Utilizing Edge Computing for Monitoring Plant Productivity in Print Industry

Automated monitoring of a whole production plant, equipped with a variety of different machines is a challenging task. Particular industries are introducing their own XML based schemas to ease the integration process. Print industry attempts to accomplish this with Job Description Format (JDF). However, a number of older print industry machines is rarely ready for such an integration. For integrating a real production plant, here is proposed a novel approach in utilizing a concept from Internet of Things (IoT) called edge computing, to enhance and integrate various printing and finishing equipment status in a unified manner. Edge computing assumes that a lot of processing is on a remote node and that the data is eventually aggregated to another location. For edge nodes small board computers (SBC) with wireless connectivity were used to collect data from machine sensors and store it locally. The data collected on the edge indicates status and operational speed over time of a machine and could be used for various analysis later. Edge node stores all data to a local database that could be accessed remotely or the node could be converted to a JDF compliant producer. The data from edges is then collected to establish a plant wide monitoring system that is a part of management information system. The concept presented here was successfully implemented in a real production environment. This work is licensed under a&nbsp;Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.</p

Introduction to the computational structural mechanics testbed

The Computational Structural Mechanics (CSM) testbed software system based on the SPAR finite element code and the NICE system is described. This software is denoted NICE/SPAR. NICE was developed at Lockheed Palo Alto Research Laboratory and contains data management utilities, a command language interpreter, and a command language definition for integrating engineering computational modules. SPAR is a system of programs used for finite element structural analysis developed for NASA by Lockheed and Engineering Information Systems, Inc. It includes many complementary structural analysis, thermal analysis, utility functions which communicate through a common database. The work on NICE/SPAR was motivated by requirements for a highly modular and flexible structural analysis system to use as a tool in carrying out research in computational methods and exploring computer hardware. Analysis examples are presented which demonstrate the benefits gained from a combination of the NICE command language with a SPAR computational modules

Algorithms and software for solving finite element equations on serial and parallel architectures

The primary objective was to compare the performance of state-of-the-art techniques for solving sparse systems with those that are currently available in the Computational Structural Mechanics (MSC) testbed. One of the first tasks was to become familiar with the structure of the testbed, and to install some or all of the SPARSPAK package in the testbed. A brief overview of the CSM Testbed software and its usage is presented. An overview of the sparse matrix research for the Testbed currently employed in the CSM Testbed is given. An interface which was designed and implemented as a research tool for installing and appraising new matrix processors in the CSM Testbed is described. The results of numerical experiments performed in solving a set of testbed demonstration problems using the processor SPK and other experimental processors are contained

Drop2Print: a model for PDF-specifications to drive the discovery of print service providers

Not Include

An Investigation into Implementing E-commerce Workflow in the Digital Print Market

The Print Industry is gradually changing into IT technology based service provider as new services and technologies are continuously being introduced. It is vital for print service providers to keep abreast of these changes and provide custom solutions for their customers. E-commerce solutions are some of the value-added services that print service providers offer. Digital printing is one of the fastest growing sectors in the Print Industry, with revenues increasing by 129 percent from 2000 to 2005 (Smyth, 2005 p. 23). Combined, e-commerce capabilities and digital printing can provide a service that fulfills the customers\u27 requirements for fast turnaround times and on-demand printing. The following study explored the current conditions of e-commerce enabled applications in the digital print market. Seven interviews were conducted with digital print service providers that are involved in e-commerce software solutions. This study investigated the current enablers and barriers in implementing e-commerce solutions in the digital print market, in addition to providing future predictions for implementing these services. The study showed that the future of the Print Industry consists of companies that are able to embrace new technology. Print service providers are merging with IT and marketing companies to provide their customers with shorter turnaround times, wide variety of services and up to date technology at low cost. These companies have the success factors needed to survive in the future print market

Nanocomposite Materials for Membrane Separation Processes

Los procesos de separación basados en membranas tienen muchas aplicaciones industriales y en los últimos años han despertado un interés creciente. Para incrementar su uso es importante mejorar y desarrollar nuevos materiales para las membranas. La fabricación de nanocomposites representa una prometedora aproximación a una nueva generación de membranas poliméricas. Mediante la incorporación de materiales nanométricos en la matriz polimérica es posible incrementar notablemente las características del polímero o incluso introducir características nuevas. Estas mejoras se deben normalmente a la elevada relación de aspecto de las nanopartículas ("efecto nano"). El objetivo de este trabajo fue preparar nuevos materiales nanocompuestos basados en la copoliimida 6FDA-4MPD/6FDA-DABA 4:1, un polímero con muy buenas propiedades para diferentes procesos de separación. Este polímero puede ser modificado químicamente y además se procesa fácilmente, facilitando la fabricación de nanocomposites. En el desarrollo de esta tesis se añadieron nanotubos de carbono "multi wall" (MWCNTs) funcionalizados con el objetivo de preparar membranas resistentes al proceso de plastificación con propiedades de separación mejoradas para mezclas de compuestos aromáticos. Además, se añadieron nanoláminas del titanosilicato JDF-L1 para obtener membranas para separación de gases que mostrasen selectividad mejorada debida a efecto tamiz. El potencial de los nanocomposites de MWCNT/copoliimida se comprobó en los experimentos de pervaporación de mezclas tolueno/ciclohexano, un proceso de separación complicado según el estado de la tecnología. Se ha comprobado que altas concentración del compuesto orgánico provocan la plastificación de la membrana incrementando la permeabilidad pero disminuyendo drásticamente la selectividad. Esto requiere una fuerte interacción del material de la membrana a nivel molecular. Normalmente se utiliza ¿cross-linking¿ en estos casos, que produce una compactación del material de la membrana disminuyendo la permeabilidad e incrementando la selectividad. Los nanocomposites MWCNT/copoliimida son una posibilidad para evitar este compromiso. En este trabajo los nanotubos de carbono se funcionalizaron con éxito con grupos OH y se desarrollo un nuevo método para preparar membranas MWCNT-OH/copoliimida. Los experimentos de pervaporación mostraron que una incorporación de un 1% de MWCNT-OH incrementaba el flujo de los valores de copoliimida de 8,8 y 10,5 kg*m*m^-2*h^-1 a unos valores de 17,3 y 16,5 kg*m*m^-2*h^-1, la selectividad permaneción constante. La adición de MWCNT reduce notablemente la energía de activación para la permeación de ambos componentes. El flujo no se pudo incrementar añadiendo un 3,5% de MWCNT-OH, sin embargo se encontró que la adición de MWCNT-OH mejora generalmente la resistencia del material a la plastificación a altas concentraciones del compuesto aromático. Las propiedades de permeación de las membranas JDF-L1/copoliimida se evaluaron mediante la separación de la mezcla gaseosa H2/CH4. La separación de esta mezcla tiene una importancia creciente debido a la demanda de hidrógeno, además las tecnologías de recuperación de hidrógeno son cada vez más importantes por las normativas medioambientales. Los procesos basados en membranas tienen potencial de crecimiento ya que las propiedades de separación de las membranas pueden ser mejoradas. Sobre esta base el objetivo fue incrementar la selectividad de la copoliimida 6FDA 4MPD/6FDA DABA 4:1 añadiendo nanoláminas de JDF-L1 e incorporando el efecto tamiz que muestra la carga. Se buscó incrementar este efecto consiguiendo una orientación horizontal de las láminas en la matriz polimérica. Se realizaron experimentos adicionales con JDF-L1 en la que se intercambiaron los cationes interlaminares Na+ por H+, Li+, K+, Mg2+ or Ca2+ para facilitar la permeación de hidrógeno a través de las láminas. Se comprobó que variando la concentración de polímero en la disolución inicial es posible modificar la orientación de las láminas dentro de la membrana. Mediante varias técnicas analíticas se comprobó que las membranas con carga 5, 8 y 10% de JDF-L1 preparadas a partir de una disolución 10% en peso de polímero tenían una orientación de las láminas de JDF-L1 mayor que las membranas preparadas a partir de una disolución 13% en peso de polímero. Se realizaron experimentos de permeación de la mezcla gaseosa H2/CH4 para estas membranas. Para ambos gases se redujo la permeabilidad incrementándose la selectivadad ya que la reducción de permeabilidad fue mucho mayor para el metano que para el hidrógeno. En el caso de membranas conteniendo 5% en peso de JDF-L1 y preparadas a partir de una disolución 10% en peso de polímero la permeabilidad de H2 se redujo de 360 Barrer para el polímero puro hasta 189 Barrer mientras que la selectividad se incremento desde 21,3 hasta 30,2. En el caso de membranas con una peor orientación de las láminas de JDF-L1 (preparadas a partir de disoluciones 13% en peso de polímero) el descenso de la permeabilidad de CH4 no fue tan grande y por lo tanto el incremento de la selectividad no fue tan fuerte. Mediante el intercambio de los cationes interlaminares no fue posible mejorar más las propiedades de separación para H2/CH4. Los resultados para el JDF-L1 intercambiado muestran que se obtienen mayores permeabilidades con cationes bivalentes o H+ que con cationes monovalentes (Li+, K+, Na+). Teniendo en cuenta el pequeño tamaño del H+ y el hecho de que los cationes bivalentes reemplazan dos cationes interlaminares de sodio se desprende que el catión interlaminar probablemente tenga una influencia importante en la propiedades de permeación del material inorgánico

Sparse matrix methods research using the CSM testbed software system

Research is described on sparse matrix techniques for the Computational Structural Mechanics (CSM) Testbed. The primary objective was to compare the performance of state-of-the-art techniques for solving sparse systems with those that are currently available in the CSM Testbed. Thus, one of the first tasks was to become familiar with the structure of the testbed, and to install some or all of the SPARSPAK package in the testbed. A suite of subroutines to extract from the data base the relevant structural and numerical information about the matrix equations was written, and all the demonstration problems distributed with the testbed were successfully solved. These codes were documented, and performance studies comparing the SPARSPAK technology to the methods currently in the testbed were completed. In addition, some preliminary studies were done comparing some recently developed out-of-core techniques with the performance of the testbed processor INV

Model integracije digitalnih radnih tokova revijalne proizvodnje

Predložen je model integracije digitalnih radnih tijekova revijalne proizvodnje koji povezuje podatke od pripremnog odjela do grafičke dorade. Iznijete su tvrdnje kojima se opravdava implementacija sistema digitalnog upravljanja procesima tiska. Eksperimentalno je dokazan način primjene programskog računarstva i usmjerenih aplikacija čime su unaprijeđeni postupci za automatizirane radne procese. Provedena su mjerenja normativa revijalne proizvodnje i tiska iz arka, a vrijednosti su unijete u bazu podataka. Mrežna komunikacija diferentnih grafičkih odjela (Prepress, Press and Postpress) integrira radne protokole kroz resursne čvorove upravljanja. Alati za realizaciju izmjerenih normativa, programski su simulatori kojima se modeliraju novi radni hodogrami. Prijedlozi modela upravljanja opisani su kao proizvodne veličine čime su uklonjeni nedostatci iz eksperimentiranja na realnoj proizvodnji. Stvoreni su novi čvorovi distribucije na temelju simuliranih vrijednosti za izmjenu procesnih podataka o grafičkom proizvodu. Radni protokol na intranet lokalnoj mreži provodi se daljinskim upravljanjem. Komunikacija je iskazana vertikalnim MIS (Management Information Systems) i horizontalnim JDF (Job Definition Format) zglobovima umreženja. Tablične vrijednosti početnih varijabli sadržavaju tehničke podatke tiskarskih strojeva s elementima tiska. Rezultatima istraživanja dokazana je različitost rentabilnosti na heatset rotacijama (Polyman 45 A4 16 stranica i Lithoman A4 32 stranice) tiskarskih strojeva. Tvrdnje iznijete u ovoj radnji realiziraju automatizam izvršnih lista tehnološke pripreme rada za distribuciju odjelima revijalnog tiska. Ostvarena poboljšanja upravljanja proizvodnih procesa produkt su implementacije CIM (Computer Integrated Manufacturing) upravljanja, opisana predloženim modelima. Postavljeni standardi realizirani su kroz nove načine upravljanja te integrirani s instaliranim resursima. Opisane specifičnosti revijalne proizvodnje ugrađene su u baze podataka, čime je računalna upravljivost iskazana varijablama u modelima tiskarke proizvodnje. Prema dobivenim rezultatima iz simulacije revijalne proizvodnje određuju se novi hodogrami grafičke produkcije. Izbjegnuta su tehnološka zagušenja kao i nerentabilna izvedba tiskanog proizvoda. Rezultati eksperimentiranja iskazani su dijagramima njihove funkcionalnosti s kritičkim osvrtom na dobivene rezultate