Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
From CAD to Plug & Produce: A generic structure for the integration of standard industrial robots into agents
University West, Department of Engineering Science, Division of Production Systems. (KAMPT)ORCID iD: 0000-0001-5986-8099
University West, Department of Engineering Science, Division of Production Systems. (KAMPT)ORCID iD: 0000-0002-6604-6904
University West, Department of Engineering Science, Division of Production Systems. (KAMPT)ORCID iD: 0000-0002-8878-2718
2023 (English)In: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, ISSN 0268-3768, E-ISSN 1433-3015, Vol. 128, no 11-12, p. 5249-5260Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Industries of low-batches or one-of manufacturing aim for automation that is competitive enough to adapt to new or modifed products daily through in-house knowledge that focuses on manufacturing processes and not on machine function programming. To solve this, a complete set of actions that utilize seamless data transfer from product design in CAD to a Plug & Produce automation concept is proposed together with a generic structure for the integration of standard industrial robots into agents. This structure enables agents to handle their local reference coordinate systems and locations relative to a global perspective. Seamless utilization of data from product designs to Plug & Produce will simplify and shorten the time of digital development through concurrently usable text-based and graphical confguration tools of a confgurable multi-agent system. Needed data extracts directly from the product design as requirements of operational goals. Extraction of data from the product design, sequence of goals, and process plans, which are recipes of how to solve goals, can by this concept be confgured by in-house knowledge that has the process knowledge but not necessarily programming competence.

Place, publisher, year, edition, pages
Springer, 2023. Vol. 128, no 11-12, p. 5249-5260
Keywords [en]
Robotics, Automation, Manufacturing, Multi-agent systems, Plug & Produce, Process planning
National Category
Manufacturing, Surface and Joining Technology
Research subject
Production Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hv:diva-20871DOI: 10.1007/s00170-023-12280-6ISI: 001096180300035Scopus ID: 2-s2.0-85169880137OAI: oai:DiVA.org:hv-20871DiVA, id: diva2:1807946
Funder
Region Västra Götaland, 2018-00476Swedish Agency for Economic and Regional Growth, 20201948
Note

CC BY 4.0

Available from: 2023-10-29 Created: 2023-10-29 Last updated: 2024-01-08Bibliographically approved
In thesis
1. Human-centric process planningfor Plug & Produce: Digital threads connecting product design withautomated manufacturing
Open this publication in new window or tab >>Human-centric process planningfor Plug & Produce: Digital threads connecting product design withautomated manufacturing
2023 (English)Licentiate thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Adaptations to a fluctuating market and intensified customer demands for unique products are a challenge for manufacturers. Manual manufacturing is still the most flexible, nevertheless, automation ensures stable quality, minimizes wear and tear of the operators, and contributes to a safer and better working environment as the distance between the operator and the process can be increased and screened off. Hence, the manufacturing industry is searching for human-centric automation solutions that are flexible enough to handle these challenges. Conventional automation is tailored for one or a few similar variants of products, in addition, increased flexibility implies increased complexity to handle. This licentiate thesis demonstrates a flexible Plug & Produce automated manufacturing concept where the complexity is redirected to focus on the products and manufacturing processes by utilizing artificial intelligence. Together with digital threads that connect the product design to automatic manufacturing that enables manufacturing companies to manage new production scenarios with their in-house knowledge. Data is picked directly from the computer-based design of the products and process knowledge that normally exists within the manufacturing company is added through graphical user interfaces. The graphical configuration tools visualize the flow of sequential and parallel manufacturing operations together with process-bound information. Plug & Produce relies on pluggable process modules with re-cyclical manufacturing resources that can be plugged in and out as needed. As an example, a module with a robot can be plugged in to help an existing robot and thereby balance the production capacity. In Plug & Produce resources start working and cooperate with other resources automatically when they are plugged in. To achieve this, the resources are provided with distributed artificial intelligence together with intelligent products that know how to be finalized. In this concept, everything is digitally configurable by the in-house knowledge of the manufacturing companies. A Plug & Produce test bed was built to verify the concept in cooperation with industrial representatives.

Abstract [sv]

Denna licentiatavhandling påvisar ett koncept för att öka flexibiliteten och samtidigt rikta om komplexiteten i automatiserade produktionssystem hos tillverkande företag på ett sätt så att deras interna personal på egen hand kan ställa om tillverkningen mot nya produkter. Anpassningar till marknadens fluktuationer och efterfrågan av nya unika produkter är en ständigt pågående process. Alltmer av produktionen flyttas tillbaka till Sverige och övriga Europa vilket ökar efterfrågan på flexibel och omställbar automation. Automation håller nere prisnivån då arbetskraften är dyr, säkerhetsställer jämn kvalité, minimerar förslitningsskador på de anställda och bidrar till säkrare och trevligare arbetsmiljö då distansen mellan operatör och process kan ökas och avskärmas. Produktion som flyttas till hemmamarknaden från låglöneländer ersätter ofta högflexibel och anpassningsbar manuell tillverkning vilket är en stor utmaning för industrin. Ett Plug & Produce koncept för automatiserad tillverkning utvecklas och beskrivs i denna avhandling där automationen enkelt kan ställas om av den interna personalen och anpassas till nya produkter. Omställning med hjälp egen personal möjliggörs genom att så mycket information som möjligt utvinns från produktens datorbaserade design. Processkunskap som normalt besitts inom det tillverkande företaget adderas därtill med hjälp av grafiska användarinterface som visar flödet av tillverkningsoperationer tillsammans med processpecifika uppgifter såsom mått, bearbetningshastigheter, temperaturer och färg. Plug & Produce system är uppbyggda kring processmoduler med tillverkningsresurser som kan pluggas in och ut efter behov. Till exempel kan en modul med en robot pluggas in för att avlasta befintlig robot och därmed öka produktionshastigheten. Specialdesignade resurser kan pluggas in för att öka effektiviteten och minimera energikonsumtionen. För att den inpluggade processmodulen självmant skall börja jobba och samarbeta med de andra modulerna är den försedd med egen lokal artificiell intelligens. Dessa processmoduler kan tack vare sin intelligens pluggas in i olika Plug & Produce system och är därmed återvinningsbara i nya system. Intelligensen kan vara lokalt placerad i en dator på resursen eller i datormolnet kopplat till resursen. På samma sätt kan produkterna förses med intelligens och kallas då för smarta produkter. Dessa produkter har som mål att bli färdigproducerade genom delmål i form av tillverkningsoperationer. Denna intelligens förses med kunskap och erfarenheter av personalen inom det tillverkande företaget genom användarvänliga interface. När användarvänligheten Plug & Produce testbädd har byggts upp tillsammans med representanter frånprefabricerade trähusindustrin. Tillverkning av prefabricerade trähus är i idag ihög grad manuell då existerande automationslösningar inte är flexibla nog eftersom husen är i hög grad är kundanpassade. Arbetet som beskrivs i denna avhandling gynnar trähusindustrin och därmed klimatet då trä binder kol för en lång tid framåt.

Place, publisher, year, edition, pages
Trollhättan: University West, 2023. p. 80
Series
Licentiate Thesis: University West ; 44
Keywords
Plug & Produce, Digital Threads, Industrial Manufacturing, Process Planning, Multiagentsystem; Processplanering, Plug & Produce, Digitala kedjor, Industriell Tillverkning, Flexibel Automation
National Category
Manufacturing, Surface and Joining Technology
Research subject
Production Technology
Identifiers
urn:nbn:se:hv:diva-20872 (URN)978-91-89325-58-6 (ISBN)978-91-89325-57-9 (ISBN)
Presentation
2023-11-16, F131, Gustava Melins gata, Trollhättan, 14:00 (English)
Opponent
Supervisors
Note

Paper A is not included in the digital licentiate thesis due to copyright . 

Available from: 2023-11-16 Created: 2023-10-30 Last updated: 2024-01-08Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1438 kB)55 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1438 kBChecksum SHA-512
9b7f18de8a39ab2c811ed341f94a426cc272d5c921d027f7ab0264395ee576944c273c9b7255fde8c8ae7e9ed0095e7cb43da1d489dc6524e0122174b0de7d8d
Type fulltextMimetype application/pdf

Other links

Publisher's full textScopus

Authority records

Nilsson, AndersDanielsson, FredrikSvensson, Bo

Search in DiVA

By author/editor
Nilsson, AndersDanielsson, FredrikSvensson, Bo
By organisation
Division of Production Systems
In the same journal
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology
Manufacturing, Surface and Joining Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 55 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

doi
urn-nbn

Altmetric score

doi
urn-nbn
Total: 75 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf