DOI: 10.17586/2226-1494-2018-18-3-554-560


УДК658.5.012.011.56

РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ОБУЧАЮЩЕЙ ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА В КОНЦЕПЦИИ ИНДУСТРИЯ 4.0

Глущенко Ф.А., Борзых В., Верманн Д., Коломбо А.В.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Глущенко Ф.А., Борзых В., Верманн Дж., Коломбо А.В. Разработка модели обучающей платформы для исследования процесса производства в концепции Индустрия 4.0 // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 3. С. 554–560. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-3-554-560

Аннотация
Предмет исследования. Предложена образовательная платформа, созданная на базе автоматизированного производства в концепции Индустрия 4.0. Описан процесс взаимодействия компонентов автоматизированного участка. Представлено описание процесса внедрения новых компонентов в стандартизированную архитектурную модель. Метод. При создании автоматизированного участка производства используется современная сервис-ориентированная архитектурная модель, описывающая процесс производства как со стороны жизненного цикла, так и на различных уровнях иерархии, а также уровнях взаимодействия компонентов данного производства. Основой созданного участка является одноплатный компьютер RaspberryPi, на котором запускается сервер обмена данными между базой данных и гравировальным участком. Основные результаты. В работе была спроектирована модель для следующего этапа дополнения производства с помощью комплекса 3D-принтеров. Также были определены интерфейсы взаимодействия между компонентами автоматизированного участка. Практическая значимость. Созданный участок производства позволяет ознакомиться с основой концепции Индустрия 4.0. Разработанная модель будет реализована для обучения студентов работе с современной промышленной автоматизацией. Кроме того, архитектура созданного участка предоставляет возможность отрабатывать новые программы по автоматизации, внедрять дополнительные компоненты производства, а также исследовать их взаимодействие с существующими.

Ключевые слова: промышленные киберфизические системы, Индустрия 4.0, промышленная автоматизация, образование, производственная система, сервис-ориентированная архитектура

Благодарности. Исследовательская работа была проведена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (Задание № 9.9951.2017 / DAAD).

Список литературы
 1.      Barry D.K. Web Services, Service-Oriented Architectures, and Cloud Computing. 2nd ed. Morgan Kaufmann, 2013. 244 p.
2.      Maditinos D., Chatzoudes D., Tsairidis C. Factors affecting ERP system implementation effectiveness // Journal of Enterprise Information Management. 2011. V. 25. N 1.
P. 60–78.doi: 10.1108/17410391211192161
3.      ElMaraghy H., ElMaraghy W. Learning integrated product and manufacturing systems // Procedia CIRP. 2015. V. 32. P. 19–24. doi: 10.1016/j.procir.2015.02.222
4.      Rentzos L., Mavrikios D., Chryssolouris G. A two-way knowledge interaction in manufacturing education: the teaching factory // Procedia CIRP. 2015. V. 32. P. 31–35. doi: 10.1016/j.procir.2015.02.082
5.      Faller C., Feldmuller D. Industry 4.0 learning factory for regional SMEs // Procedia CIRP. 2015. V. 32. P. 88–91. doi: 10.1016/j.procir.2015.02.117
6.      Hummel V., Hyra K., Ranz F., Schuhmacher J. Competence development for the holistic design of collaborative work systems in the Logistics Learning Factory // Procedia CIRP. 2015. V. 32. P. 76–81. doi: 10.1016/j.procir.2015.02.111
7.      Muschard B., Seliger G. Realization of a learning environment to promote sustainable value creation in areas with insufficient infrastructure // Procedia CIRP. 2015. V. 32. P. 70–75. doi: 10.1016/j.procir.2015.04.095
8.      Candido G., Colombo A.W., Barata J., Jammes F. Service-oriented infrastructure to support the deployment of evolvable production systems // IEEE Transactions on Industrial Informatics. 2011. V. 7. N 4. P. 759–767. doi: 10.1109/TII.2011.2166779
9.      Colombo A.W., Bangemann T., Karnouskos S. et al. Industrial Cloud-Based Cyber-Physical Systems: The IMC-AESOP Approach. Springer, 2014. 245 p. doi: 10.1007/978-3-319-05624-1
10.   Khaitan S.K., McCalley J.D. Design techniques and applications of cyberphysical systems: a survey // IEEE Systems Journal. 2015. V. 9. N 2. P. 350–365. doi: 10.1109/JSYST.2014.2322503
11.   Boardman J., Sauser B. System of Systems - the meaning of // Proc. IEEE/SMC Int. Conf. on System of Systems Engineering. Los Angeles, USA, 2006. doi: 10.1109/SYSOSE.2006.1652284
12.   Maier M.W. Architecting principles for systems‐of‐systems // INCOSE International Symposium. 1996. V. 6. N 1.
P. 565–573. doi: 10.1002/j.2334-5837.1996.tb02054.x
13.   AlShahwan F., Moessner K. Providing SOAP web services and restful web services from mobile hosts // Proc. 5th Int. Conf. on Internet and Web Applications and Services (ICIW). Barcelona, Spain, 2010. P. 174–179. doi: 10.1109/ICIW.2010.33
14.   Leitao P., Colombo A.W., Karnouskos S. Industrial automation based on cyber-physical systems technologies: Prototype implementations and challenges // Computers in Industry. 2016. V. 81. P. 11–25. doi: 10.1016/j.compind.2015.08.004
15.   Bangemann T. et al. State of the art in industrial automation / In: Industrial Cloud-Based Cyber-Physical Systems. Springer, 2014. P. 23–47. doi: 10.1007/978-3-319-05624-1_2
16.   Jamshidi M. System of systems – innovations for 21st century // Proc. 3rd Int. Conf. on. Industrial and Information Systems. Kharagpur, India, 2008. P. 6–7. doi: 10.1109/ICIINFS.2008.4798321
17.   Flatt H. et al. Analysis of the Cyber-Security of industry 4.0 technologies based on RAMI 4.0 and identification of requirements // Proc. Int. Conf. on Emerging Technologies and Factory Automation. Berlin, 2016. 4 p. doi: 10.1109/ETFA.2016.7733634
18.   Hankel M., Rexroth B. The Reference Architectural Model Industrie 4.0 (RAMI 4.0) // ZVEI. 2015. 2 p.
Zarte M., Pechmann A., Wermann J., Gosewehr F., Colombo A.W. Building an Industry 4.0-compliant lab environment to demonstrate connectivity between shop floor and IT levels of an enterprise // Proc. IECON. Florence, Italy, 2016. P. 6590–6595. doi: 10.1109/IECON.2016.7792956


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика