies promoted by Industry 4.0 and Industrial Internet agendas. In the illustration of the outline of web enabled production a case study is presented based on automotive manufacture. Existing and future needs for customized production and the manufacturing flexibility required are examined. Future directions for manufacturing, enabled by web based connectivity are then examined, concluding that the need for humans to remain ‘in the loop’ while automation develops is an essential ingredient of all future manufacturing scenarios

Standard based Information Exchange in Process and Automation Engineering

Laitossuunnittelutiedon siirto on murroksessa. Laitossuunniteluprojektien osapuolien on kyettävä vaihtamaan suunnittelutietoa keskenään vaivattomasti ja häviöttä. Jos kaikki suunnitteluosapuolet eri suunnitteluosa-alueilta käyttäisivät samaa laitossuunnitteluohjelmistoa, ongelmaa ei olisi, mutta käytäntö on toinen. Laitossuunnitteluohjelmistojen välinen tiedonsiirto voidaan yhdenmukaistaa siten, että ohjelmistoihin toteutetaan standardin mukainen rajapinta. Standardin mukaisten suunnitteludokumenttien arvoa voidaan lisätä ja suunnittelutyötä automatisoida tarjoamalla suunnittelutieto tunnetun ja avoimen rajapinnan kautta. Ongelman ratkaisemiseksi käytettiin toimintatutkimusmenetelmää, jossa teoria ja käytäntö kulkevat käsikädessä. Aluksi selvitettiin suunnittelutiedonsiirtoon soveltuvat standardit. Standardeista valittiin ISO 15926 standardiin perustuva DEXPI-spesifikaatio (Data Exchange in the Process Industry). Tähän spesifikaatioon päädyttiin, koska sitä kehitetään aktiivisesti ja sen toteuttaminen on aloitettu useammassa laitossuunnitteluohjelmistossa. Lisäksi tämä spesifikaatio soveltuu prosessi- ja automaatiosuunnittelmien graafisen tiedon ja metatiedon siirtämiseen. Tässä työssä kehitettiin metriikka laitossuunnitteluohjelmistoista tuotujen suunnitteludokumenttien rakenteellisen kypsyyden arviointiin. Tässä työssä kypsyydellä tarkoitetaan miten dokumentin rakenne noudattaa spesifikaatiossa määritettyä rakennetta. Spesifikaation toteutumista laitossuunnitteluohjelmistoissa seurattiin aktiivisuustaulukon avulla. Standardin mukaista suunnitteludokumenttia voidaan hyödyntää myös laitteistorajapinnassa OPC UA -standardin (OPC Unified Architecture) avulla. Muunnnos standardien mukaisten dokumenttien välillä voidaan automatisoida metamallinnus- ja mallimuunnostekniikoiden avulla

An approach to open virtual commissioning for component-based automation

Increasing market demands for highly customised products with shorter time-to-market and at lower prices are forcing manufacturing systems to be built and operated in a more efficient ways. In order to overcome some of the limitations in traditional methods of automation system engineering, this thesis focuses on the creation of a new approach to Virtual Commissioning (VC). In current VC approaches, virtual models are driven by pre-programmed PLC control software. These approaches are still time-consuming and heavily control expertise-reliant as the required programming and debugging activities are mainly performed by control engineers. Another current limitation is that virtual models validated during VC are difficult to reuse due to a lack of tool-independent data models. Therefore, in order to maximise the potential of VC, there is a need for new VC approaches and tools to address these limitations. The main contributions of this research are: (1) to develop a new approach and the related engineering tool functionality for directly deploying PLC control software based on component-based VC models and reusable components; and (2) to build tool-independent common data models for describing component-based virtual automation systems in order to enable data reusability. [Continues.

Adaptivität und semantische Interoperabilität von Manufacturing Execution Systemen (MES)

MES (Manufacturing Execution Systems) are situated between automation and management level and are affected from changes of the production. Therefore their adaptivity within the lifecycle of production plants is mission critical. Furthermore MES act as data and information hub. This means that they have to work together with other systems in an efficient and seamless way. MES must be interoperable and must have semantics under control. The present publication faces both aspects