Cyber-fizycznie systemy

Współcześnie liczące się przedsiębiorstwa produkcyjne charakteryzuje fakt, że dysponują one podobnym parkiem maszynowym, technologiami produkcji jak i zasobami ludzkimi. Pomimo to występuje zróżnicowanie cen oferowanych przez nich produktów. Niektóre z nich potrafią nawet oferować swoje produkty po znacznie niższych cenach przy zachowaniu opłacalnej marży i jakości. Cechą, która kształtuje tą różnicę jest to, że te firmy, poprzez odpowiednią wewnętrzną organizację (techniczną i społeczną) są w stanie minimalizować uzasadniony czas pobytu produktu w środowisku wytwórczym. Wykazują, w ten sposób niższe koszty produkcji, a zatem mogą konkurować ceną.

W literaturze możemy znaleźć wiele sposobów jak kształtować wymiar relacji uzasadnionego czasu pobytu do zamrożonego kosztu kapitału. Do jednych z takich bardzo popularnych podejść należy Lean Manufacturing, który zakłada wykorzystanie metod organizacji produkcji takich jak system dostaw dokładnie na czas (ang. Just in Time, JIT), automatyzacja (jap. Jidoka, ang. automation), utrzymanie ciągłej produktywności maszyn (ang. Total Productive Maintenance, TPM) i inne. Podejścia te wymagają jednak gruntownej zmiany filozofii pracy przedsiębiorstw jak i odpowiedniego do rodzaju produkcji czasu wdrożenia.

Innym ze sposobów doskonalenia wewnętrznej organizacji, jest implementacja i integracja systemów informatycznych wspierających koordynację działań wykonywanych przez różne jednostki przedsiębiorstwa, bądź przez wielu wykonawców. Koncepcją bezpośrednio wspierającą ten sposób jest komputerowo zintegrowane wytwarzanie (ang. Computer Integrated Manufacturing, CIM).

Celem każdego systemu CIM jest koordynowanie przepływu materiałów i informacji z / na / w procesie wytwarzania. Tak, by każda realizowana operacja logistyczna, w trakcie produkcji, mogła dostarczyć właściwy materiał we właściwe miejsce, w którym operator będzie wyposażony we właściwą informację  pozwalającą wykonać harmonogram pracy w określonym czasie. W ten sposób system CIM ma za zadanie zapewniać płynność procesu produkcji. Równowaga w procesie produkcji zostanie osiągnięta gdy, wartość każdego z zasobów odpowiada zgłoszonej potrzebie związanej z wytwarzanym produktem.[1]

---

[1] Poyser T.D., CIM - COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING, A STRATEGIC MODEL AND APPLICATION OF CURRENT TECHNOLOGIES, AEG Westinghouse Industrial Automation Corporation, Factory Automation Systems Division, P.O.  Box 490, Pittsburgh 1990

Systemy Cyber-fizyczne

Systemy Cyber-fizyczne  realizują ścisłą integracje warstwy obliczeń i procesów fizycznych. Najczęściej występują w formie systemów wbudowanych oraz sieci monitorowania i kontrolowania procesów fizycznych, działających w pętli sprzężenia zwrotnego, gdzie procesy fizyczne są źródłem danych dla obliczenia sygnału sterującego obiektami[1].

Systemy cyber-fizyczne są utożsamiane z manifestacją czwartej rewolucji przemysłowej jaka ma miejsce w czasach współczesnych[2]. Tym samym jest także fizyczna możliwość zastosowania technologii Internetu rzeczy, tam gdzie konieczne jest wykorzystanie sygnałów z czujników i urządzeń pomiarowych rozmieszczonych w halach produkcyjnych.

Stąd w literaturze[3] pojawia się rosnąca ilość publikacji, która zwraca uwagę na te pojęcia i proponuje nowe innowacyjne rozwiązania. Co więcej, zaznacza się, że o ile rozwiązania CIM są szeroko stosowane w przemyśle samochodowym, lotniczym i stoczniowym, to rozwiązania te oferują przedsiębiorstwom metodologię pionowej integracji systemów informatycznych na różnych poziomach zarządzania przedsiębiorstwem.

W takim systemie, automatyzacja produkcji jest realizowana z zastosowaniem systemów wbudowanych, które są ze sobą połączone na poziomie urządzenia, tworząc lokalnie sieciowy system wbudowany. Dodaje się, że taki układ wbudowany w sieć rozwiązuje niektóre z typowych problemów w konwencjonalnych systemach produkcyjnych jak np. przestoje. Niemniej jednak, jest to system zamknięty, a jego funkcje są rozmieszczone w strukturze hierarchicznej, przez co jest mniej elastyczny w kontaktach z dynamicznymi zmianami zewnętrznymi.  Z tego powodu, w tradycyjnym środowisku produkcyjnym, gdzie są systemy robotyczne, kontrola procesów i automatyki przemysłowej staje się  powszechna. CPS może wspierać zarówno integrację pionową jak i integrację poziomą systemów IT, która integruje cały łańcuch dostaw, lub nawet wszystkie gałęzie danego przemysłu. Tym samym daje szeroką perspektywę rozwiązań w zakresie systemów wytarzania – integracji dwuwymiarowej, zarówno w zakresie integracji pionowej jak i poziomej. Rozwiązania te mogą być sposobem do poprawy wewnętrznej organizacji a przez to uzyskania przewagi konkurencyjnej.

https://en.wikipedia.org/wiki/Cyber-physical_system#/media/File:CPS_for_Manufacturing.png

---

[1] Lee E., Cyber Physical Systems: Design Challenges, Electrical Engineering and Computer Sciences University of California at Berkele, Styczeń 2008

[2] Lee J., Bagheri B., Kao H., A Cyber-Physical Systems architecture for Industry 4.0-based manufacturing systems, Manufacturing Letters, Volume 3, Styczeń 2015, Strony 18-23

[3] Chen Yang, Weiming Shen, Tingyu Lin, Xianbin Wang, IoT-enabled dynamic service selection across multiple manufacturing clouds, Manufacturing Letters, Volume 7, Styczeń 2016, Strony 22-25,

Chunyang Yu, Xun Xu, Yuqian Lu, Computer-Integrated Manufacturing, Cyber-Physical Systems and Cloud Manufacturing – Concepts and relationships, Manufacturing Letters, Volume 6, Październik 2015, Strony 5-9,

Dawei Sun, Guangyan Zhang, Songlin Yang, Weimin Zheng, Samee U. Khan, Keqin Li, Re-Stream: Real-time and energy-efficient resource scheduling in big data stream computing environments, Information Sciences, Volume 319, 20 October 2015, Strony 92-112,

László Monostori, Cyber-physical Production Systems: Roots, Expectations and R&D Challenges, Procedia CIRP, Volume 17, 2014, Strony 9-13,

Matthias M. Herterich, Falk Uebernickel, Walter Brenner, The Impact of Cyber-physical Systems on Industrial Services in Manufacturing, Procedia CIRP, Volume 30, 2015, Strony 323-328, ISSN 2212-8271,

Matthias M. Herterich, Falk Uebernickel, Walter Brenner, The Impact of Cyber-physical Systems on Industrial Services in Manufacturing, Procedia CIRP, Volume 30, 2015, Strony 323-328, ISSN 2212-8271,

Pingyu Jiang, Kai Ding, Jiewu Leng, Towards a cyber-physical-social-connected and service-oriented manufacturing paradigm: Social Manufacturing, Manufacturing Letters, Volume 7, January 2016, Strony 15-21,

Shibily Joseph, Jasmin E.A., Soumya Chandran, Stream Computing: Opportunities and Challenges in Smart Grid, Procedia Technology, Volume 21, 2015, Strony 49-53,

Yaxiao Liu, Weidong Liu, Jiaxing Song, Huan He, An empirical study on implementing highly reliable stream computing systems with private cloud, Ad Hoc Networks, Volume 35, Grudzień 2015, Strony 37-50.

Drugi post

fgfgsfdgsdfgs