Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Evolution of system dependability and safety

Szpytko Janusz

Journal of KONBiN

|

2026

|

Vol. 56, iss.1

149--156

EN

This article examines the state of knowledge regarding the evolution of system dependability and safety. The paper presents our own observations regarding the evolutionary perspective on technical devices and systems in the context of their dependability, safety and resilience. Challenges have been formulated in terms of shaping the dependability and safety of cyber-physical systems. As an application example, selected challenges formulated in the field of safety of cyber-physical systems in transportation engineering are discussed.

PL

Przedmiotem artykułu jest stan wiedzy w zakresie ewolucji niezawodności i bezpieczeństwa systemów. W pracy przedstawiono własne obserwacje w zakresie ewolucyjnego postrzegania urządzeń i systemów technicznych w kontekście ich niezawodności i bezpieczeństwa oraz odporności. Sformułowano wyzwania w zakresie kształtowania niezawodności i bezpieczeństwa systemów cyberfizycznych. Jako przykład zastosowania omówiono wybrane wyzwania formułowane w zakresie bezpieczeństwa systemów cyberfizycznych w inżynierii transportu.

2

Analysis of the use in Polish industry of modern technology resources as tools for building smart structures

Siemieniak Maciej

Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Organizacja i Zarządzanie

|

2024

|

Nr 89

153--178

EN

This paper presents the enterprise as a cyber-physical system creating the new reality of the fourth industrial revolution. An explanation of the concept and essence of Industry 4.0 and a brief characterization of its key components are the starting point for a presentation of the cyber-physical system as an intelligent structure. A model of the cyber-physical system in the form of a platform consisting of hardware an d software is presented. The description of the structure of an intelligent system inspired the author's concept of the architecture of such a system. In the following part of the article, the importance of identification technology and communication between industrial objects is presented as an essential element of the modern digital industry. Artificial intelligence technology is important in the development of cyber-physical systems to solve the complex problems of modern industry. The research problem concerned the issue of the use of modern digital technologies in Polish enterprises as a basis for building intelligent structures. The subject of the research was selected issues related to digital technologies used in contemporary enterprises and their impact on the functioning of organizations. The aim of the study was to provide knowledge on the type and level of modern technology resources and business solutions used. The analysis of the results of the survey made it possi ble to determine the level of preparedness of enterprises for cyber-physical systems. Moreover, the findings indicated the varying degree of use of modern digital technologies by enterprises.

PL

W artykule przedstawiono przedsiębiorstwo jako system cyberfizyczny kreujący nową rzeczywistość czwartej rewolucji przemysłowej. Wyjaśnienie koncepcji i istoty Przemysłu 4.0 oraz krótka charakterystyka jego najważniejszych komponentów były punktem wyjścia do prezentacji systemu cyberfizycznego jako inteligentnej struktury. Zaprezentowany został model systemu cyberfizycznego w postaci platformy składającej się ze sprzętu i oprogramowania. Opis struktury inteligentnego systemu opartego na trzech warstwach – fizycznej, cybernetycznej i komunikacyjnej – stał się inspiracją do stworzenia autorskiej koncepcji architektury takiego systemu. W dalszej części artykułu zarysowano znaczenie technologii identyfikacji i komunikacji między obiektami przemysłowymi jako znaczący element nowoczesnego przemysłu cyfrowego. Istotne znaczenie w rozwoju systemów cyberfizycznych ma technologia sztucznej inteligencji, która umożliwia między innymi przeprowadzenie procesów uczenia maszynowego, a dzięki temu rozwiązywanie złożonych problemów nowoczesnego przemysłu. Problem badawczy prezentowany w niniejszym artykule dotyczy zagadnienia wykorzystania nowoczesnych technologii cyfrowych w polskich przedsiębiorstwach stanowiących podstawę do budowania inteligentnych struktur. Przedmiotem badań są wybrane zagadnienia związane z technologią cyfrową stosowaną w nowoczesnych przedsiębiorstwach i z systemami informacyjno-komunikacyjnymi oraz ich wpływem na funkcjonowanie organizacji. Celem badań jest dostarczenie wiedzy o rodzaju i poziomie wykorzystywanych zasobów nowoczesnych technologii i rozwiązań biznesowych. Analiza rezultatów badań pozwoliła określić stopień przygotowania przedsiębiorstw do tworzenia systemów cyberfizycznych. Wyniki ankietowe wskazują na zróżnicowany stopień wykorzystania nowoczesnych technologii cyfrowych przez przedsiębiorstwa. Chociaż istnieje pewne zaangażowanie w ich wykorzystanie, wciąż jest wiele firm, które nie stosują w pełni potencjału tych technologii.

3

A digital twin framework for cyber-physical waste stream control systems: towards reverse Logistics 4.0

Giel Robert, Dąbrowska Alicja

LogForum

|

2024

|

Vol. 20, no. 3

297--306

EN

Background: With socio-economic development, an increase in waste generation is observed. In view of its negative impact on the environment and human health, it is becoming increasingly important to follow the waste hierarchy and perform research on reverse logistics. It is crucial to maximize the efficiency of the separation of the waste mixture into fractions which can be returned to the material cycle in the economy. The separation process is carried out in systems such as waste sorting plants, which are characterized by complexity and variable input waste stream composition. Therefore, research in this field is usually based on simplifying assumptions and static input-output data and limited in scope. There is a lack of studies dedicated to the real-time control of these systems. Methods: We propose a Digital Twin framework for waste sorting systems to address the limitations of solutions available in the literature and to standardize the development of cyber-physical waste stream control systems. The proposed approach includes one of the key technologies of Industry 4.0, so it is in line with the Reverse Logistics 4.0 concept. Results: The main components of the Digital Twin considered were a sensor-based waste stream monitoring system, a physical model of the sorting system, a simulation model and its integration with the physical model. The deployment of a Digital Twin in line with the presented framework is demonstrated using the example of a selected plastic waste sorting plant. Conclusions: Based on the proposed approach, it is possible to include waste stream features (heterogeneity, composition uncertainty and high variability) in logistics decision-making in detail and in real time. The implementation of a Digital Twin can reduce the amount of waste sent to landfill and significantly increase the achieved recovery rates, thus increasing the amount of waste being reused and thereby contributing to the transformation to a circular economy.

4

The Internet of Things and AI-based optimization within the Industry 4.0 paradigm

Mikołajewski Dariusz, Czerniak Jacek M., Piechowiak Maciej, Węgrzyn-Wolska Katarzyna, Kacprzyk Janusz

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2024

|

Vol. 72, nr 1

art. no. e147346

EN

By reviewing the current state of the art, this paper opens a Special Section titled “The Internet of Things and AI-driven optimization in the Industry 4.0 paradigm”. The topics of this section are part of the broader issues of integration of IoT devices, cloud computing, big data analytics, and artificial intelligence to optimize industrial processes and increase efficiency. It also focuses on how to use modern methods (i.e. computerization, robotization, automation, machine learning, new business models, etc.) to integrate the entire manufacturing industry around current and future economic and social goals. The article presents the state of knowledge on the use of the Internet of Things and optimization based on artificial intelligence within the Industry 4.0 paradigm. The authors review the previous and current state of knowledge in this field and describe known opportunities, limitations, directions for further research, and industrial applications of the most promising ideas and technologies, considering technological, economic, and social opportunities.

5

Towards to an interface design for a building operations CPS

Moreira Filipe, Alexandre Rosana, Silva Rosa Mariana, Oliveira João, Alves Manuel, Pereira João, Colim Ana, Rodrigues Nelson

Annals of Computer Science and Information Systems

|

2024

|

Vol. 39

655--660

EN

Cyber-physical systems (CPS) enable value creation in software. Nevertheless, there are challenges. We present a concept on how to approach the design and development of a software service, based on multiple CPS. We define our understanding of a specific CPS, specifying its graphical user interface components and architectural aspects, suggesting tools and design methodologies while explaining the alignment with existing approaches such as Industry 4.0 and SaaS. The multidisciplinary nature of CPS leads to several development challenges, and we focus our work on using design thinking techniques, methodologies, and tools that are valuable solutions and key to the sustainability of new designs. These insights may help researchers and industrial practitioners to develop and commercialize service-based CPS.

6

EARL - dziedzinowy język opisu systemów cyberfizycznych

Winiarski Tomasz, Seredyński Dawid

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2022

|

z. 197, t. 1

223-232

PL

Modelowanie jest jednym z podstawowych aspektów inżynierii. Dotyczy to w szczególności systemów cyberfizycznych, w tym robotycznych. W artykule zaprezentowano syntetyczny opis dziedzinowego języka opisu systemów cyberfizycznych – EARL (Embodied Agent-Based cybeR-physical Control Systems Modelling Language). Język ten opiera się na SysML (Systems Modelling Language) i służy przede wszystkim do modelowania systemów w sposób zgodny z teoria agentowa szkoły warszawskiej profesora Cezarego Zielińskiego. W artykule zamieszczono tak ̇ze wybrane praktyczne aspekty użycia EARL w modelowaniu konkretnych systemów.

EN

Modelling is one of the fundamental aspects of engineering. This is especially true for cyber-physical systems, including robotic systems. This paper presents a synthetic description of an EARL – Embodied Agent-Based cybeR-physical Control Systems Modelling Language. The language is based on SysML (Systems Modelling Language) and is used primarily to model systems in a manner consistent with the agent theory of the Warsaw school of Prof. Cezary Zieliński. The paper also includes selected practical aspects of using EARL in modelling specific systems.

7

Digital twin technology — awareness, implementation problems and benefits

Gulewicz Małgorzata

Engineering Management in Production and Services

|

2022

|

Vol. 14, no. 1

63--77

EN

Aiming to ensure current market needs, manufacturing companies search for tools and methodologies that would help them deliver their products efficiently and costeffectively and enable them to become a part of Industry 4.0. Digital twins are a technology created based on the idea of the Fourth Industrial Revolution. The solution helps recreate physical devices in virtual space based on gathered data. It supports performance tests, configuration changes, and predictive maintenance without engaging existing machines. The paper aims to gain knowledge about the awareness level of the digital twin technology among industry representatives and identify the most important problems that stand in the way of implementing the technology in enterprises. The research focused on market awareness of the described technology. It also examined how companies use employee suggestions to improve their organisations and the factors that influence process efficiency. The methods used for the research were a literature review and cross-sectional survey conducted with 50 employees of manufacturing and IT companies. The research showed the need to implement digital twins in enterprises. Half of the survey respondents replied that the technology would help improve the efficiency of the company’s processes. The main benefit of the conducted research is identified awareness of the technology among industry representatives. In the future, the research will be extended to include the analysis of specific cases affecting the implementation of digital twins in enterprises.

8

Tomographic ultrasonic sensors in industrial applications

Rymarczyk Tomasz, Kłosowski Grzegorz, Kania Konrad, Rymarczyk Paweł, Mazurek Mariusz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 1

166--169

EN

The work presents the results of research on the use of tomographic ultrasonic sensors to analyse industrial processes using dedicated measuring devices, image reconstruction algorithms and cyber-physical system.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad wykorzystaniem tomograficznych czujników ultradźwiękowych do analizy procesów przemysłowych z zastosowaniem dedykowanych urządzeń pomiarowych, algorytmów rekonstrukcji obrazu oraz systemu cyber-fizycznego.

9

Cyfryzacja procesów utrzymania obiektów infrastruktury

Płaszczyk Tomasz, Korus Kamil, Uściłowski Mateusz, Salamak Marek

Materiały Budowlane

|

2021

|

nr 6

50--52

PL

Artykuł przedstawia propozycję innowacyjnego podejścia do cyfryzacji obiektów mostowych z użyciem technologii BIM. Omawia ideę odwzorowania rzeczywistego modelu obiektu - tworzenia tzw. cyfrowych bliźniaków. Prezentuje przykłady ich zastosowania w infrastrukturze z naciskiem na obiekty mostowe. Omówiono etapy cyfryzacji procesu utrzymania dużej estakady w ciągu autostrady A1 w Knurowie. W tym celu wykorzystano chmurę punktów otrzymaną ze skaningu laserowego i fotogrametrii niskopułapowej. Dodatkowo w procesie wykorzystano narzędzia mieszanej rzeczywistości. Omówiono rolę i przyszłość metody BrIM oraz cyfrowych bliźniaków w utrzymaniu obiektów infrastruktury.

EN

The article presents an innovative approach to digitization of bridge structures using BIM technology. The idea of mapping the real object model - creating the so-called digital twins. Examples of applications in infrastructure with an emphasis on bridge structures are given. The stages of digitization of the maintenance process of a large flyover along the A1 motorway in Knurów were discussed. For this purpose, a point cloud obtained from laser scanning and low-ceiling photogrammetry was used. Additionally, the process uses mixed reality tools. The role and future of the BrIM methodology and digital twins in the maintenance of infrastructure facilities were discussed.

10

Analysis of safeness in a Petri net-based specification of the control part of cyber-physical systems

Wojnakowski Marcin, Wiśniewski Remigiusz, Bazydło Grzegorz, Popławski Mateusz

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2021

|

Vol. 31, no. 4

647--657

EN

The paper proposes an algorithm for safeness verification of a Petri net-based specification of the control part of cyber-physical systems. The method involves a linear algebra technique and is based on the computation of the state machine cover of a Petri net. Contrary to the well-known methods, the presented idea does not require obtaining all sequential components, nor the computation of all reachable states in the system. The efficiency and effectiveness of the proposed method have been verified experimentally with a set of 243 test modules (Petri net-based systems). The results of experiments show high efficiency of the proposed method since a solution has been found even for such nets where popular techniques are not able to analyze the safeness of the system. Finally, the presented algorithm is explained in detail using a real-life case-study example of the control part of a cyber-physical system.

11

W dobie przemysłu 4.0

Grabicki Rafał

Przemysł Farmaceutyczny

|

2020

|

nr 2

13--15

PL

Przemysł 4.0, a właściwie CPS (cyber-physical systems), czyli jednorodny system cyberfizyczny, polega na kombinacji oprogramowania i komunikacji między maszynami. Dotychczas komunikacja była wymuszona przez człowieka i zasadniczo polegała na odbieraniu i wysyłaniu prostych sygnałów start-stop. Rewolucja przemysłowa 4.0 wprowadza maszyny na kolejny poziom, który pozwala na zaawansowaną komunikację i korzystanie ze wspólnych danych.

12

Cyberbezpieczeństwo zarządzania sieciami i partycjami w transporcie kolejowym

Procházka Jan, Novobilsky Petr, Procházkova Dana

Problemy Kolejnictwa

|

2020

|

Z. 189

57--64

PL

Infrastruktura transportu kolejowego zapewnia codzienny przewóz dużej liczby osób i ładunków. Znaczenie kolei pod względem zapewnienia sprawności obsługi na danym obszarze czyni z niej infrastrukturę krytyczną. Obserwuje się istotny rozwój wykorzystania technologii informatycznych na kolei, podobnie jak we wszystkich innych branżach. Z tego względu zarządzanie koleją, jako systemem fizycznym, należy zastąpić zarządzaniem koleją, jako systemem cyberfizycznym. Infrastruktura kolejowa jest narażona na znaczące ataki zarówno w przestrzeni fizycznej, jak i w cyberprzestrzeni. Artykuł jest poświęcony zarządzaniu sieciami komunikacyjnymi, służącymi do transmisji danych i partycjami, rozumianymi jako logicznie wydzielone zasoby informatyczne (służące do przetwarzania danych), wykorzystywanymi na potrzeby transportu kolejowego. Systemowo, wielopoziomowe, bezpieczne i niezależne (ang. System Multiple Independent Levels of Security – MILS) przetwarzanie danych spełnia wysokie wymagania dotyczące bezpieczeństwa systemu. MILS jest niezawodną architekturą bezpieczeństwa opartą na koncepcji separacji i kontrolowanego przepływu danych. W artykule opisano możliwości wykorzystania platformy MILS w systemie teleinformatycznym i systemie sterowania ruchem kolejowym.

13

An architectural design for measurement uncertainty evaluation in cyber-physical systems

Pilar von Pilchau Wenzel, Gowtham Varun, Gruber Maximilian, Riedl Matthias, Koutrakis Nikolaos-Stefanos, Tayyub Jawad, Hähner Jörg, Eichstädt Sascha, Uhlmann Eckart, Polte Julian, Frey Volker, Willner Alexander

Annals of Computer Science and Information Systems

|

2020

|

Vol. 22

53--57

EN

Several use cases from the areas of manufacturing and process industry, require highly accurate sensor data. As sensors always have some degree of uncertainty, methods are needed to increase their reliability. The common approach is to regularly calibrate the devices to enable traceability according to national standards and Syst\`eme international (SI) units - which follows costly processes. However, sensor networks can also be represented as Cyber Physical Systems (CPS) and a single sensor can have a digital representation (Digital Twin) to use its data further on. To propagate uncertainty in a reliable way in the network, we present a system architecture to communicate measurement uncertainties in sensor networks utilizing the concept of Asset Administration Shells alongside methods from the domain of Organic Computing. The presented approach contains methods for uncertainty propagation as well as concepts from the Machine Learning domain that combine the need for an accurate uncertainty estimation. The mathematical description of the metrological uncertainty of fused or propagated values can be seen as a first step towards the development of a harmonized approach for uncertainty in distributed CPS in the context of Industrie 4.0. In this paper, we present basic use cases, conceptual ideas and an agenda of how to proceed further on.

14

Fourth industrial revolution: a way forward to attain better performance in the textile industry

Ślusarczyk Beata, Haseeb Muhammad, Hussain Hafezali Iqbal

Engineering Management in Production and Services

|

2019

|

Vol. 11, no. 2

52--69

EN

The textile industry is one of the fastest growing industries which expressively contributes to the economic growth of Malaysia. However, in recent years, the situation has changed and demonstrates a downward trend. The imports are growing faster compared to the exports, consequently resulting in a low contribution to the gross domestic product (GDP). To address the issue, this study aims to investigate the role of Industry 4.0 on the performance of firms engaged in the production and services of the Malaysian textile industry. To achieve the objective, this study adopted a cross-sectional research design. A survey was carried out to collect data from employees of textile firms. Results of the study found that Industry 4.0 positively contributed to the effectiveness of the production and services of the textile industry. Production and services have a positive role in the performance of textile firms. The current study provides an interesting insight into the future direction of research for studies on organisational performance, which can be extended to different manufacturing-based industries. In addition, it provides the rationale for the adoption and implementation of smart technologies in these industries. It has been found that cyber-physical systems (CPS), interoperability, a smart city and a smart product have a positive effect on production and services. Additionally, it is not possible without the effective implementation of technology. Thus, the current study provides valuable insights into the improvement of the textile industry’s performance.

15

Modernizacja gniazda produkcyjnego zgodnie z koncepcją Industry 4.0 na przykładzie stanowiska do realizacji procesu wykrawania

Czyżewski P., Ernt M.

Przegląd Spawalnictwa

|

2018

|

R. 90, nr 1

21--24

PL

Koncepcja czwartej rewolucji przemysłowej sprowadza się do zwiększenia wydajności i elastyczności procesów produkcyjnych oraz poprawy jakości życia ludzi. Industry 4.0 dysponuje szeregiem narzędzi technicznych, które między innymi realizują funkcje komunikacji za pośrednictwem sieci Internet z elementami składowymi maszyny. Do realizacji pilotażowej modernizacji stanowiska produkcyjnego wykorzystano prasę mimośrodową Instytutu Technik Wytwarzania Politechniki Warszawskiej. Układ napędowy i sterownia zmodernizowano, zakładając wymianę kluczowych danych diagnostycznych z systemem sterowania nadrzędnego. Kolejno uruchomiono system akwizycji danych procesowych oparty o urządzenia Kistler maXYmos TL. Całość dopełnia system SCADA wraz z aplikacją administracyjną, które za pośrednictwem odpowiedniego aparatu matematycznego, dążą do realizacji koncepcji predyktywnego utrzymania ruchu i określenia zużycia narzędzia.

EN

The concept of the Industry 4.0 revolution is related to increasing efficiency, elasticity of production and improving the quality of life. Industry 4.0 has several technical tools that, implements communication between components of machine via the Internet. The mechanical press of the Institute of Manufacturing Technologies at Warsaw University of Technology was used to implement the pilot modernization to Industry 4.0 standard. The control and drive system were upgraded assuming exchange of key diagnostic data with the master control system. The process data acquisition system based on Kistler maXYmos TL was launched. The whole is complemented by SCADA system and administrative application, which using appropriate mathematical calculations realize the concept of predictive maintenance and calculates the tool wear.