Tietoa KIPPcolla-projektista

KIPPcolla-projektissa (tuotanto)järjestelmä itsessään nähdään dynaamisena ja kehittyvänä järjestelmänä. Teoreettisena lähtökohtana on avoimet ja kompleksiset järjestelmät, joissa kokonaisuuksien (holonien) välinen kommunikaatio tapahtuu neuvotteluprosessien kautta. Resurssin hallinta erilaisissa ympäristöissä, tietovuon kulku eri työkalujen välillä ja geneeriset elementtikuvaukset tuotteista ovat projektin käsityksen mukaan kehittyviä ja mukautuvia (osa)kokonaisuuksia, jotka toimiakseen vaativat selkeästi määritellyt rajapinnat, sisäiset kuvaukset ja vaadittavalla tarkkuudella määritellyt toimintasäännöt.

Projektin tarkoituksena on luoda metodiikkoja ja työkaluja tiedon formaalille esitystavalle siten, että itse-konfiguroituvat ja itse-organisoituvat holonit kykenevät niitä hyödyntämään mahdollisimman automaattisesti. Ihmisen rooli tässä järjestelmässä korostuu päätöksen tekijäksi, jolle tarjoilla merkityksellinen tieto mahdollisimman tehokkaasti hänen esittämien tarpeidensa mukaisesti.

Projektin tuloksena syntyy

• Formaaliin logiikkaan pohjautuva esitystapa tuote-, prosessi- ja järjestelmätiedolle
• Semanttinen PDM järjestelmä, joka kerää ja tallentaa eri osajärjestelmien syöttämät tiedot
• Dynaaminen holonijärjestelmä, joka demonstroidaan yrityscasien ja TTE:n toimintaympäristön avulla
• Resurssien formaali kuvaus ja kyvykkyyksien yhdistämisen logiikka
• Tietovirta-analyysi erityyppisissä ympäristöissä niin itse tiedon, prosessien kuin toimintalogiikan kannalta tarkasteltuna
   

Projektiin osallistuvat organisaatiot:

TTY, Tuotantotekniikan laitos
National Institute of Standards and Technology (NIST)
Nokia Oyj
Finn-Power Oy
Hollming-Works Oy
Sonecta Oy

Kuvia tutkimuksesta:

Tutkimuksen ja sen tulosten esittely (pdf)

Tutkimuksen tulokset
 

1. Holonisen toimintaympäristön konseptin testaus

• Määritelmä holonisen järjestelmän vaatimuksille lattiatasolla.
• Konsepti pohjautuu avoimen järjestelmän ja kompleksisen järjestelmän pääpiirteille.
• Konsepti pitää sisällään

    Dynaamiseen modulaarisuuteen pohjautuvat entiteettikuvaukset
    Informaatiovirran kulku pohjautuen määriteltyihin rajapintoihin
    Formaali kuvaus tuotteille, prosesseille ja resursseille (OWL DL implementaatio, FOL testaus)
    Toimintalogiikka
    Rajapinnat XML/RDF ja kommunikointi XML/RPC

2. Modulaarinen Järjestelmä – Modulaarinen ICT konsepti

• Alustava konsepti modulaariselle ICT järjestelmälle jolla kyetään vastaamaan muuttuneisiin vaatimuksiin palvelupohjaisesti
• Muutos valmistusjärjestelmän näkökulmasta
• Konsepti on esitelty raporteissa D2.1, D2.2 ja D3.2

3. Metodiikka kyvykkyyksien ja yhdistettyjen kyvykkyyksien muodostamiseen

• Formaali esitystapa kyvykkyyksille (OWL DL)
• Kyvykkyys taksonomia (OWL DL)
• Sääntökirjastot tuotevaatimusten ja laitekyvykkyyksien mäppäämiselle (Väitöskirja valmistuu aiheesta 3/2012)
   

Tutkimusraportit:

D1.1 Standards Landscape
D1.2 Virtuality Roadmap
D1.3 Requirements for Holons

Väitöskirja: M. Lanz, Logical and Semantic Foundations of Knowledge Representation for Assembly and Manufacturing Processes, PhD Thesis, Publication 903, Tampere 2010

D2.1 Interoperability Strategies
D2.2 Knowledge Models

D3.1 Case Studies (konsortion jäsenille)
D3.2 Operation Strategies

KIPPcolla Final Report

Tutkimukseen liittyvät journal- ja konferenssijulkaisut:

Nylund H., Andersson P.H. 2011, Framework for extended digital manufacturing systems, International Journal of Computer Integrated Manufacturing, doi:10.1080/0951192X.2010.542179

Nylund H., Lanz M., Ranta A., Ikkala K. and Tuokko R., 2011, Viewpoints on Competitive and Sustainable Performance Metrics of an Intelligent Manufacturing Environment, Submitted to: Strojniški vestnik – Journal of Mechanical Engineering

Nylund, H., Lanz, M., Tuokko, R. and Andersson P.H. 2011, A holistic view on modelling and simulation in the context of an intelligent manufacturing environment, Submitted to: International conference on Flexible automation and intelligent manufacturing, FAIM 2011.

Nylund, H., Salminen, K., Lanz, M., Järvenpää, E. and Tuokko, R. 2011, Concept and Roadmap for a CSM-Hotel Capability Management, Extended abstract submitted to: International conference on Concurrent Enterprising, ICE 2011.

Järvenpää, E., Lanz, M., Siltala, N. & Tuokko, R. 2011. Activities and Corresponding Information Flows for Production System Adaptation Planning. Swedish Production Symposium, SPS11, 3-5 May 2011, Lund, Sweden.

Lanz, M., Järvenpää, E., Luostarinen, P., Tenhunen, A., Tuokko, R. & Rodriguez, R. 2011. Formalising Connections between Products, Processes and Resources – Towards Semantic Knowledge Management System. Swedish Production Symposium, SPS11, 3-5 May 2011, Lund, Sweden

Järvenpää, E., Luostarinen, P., Lanz, M. & Tuokko, R. 2011. Presenting capabilities of resources and resource combinations to support production system adaptation. Proceedings of IEEE International Symposium of Assembly and Manufacturing (ISAM), 25-27 May 2011, Tampere, Finland.

Järvenpää, E., Luostarinen, P., Lanz, M., Garcia, F. & Tuokko, R. 2011. Dynamic Operation Environment – Towards Intelligent Adaptive Production Systems. Proceedings of IEEE International Symposium of Assembly and Manufacturing (ISAM), 25-27 May 2011, Tampere, Finland.

Garcia, F., Lanz, M. Järvenpää, E. & Tuokko, R. 2011. Process Planning Based on Feature Recognition Method. International Symposium of Assembly and Manufacturing (ISAM), 25-27 May 2011, Tampere, Finland.

Lehtonen, T., Pakkanen, J., Järvenpää, J., Lanz, M. & Tuokko, R. 2011. Brownfield Process for Developing of Product Families. Proceedings of the 18th International Conference on Engineering Design, ICED11, 15-18 August 2011, Copenhagen, Denmark.

Nylund H, Andersson PH. 2010, Simulation of service-oriented and distributed manufacturing systems. Journal of Robotics and Computer Integrated Manufacturing 26/6 (2010), pp. 622-628.

Lanz, M., Nylund, H., Ranta, A., Luostarinen, P. & Tuokko, R. 2010. Set-up and first steps on capturing of realistic resource characteristics of an intelligent manufacturing environment. Proceedings of the 20th International Conference on Flexible Automation and Intelligent Manufacturing, FAIM 2010, July 12-14, 2010, California State University East Bay, USA. pp. 1028-1036.

Järvenpää, E., Lanz, E., Mela, J. & Tuokko, R. 2010. Studying the Information Sources and Flows in a Company – Support for the Development of New Intelligent Systems. Proceedings of the 20th International Conference on Flexible Automation and Intelligent Manufacturing, FAIM2010, July 14-17, 2010 California, USA, 8 p.

Nylund, H., Lanz, M., Ranta, A., Ikkala, K. and Tuokko, R. 2010, Developing Competitive and Sustainable Performance Metrics for an Intelligent Manufacturing Environment, Baric, G. & Dukic, G. (eds.). Proceedings of International Scientific Conference on Management of Technology - Step to Sustainable Production, MOTSP 2010, 2-4 June, 2010, Rovinj, Croatia, 8 p. (Best paper award).

M.Lanz, R.Rodriguez and R.Tuokko, Neutral Interface for Assembly and Manufacturing Related Knowledge Exchange in Heterogeneous Design Environment, published as book, Svetan M. Ratchev (Ed.): Precision Assembly Technologies and Systems, 5th IFIP WG 5.5 International Precision Assembly Seminar, IPAS 2010, Chamonix, France, February 14-17, 2010. Proceedings. IFIP 315 Springer 2010, ISBN 978-3-642-11597-4, France

M.Lanz, H.Nylund, A.Ranta, P.Luostarinen and R.Tuokko, Set-up and first steps on capturing of realistic resource characteristics of an intelligent manufacturing environment, Proceedings of FAIM 2010, US

H.Nylund, M.Lanz, A.Ranta, K.Ikkala and R.Tuokko, Developing Competitive and Sustainable Performance Metrics for an Intelligent Manufacturing Environment, Proceedings of MOTSP 2010, Kroatia

M.Lanz, M.Mani, S.Leong, K. Lyons, A.Ranta, K.Ikkala and N. Bengtsson, Impact of Energy Measurements in Machining Operations, Proceedings of ASME IDETC 2010,Canada, NIST internal publication 2010, US

M.Lanz and R. Tuokko, Generic Reference Architecture For Digital, Virtual, and Real Representations of Manufacturing Systems, proceedings of Indo-US Workshop 2009, India

M. Lanz, P. Luostarinen, F.Garcia and P. Andersson, Feature recognition as a basis for the cost allocation and decision making toolset, Proceedings of International Conference on Production Research (ICPR 2009), China