Published January 1, 2022 | Version v1
Publication Open

Development of Innovative Operational Flexibility Measurement Model for Smart Systems in Industry 4.0 Paradigm

Creators

  • 1. University of Engineering and Technology Taxila
  • 2. Xiamen University Malaysia

Description

The exponential growth of cutting-edge technologies continuously pushing the manufacturing industry into the paradigm of smart manufacturing. Smart manufacturing provides the pace of highly competitive market demand and customized intensive production. The goal of smart manufacturing technologies embedded systems in the Industry 4.0 paradigm and lean production is to enhance the flexibility in all tears of the enterprise. It is a big challenge, to measure the flexibility of smart systems for decision-making and adaptation of the new manufacturing technologies. The conceptual architecture of smart manufacturing systems has been proposed to solve the problem. Operational flexibility has been measured using a mathematical model for smart manufacturing in the Open Platform Communication Unified Architecture enabled Cyber-Physical Production System at shop floor level and validated. The results obtained from experimentation depict the operational flexibility, maximum capacity, and breakeven point of the manufacturing system have been improved by using smart manufacturing technologies. The proposed model improves the product manufacturing using Smart Computer Numeric Control Machining, Smart Autonomous Robotic Machining, Smart Additive Manufacturing and Smart Hybrid Additive & Subtractive Manufacturing up to 30.4%, 53.6%, 55% and 65% respectively. It will also help the decision-makers to overcome the challenges of transformation from conventional to smart manufacturing industry 4.0 paradigm.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يدفع النمو الهائل للتقنيات المتطورة باستمرار الصناعة التحويلية إلى نموذج التصنيع الذكي. يوفر التصنيع الذكي وتيرة الطلب التنافسي للغاية في السوق والإنتاج المكثف المخصص. الهدف من أنظمة تقنيات التصنيع الذكية المدمجة في نموذج الصناعة 4.0 والإنتاج الرشيق هو تعزيز المرونة في جميع دموع المؤسسة. إنه تحد كبير، لقياس مرونة الأنظمة الذكية لصنع القرار وتكييف تقنيات التصنيع الجديدة. تم اقتراح البنية المفاهيمية لأنظمة التصنيع الذكية لحل المشكلة. تم قياس المرونة التشغيلية باستخدام نموذج رياضي للتصنيع الذكي في نظام الإنتاج السيبراني الفيزيائي الموحد لاتصالات المنصة المفتوحة على مستوى طابق المتجر وتم التحقق من صحته. توضح النتائج التي تم الحصول عليها من التجربة المرونة التشغيلية والسعة القصوى ونقطة التعادل لنظام التصنيع التي تم تحسينها باستخدام تقنيات التصنيع الذكية. يعمل النموذج المقترح على تحسين تصنيع المنتجات باستخدام الآلات الذكية للتحكم الرقمي في الكمبيوتر، والآلات الروبوتية الذكية المستقلة، وتصنيع المواد المضافة الذكية، وتصنيع المواد المضافة والطرح الهجين الذكي بنسبة تصل إلى 30.4 ٪ و 53.6 ٪ و 55 ٪ و 65 ٪ على التوالي. كما سيساعد صناع القرار على التغلب على تحديات التحول من نموذج الصناعة التقليدية إلى نموذج الصناعة الذكية 4.0.

Translated Description (French)

La croissance exponentielle des technologies de pointe pousse continuellement l'industrie manufacturière dans le paradigme de la fabrication intelligente. La fabrication intelligente offre le rythme de la demande du marché hautement compétitive et une production intensive personnalisée. L'objectif des systèmes intégrés de technologies de fabrication intelligentes dans le paradigme de l'industrie 4.0 et de la production allégée est d'améliorer la flexibilité dans toutes les déchirures de l'entreprise. C'est un grand défi, de mesurer la flexibilité des systèmes intelligents pour la prise de décision et l'adaptation des nouvelles technologies de fabrication. L'architecture conceptuelle des systèmes de fabrication intelligents a été proposée pour résoudre le problème. La flexibilité opérationnelle a été mesurée à l'aide d'un modèle mathématique pour la fabrication intelligente dans l'architecture unifiée de communication à plate-forme ouverte activée par le système de production cyberphysique au niveau de l'atelier et validée. Les résultats obtenus à partir de l'expérimentation illustrent la flexibilité opérationnelle, la capacité maximale et le seuil de rentabilité du système de fabrication ont été améliorés en utilisant des technologies de fabrication intelligentes. Le modèle proposé améliore la fabrication du produit en utilisant Smart Computer Numeric Control Machining, Smart Autonomous Robotic Machining, Smart Additive Manufacturing et Smart Hybrid Additive & Subtractive Manufacturing jusqu'à 30,4 %, 53,6 %, 55 % et 65 % respectivement. Il aidera également les décideurs à surmonter les défis de la transformation du paradigme 4.0 de l'industrie manufacturière conventionnelle en industrie manufacturière intelligente.

Translated Description (Spanish)

El crecimiento exponencial de las tecnologías de vanguardia empuja continuamente a la industria manufacturera al paradigma de la fabricación inteligente. La fabricación inteligente proporciona el ritmo de una demanda del mercado altamente competitiva y una producción intensiva personalizada. El objetivo de los sistemas integrados de tecnologías de fabricación inteligente en el paradigma de la Industria 4.0 y la producción ajustada es mejorar la flexibilidad en todas las lágrimas de la empresa. Es un gran reto, medir la flexibilidad de los sistemas inteligentes para la toma de decisiones y adaptación de las nuevas tecnologías de fabricación. La arquitectura conceptual de los sistemas de fabricación inteligentes se ha propuesto para resolver el problema. La flexibilidad operativa se ha medido utilizando un modelo matemático para la fabricación inteligente en el sistema de producción ciberfísica habilitado para la arquitectura unificada de comunicación de plataforma abierta a nivel de planta y se ha validado. Los resultados obtenidos de la experimentación muestran que la flexibilidad operativa, la capacidad máxima y el punto de equilibrio del sistema de fabricación se han mejorado mediante el uso de tecnologías de fabricación inteligentes. El modelo propuesto mejora la fabricación de productos utilizando Smart Computer Numeric Control Machining, Smart Autonomous Robotic Machining, Smart Additive Manufacturing y Smart Hybrid Additive & Substractive Manufacturing hasta un 30,4%, 53,6%, 55% y 65% respectivamente. También ayudará a los responsables de la toma de decisiones a superar los desafíos de la transformación del paradigma 4.0 de la industria de fabricación convencional a la inteligente.

Files

09666888.pdf.pdf

Files (245 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:7f1480d6a47bf62ddbf1462655a2de0f
245 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تطوير نموذج مبتكر لقياس المرونة التشغيلية للأنظمة الذكية في نموذج الصناعة 4.0
Translated title (French)
Développement d'un modèle innovant de mesure de la flexibilité opérationnelle pour les systèmes intelligents dans le paradigme de l'industrie 4.0
Translated title (Spanish)
Desarrollo de un modelo innovador de medición de la flexibilidad operativa para sistemas inteligentes en el paradigma de la Industria 4.0

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4206637455
DOI
10.1109/access.2021.3139544

Is supplement to
https://openalex.org/W4362557305 (Other)
https://openalex.org/W4296064134 (Other)
https://openalex.org/W4221039772 (Other)
https://openalex.org/W3184142078 (Other)
https://openalex.org/W3101652673 (Other)
https://openalex.org/W3013410248 (Other)
https://openalex.org/W2909740893 (Other)
https://openalex.org/W2907002303 (Other)
https://openalex.org/W2789411814 (Other)
https://openalex.org/W2385258007 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Malaysia

References

  • https://openalex.org/W1590752906
  • https://openalex.org/W1601461406
  • https://openalex.org/W1609904810
  • https://openalex.org/W1923487597
  • https://openalex.org/W1979305863
  • https://openalex.org/W1995015596
  • https://openalex.org/W200397671
  • https://openalex.org/W2007656032
  • https://openalex.org/W2020851875
  • https://openalex.org/W2029608738
  • https://openalex.org/W2052021728
  • https://openalex.org/W2070207215
  • https://openalex.org/W2073228532
  • https://openalex.org/W2303531378
  • https://openalex.org/W2322042951
  • https://openalex.org/W2398406935
  • https://openalex.org/W2464037726
  • https://openalex.org/W2469752192
  • https://openalex.org/W2501797360
  • https://openalex.org/W2548728501
  • https://openalex.org/W2584792247
  • https://openalex.org/W2604829132
  • https://openalex.org/W2622518991
  • https://openalex.org/W269254024
  • https://openalex.org/W2730797110
  • https://openalex.org/W2736552576
  • https://openalex.org/W2765598251
  • https://openalex.org/W2766196346
  • https://openalex.org/W2767346351
  • https://openalex.org/W2784011033
  • https://openalex.org/W2787914052
  • https://openalex.org/W2795369763
  • https://openalex.org/W2913314997
  • https://openalex.org/W2939921778
  • https://openalex.org/W2954574267
  • https://openalex.org/W2966423400
  • https://openalex.org/W2972706904
  • https://openalex.org/W2978435286
  • https://openalex.org/W2985324572
  • https://openalex.org/W2994336423
  • https://openalex.org/W3003965199
  • https://openalex.org/W3034315982
  • https://openalex.org/W3109796445
  • https://openalex.org/W3123499450
  • https://openalex.org/W4229752700
  • https://openalex.org/W4255962240