1

SECTIUNEA 1

RAPORTUL STIINTIFIC SI TEHNIC

FAZA DE EXECUTIE NR. 2

CU TITLUL: Implementare (parteneri: COMAU, Tecnalia, ITIA)

RST – raport ştiinţific si tehnic in extenso*

PVAI – proces verbal de avizare interna

după caz, copia raportărilor financiare la coordonatorul proiectului sau la Comisia

Europeană, certificată de conducerea instituţiei contractante

Declaraţie privind corelarea activităţilor şi fondurilor din proiectul european PC7

* Forma si conţinutul se stabilesc de către conducătorul proiectului,ţinând seama de cele conţinute in PVAI

2

PRECIZARI PRIVIND STRUCTURA RAPORTULUI STIINTIFIC SI TEHNIC

Raportul Ştiinţific si Tehnic

1. Indicatorii sintetici de activitate (conform cu planul de realizare propus). Se completează Anexa 1 in conformitate cu specificul proiectului si a fazei de execuţie realizate;

2. Raportul de cercetare in extenso conform următoarei structuri:

o cuprins;

o obiectivele generale;

o obiectivele fazei de execuţie;

o rezumatul fazei (maxim 2 pagini);

o descrierea ştiinţifică si tehnica, cu punerea in evidenta a rezultatelor

fazei si gradul de realizare a obiectivelor; (se vor indica rezultatele)

o anexe (documentaţie de execuţie, caiet de sarcini, teme de

proiectare, buletine de încercări, atestări, certificări, etc. – după

caz).);

o concluzii(se prezintă punctual) o bibliografie;

Pentru secţiunea ştiinţifica si tehnica a Raportului Final de Activitate: Aceleaşi documente ca

si pentru raportarea intermediara, si, in plus:

o Rezumatul publicabil in romana si in engleza (maxim 3 pagini ), din care sa rezulte

gradul de noutate si elementele de dezvoltare economica ale întregului proiect,

impactul preconizat asupra mediului ştiinţific, tehnic, economic, social si didactic o Indicatorii finali ai proiectului

3

Raport de Cercetare Intermediar – Etapa 2, Implementare -

Cuprins

- Obiectivele generale

- Obiectivele fazei de execuţie

- Rezumatul fazei (maxim 2 pagini)

- Descrierea ştiinţifică si tehnica

- Anexe

- Concluzii

- Bibliografie

Obiectivele generale

Asa cum am prezentat deja in faza 1 a acestui proiect, conceptul VFF reprezintă punctul de plecare

spre un cadru care va permite proiectarea eficientă a fabricilor scalabile reale întrucât timpul de

ramp-up utilizand aceste sisteme de productie integrata va fi diminuat cu cel puţin 30%.

Faza nr. 2 a acestui proiect s-a axat pe implementarea modulelor functionale (Pilonul III) precum si

pe testarea si validarea locala a acestor module urmand ca integrarea lor si validarea integrarii sa fie

efectuate in faza nr. 3. Unul dintre aceste module functionale are un rol mai special pentru ca

realizeaza legatura dintre componentele si masinile fabricii reale cu mediul virtual dezvoltat de catre

proiectul VFF. Acest modul se numeste Factory Image (pachetul de lucru VFF nr. 6). Aditional,

echipa universitatii tehnice a fost implicata si in implementarea a altor doua module – Dysfunction

Analysis Module (DAM) si Design Synthesis Module (DSM) care sunt parte a pachetului de lucru VFF

nr. 4.

La nivel specific pentru task-urile alocate universitatii tehnice, obiectivele sunt aceleasi cu cele din

faza nr. 1, doar ca acestea sunt abordate din perspectiva implementarii (scrierii de cod) nu din cea a

analizei:

acces distribuit si concurent la configurarea sistemelor de productie

explorarea si modificarea resurselor si componentelor sistemelor de productie

(caracteristicile, atributele)

proiectarea facila a unor noi resurse pt. sistemul de productie

accesarea si integrarea a diferitor baze de date externe (cataloage de componente,

standarde, etc.)

posibilitatea de a efectua calcule automate pt. costuri si estimari

asistarea operatorilor in calculul costului ciclului de productie

capabilitati de import-export a datelor

filtrarea si analizarea automata a datelor

automatizarea procesului de colectare a datelor survenite de la fabricile reale (statiile de

lucru reale)

vizualizarea la nivel virtual a datelor provenite de la liniile de productie reale

generarea de rapoarte, statistici despre cazurile de eroare si instabilitate ale statiilor de lucru

si ale liniilor de productie in general (cauzele, durata, etc.)

Obiectivele fazei de execuţie

In aceasta a doua faza de executie obiectivele urmarite au fost cele prezentate mai jos:

- analiza documentatiei tehnice (specificatii si arhitectura) realizate in prima faza de executie

- alegerea tehnologiilor de implementare

- planificarea implementarii functionalitatilor descrise de aceasta documentatie

- scrierea codului

- testarea si validarea locala

4

Rezumatul fazei

Asa cum era planificat, aceasta etapa a constat in:

- evaluarea specificatiilor tehnice concepute in faza 1

- impartirea modulelor software in submodule

- planificarea implementarii acestor submodule

- implementarea sub-modulelor

- testarea atomica/singulara a sub-modulelor

- integrarea sub-modulelor si astfel formarea modulelor VFF

- integrarea cu VF Manager (VFM)

- testarea si validarea modulelor realizate (deocamdata fara a face parte dintr-un scenariu

industrial complet)

Mai jos sunt prezentate doua diagrame UML exemplificative pentru aceasta faza:

Fig. 1 - Diagrama UML pentru partea de interconectare a modului DAM cu VFM

Fig. 2 – Flow-ul de date pentru Modulul DSM

5

Descrierea ştiinţifică si tehnica

In aceasta faza au avut loc mai multe intalniri cu partenerii de lucru din VFF – COMAU, Tecnalia si

ITIA - pentru evaluarea graduala a rezultatelor implementarii. Aceste intalniri au avut loc la Torino,

Milano, Cluj-Napoca si Atena. Ca rezultat al acestor intalniri au fost realizate documentele anexate

A-E. Mai jos sunt cateva imagini exemplificative pentru aceste rezultate:

Fig. 3 – Secventialitatea operatiilor in Modulului DAM

Fig. 4 – Diagrama UML pt. sub-modulul VFM Connector al modului DSM

6

Fig. 5 –Conectarea modulului Factory Image cu VFM

Din punct de vedere al implementarii, prezentam mai jos cateva imagini exemplificative pt. interfata

grafica a modulelor software realizate:

Fig. 6 – Selectarea unui proiect in DSM

WS Query Interface IEP WS Connectivity

VFM Connector Logic

Cyclic

Controller

IEP Web

Service

Calls

REST WS

Calls

Factory Image

FI Core

Data Base (PostegreSQL)

OWL

Files

Real Factory

Data Interface

Config

file

Data retrieved by SQL queries

OWL Send

Data

Repository

IEP (Information Exchange Platform)

VF Manager

VFM Connector

FI – VFDM Transformation Manager

7

Fig. 7 – Definirea pasilor precesului de fabricatie pt. o statie de lucru in DSM

Fig. 8 – Editarea proprietatilor componentelor din DSM

8

Fig. 9 – Vizualizarea datelor provenite de la fabrica reala in DAM

Fig. 10 – Vizualizarea statisticilor in DAM

9

Modulul Factory Image a fost prezentat intr-o lucrare la conferinta Modern Information Technology in

the Innovation Processes of Industrial Enterprises, Budapesta, Ungaria, in luna octombrie 2012.

Articolul a fost realizat prin efortul concertat al celor 3 parteneri din VFF care sunt implicati si in

realizarea acestor module software – Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca (UTCN), Tecnalia si

ITIA. Articolul, cu titlul „FACTORY IMAGE: KNOWLEDGE DRIVEN REAL DATA INTEGRATION IN VFF”

se regaseste anexat (Anexa F). O diagrama exemplificativa se afla mai jos:

Fig. 11 – Diagrama folosita in articolul „FACTORY IMAGE: KNOWLEDGE DRIVEN REAL

DATA INTEGRATION IN VFF”

Anexe

Anexa A – VFF_ D4.3-4.4_UTCN_DAM_FunctionalModuleDescription.doc

Anexa B - VFF_ D4.3-4.4_UTCN_DSM_FunctionalModuleDescription.doc

Anexa C - VFF_ D4.5_2012_DAM.doc

Anexa D - VFF_ D4.5_2012_DSM.doc

Anexa E - VFF_D6.4.docx

Anexa F - MITIP_2012_paper_54.pdf

Concluzii

toate subfazele planificate pentru aceasta a doua etapa au fost realizate

s-a creat un plan detaliat de implementare

s-a realizat o impartire granulara a modulelor in sub-module

s-a realizat implementarea sub-modulelor

s-a implementat punctele de integrare cu partea centrala a sistmului VFF – VF Manager

s-a realizat implementarea maparii cu structurile de date si ontologia folosite de sistemul VFF

in ansamblul sau, astfel incat si aceste module sa poata fi integrate usor

s-au integrat sub-modulele dezvoltate formand adevarate aplicatii software complexe care

imbunatatesc aspectul holistic al proiectului VFF

s-au testat si validat local modulele create

s-au documentat toate rezultatele astfel incat acestea pot fi certetate si studiate de catre

oricare dintre partenerii de proiect, la orice moment de timp ulterior

s-a planificat integrarea modulelor care urmeaza in faza urmatoare

10

Bibliografie Alexopoulos K., Papakostas N., Mourtzis D., Chryssolouris G., "A method for comparing flexibility performance for the

lifecycle of manufacturing systems under capacity planning constraints", International Journal of Production Research,

Vol. 49, No. 11, 2010, pp. 3307-3317

Beckett D., “RDF/XML Syntax Specification (Revised)”, W3C, 2004, Retrieved: 15.06.2011, <http://www.w3.org/TR/rdf-

syntax-grammar/>

Booth D. and Liu C.K., “Web Services Description Language (WSDL) Version 2.0 Part 0: Primer”, W3C, 2007, Retrieved:

15.06.2011, <http://www.w3.org/TR/wsdl20-primer/>

Chryssolouris G., Mavrikios D., Papakostas N, Mourtzis D., Michalos G., Georgoulias K., "Digital manufacturing: history,

perspectives, and outlook", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part B: Journal of Engineering

Manufacture, Vol. 222, No. 5, 2008, pp.451-462

Denkena B., Shpitalni M., Kowalski P., Molcho Z., Zipori Y., "Knowledge management in process planning", CIRP Annals,

Vol. 56, No. 1, 2007, pp. 175–180

Engelbert Westkämper, Carmen Constantinescu, Vera Hummel, “New Paradigm in Manufacturing Engineering: Factory Life

Cycle”, Production Engineering, Vol. 13, No. 1, 2006, pp 143-146

Ghielmini G., Pedrazzoli P., Rovere D., Terkaj W., Boër C.R., Dal Maso G., Milella F., Sacco M., “Virtual Factory Manager

of Semantic Data”, Proceedings of DET2011 - 7th International Conference on Digital Enterprise Technology, Athens,

2011

Koren Y., Heisel U., Jovane F., Moriwaki T., Pritschow G., Ulsoy G., Brussel HV, “Reconfigurable Manufacturing Systems”,

CIRP Annals - Manufacturing Technology, Vol. 48, No. 2, 1999, 527-540

Lihui Wang, Andrew Y.C. Nee, “Collaborative Design and Planning for Digital Manufacturing”, Springer, London, 2009

Morad Mahdjoub, Davy Monticolo, Samuel Gomes and Jean-Claude Sagot, “A collaborative Design for Usability approach

supported by Virtual Reality and a Multi-Agent System embedded in a PLM environment”, Computer-Aided Design, Vol.

42, No. 5, 2010, pp 402-413

Mottura S., Vigano G., Greci L., Sacco M., Carpanzano E., “New Challenges in Collaborative Virtual Factory Design”,

Azevedo A, (Ed.) Innovation in Manufacturing Networks, Springer, 2008, Boston, pp 17–24

Pedrazzoli P., Sacco M., Jönsson A., Boër C., “Virtual Factory Framework: Key Enabler For Future Manufacturing”, Cunha,

P.F., Maropoulos, P.G. (eds.) Digital Enterprise Technology, Springer, US, 2007, pp. 83-90

Sacco M., Dal Maso G., Milella F., Pedrazzoli P., Rovere D., Terkaj W., “Virtual Factory Manager”, in: Shumaker R., "Virtual

and Mixed Reality - Systems and Applications", Lecture Notes in Computer Science, Springer, 2011, pp 397-406

Sacco M., Pedrazzoli P., and Terkaj W., “VFF: Virtual Factory Framework”, ICE - 16th International Conference on

Concurrent Enterprising, 2010, Lugano, Switzerland

Terkaj W., Tolio T., Valente A., “Designing Manufacturing Flexibility in Dynamic Production Contexts”, Design of Flexible

Production Systems, Springer, 2009, pp 1-18

Terkaj W., Tolio T., Valente A., “Stochastic Programming Approach to support the Machine Tool Builder in Designing

Focused Flexibility Manufacturing Systems (FFMSs)”, International Journal of Manufacturing Research, Vol. 5, No. 2,

2010, pp 199-229

Tolio T., Ceglarek D., ElMaraghy H.A., Fischer A., Hu S., Laperrière L., Newman S., Váncza J., “SPECIES -- Co-evolution of

Products, Processes and Production Systems”, CIRP Annals - Manufacturing Technology Vol. 59, No. 2, 2010, pp 672--693

Wiendahl H-P., ElMaraghy H.A., Nyhuis P., Zaeh M.F., Wiendahl H-H., Duffie N., Brieke M., “Changeable manufacturing -

classification, design and operation”, Annals of the CIRP - Manufacturing Technology , Vol. 56, No. 2, 2007, pp 783–809