The Use of Virtual Twins in the Robotic Yoghurt Mixing Process

• Autorzy: Kaczmarek Wojciech , Borys Szymon , Panasiuk Jarosław , Siwek Michał

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0016.2962

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie wirtualnych bliźniaków w procesie zrobotyzowanego miksowania jogurtów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of computer simulations related to the selection and optimisation of parameters for a robotic yoghurt mixing process. The authors proposed a station configuration using the RobotStudio environment for off-line robot programming and virtual controller technology and determined the performance of the robotised production line. The main component of the study was a computer simulation of the station based on the Picking PowerPac package and Pick Master 3 program. As a result of the simulations, numerical values were obtained informing about the number of handled and rejected products, filled containers and the times of production cycles of the station.

PL

W artykule przedstawiono wyniki przeprowadzonych symulacji komputerowych związanych z doborem i optymalizacją parametrów zrobotyzowanego procesu miksowania jogurtów. Autorzy zaproponowali konfigurację stacji przy użyciu środowiska RobotStudio do programowania robotów w trybie off-line oraz w technologii wirtualnego kontrolera i wyznaczyli wydajność zrobotyzowanej linii produkcyjnej. Głównym elementem badań była symulacja komputerowa stanowiska w oparciu o pakiet Picking PowerPac oraz Pick Master 3. W wyniku przeprowadzonych symulacji uzyskano liczbowe wartości informujące m. in. o liczbie obsłużonych i odrzuconych produktów, zapełnionych kontenerów oraz czasach cykli produkcyjnych stacji.

Słowa kluczowe

EN

virtual twin; robotization; packaging; Industry 4.0

PL

wirtualny bliźniak; robotyzacja; pakowanie; Przemysł 4.0

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 14, Nr 1 (51)
• Strony: 105--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Kaczmarek Wojciech

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-3805-9510

autor

Borys Szymon

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

autor

Panasiuk Jarosław

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

autor

Siwek Michał

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics, Armament and Aerospace 2 Sylwestra Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] International Federation of Robotics. 2019. World Robotics 2019 Industrial Robots. Germany: VDMA Services GmbH.
• [2] Iqbal, Jamshed, Zeashan H. Khan, and Azfar Khalid. 2017. „Prospects of robotics in food industry”. Food Science and Technology 37 (2) : 159-165.
• [3] Barabady, Javad, Tore Markeset, and Uday Kumar. 2010. „A framework for improvement of production plant performance using production assurance programs”. International Journal of Systems Assurance Engineering and Management 1 (1) : 59-65.
• [4] Bect, Pierre, Zineb Simeu-Abazi, and Pierre-Loic Maisonneuve. 2015. „Identification of abnormal events by data monitoring: Application to complex systems”. Computers in Industry 68 : 78-88.
• [5] van der Aalst, Wil. 2016. Process Mining. Berlin,: Heidelberg: Springer.
• [6] Vera-Baquero, Alejandro, Ricardo Colomo-Palacios, and Owen Molloy. 2014. „Towards a Process to Guide Big Data Based Decision Support Systems for Business Processes”. Procedia Technology 16 : 11-21.
• [7] Kaczmarek, Wojciech, Bartłomiej Lotys, Szymon Borys, Dariusz Laskowski, and Piotr Lubkowski. 2021. „Controlling an industrial robot using a graphic tablet in offline and online mode”. Sensors 21 (7) : 2439-1-20.
• [8] Borys, Szymon, Wojciech Kaczmarek, and Dariusz Laskowski. 2020. „Selection and optimization of the parameters of the robotized packaging process of one type of product”. Sensors 20 (18) : 5378-1-21.
• [9] Panasiuk, Jarosław, Wojciech Kaczmarek, Michał Siwek, and Szymon Borys. 2022. „Test Bench Concept for Testing of Gripper Properties in a Robotic Palletizing Process”. Problemy mechatroniki. Uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa / Problems of Mechatronics. Armament, Aviation, Safety Engineering 13 (2) : 51-64.
• [10] Ruschel, Edson, Eduardo Alves Portela Santos, and Eduardo de Freitas Rocha Loures. 2017. „Industrial maintenance decision-making: A systematic literature review”. Journal of Manufacturing Systems 45 : 180-194.
• [11] Purohit, S. Bhushan, and Bhupesh Kumar Lad. 2016. „Production and maintenance planning: an integrated approach under uncertainties”. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 86 (9-12) : 3179-3191.
• [12] van der Aalst, M.P. Wil. 2011. Process Mining: Discovery, Conformance and Enhancement of Business Processes. Springer Berlin, Heidelberg.
• [13] Ayo, Emmanuel Femi, Olusegun Folorunso, and Friday Thomas Ibharalu. 2017. „A probabilistic approach to event log completeness”. Expert Systems with Applications 80 (C) : 263-272.
• [14] Kaczmarek, Wojciech, Jarosław Panasiuk, and Szymon Borys. 2017. Środowiska programowania robotów. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• [15] Damic, Vjekoslav, Maida Cohodar, and Nedzma Kobilica. 2019. Development of Dynamic Model of Robot with Parallel Structure Based on 3D CAD Model, In Proceedings of the 30th DAAAM International Symposium on Intelligent Manufacturing and Automation pp. 0155-0160.
• [16] Sam, Rosidah, Kamarul Arrifin, and Norlida Buniyamin. 2012. Simulation of pick and place robotics system using Solidworks Softmotion. In Proceedings of the 2012 International Conference on System Engineering and Technology (ICSET), 6 pages.
• [17] Kaczmarek, Wojciech, and Jarosław Panasiuk. 2017. Robotization of Production Processes Introduction. Warsaw: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• [18] Zhang, Chao, Guanghui Zhou, Jun He, Zhi Li, and Wei Cheng. 2019. „A data- and knowledge-driven framework for digital twin manufacturing cell”. Procedia CIRP 83 : 345-350.
• [19] Pires, Flavia, A. Cachada, J. Barbosa, A. P. Moreira, and P. Leitao. 2019. Digital Twin in Industry 4.0: Technologies, Applications and Challenges. In Proceedings of the 2019 IEEE 17th International Conference on Industrial Informatics (INDIN) pp. 721-726.
• [20] Jinsong, Bao, Dongsheng Guo, Jie Li, and Jie Zhang. 2019. „The modelling and operations for the digital twin in the context of manufacturing”. Enterprise Information Systems 13 (4) : 534-556.
• [21] Damic, Vjekoslav, Maida Cohodar, and Avdo Voloder. 2018. Modelling and Path Planning of Delta Parallel Robot in Virtual Environment., In Proceedings of the International DAAAM Symposium pp. 0149-0156.
• [22] Fera, Marcella, Alessandro Greco, Mario Caterino, Salvatore Gerbino, Francesco Caputo, Roberto Macchiaroli, and Egidio D'Amato. 2019. „Towards Digital Twin Implementation for Assessing Production Line Performance and Balancing”. Sensors 20 (1) : 97-1-18.
• [23] Kousi, Niki, Christos Gkournelos, Sotiris Aivaliotis, Christos Giannoulis, George Michalos, and Sotiris Makris. 2019. „Digital twin for adaptation of robots’ behavior in flexible robotic assembly lines”. Procedia Manufacturing 28 : 121-126.
• [24] Oyekan, O. John, Windo Hutabarat, Ashutosh Tiwari, Raphael Grech, Min H. Aung, Maria P. Mariani, Laura Lopez-Davalos, Timothe Ricaud, Sumit Singh, and Charlene Dupuis. 2019. „The effectiveness of virtual environments in developing collaborative strategies between industrial robots and humans”. Robotics and Computer - Integrated Manufacturing 55 (A) : 41-54.
• [25] Araiza Illan, Dejanira, Alberto De San Bernabé Clemente, Hongchao Fang, and Yong Shin Leong. 2019. Augmented Reality for Quick and Intuitive Robotic Packing Re-Programming. In Proceedings of the 14th ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction (HRI) pp. 664-664.
• [26] Camacho, Guillermo, Cesar Hernán Rodriguez Garavito, and David Alvarez Martinez. 2018. Modelling the Kinematic Properties of an Industrial Manipulator in Packing Applications. In Proceedings of th 14th International Conference on Control and Automation (ICCA) pp. 1028-1033.
• [27] Kaczmarek, Wojciech, Jarosław Panasiuk, Szymon Borys, Michał Siwek, and Robert Dyczkowski. 2022. Robotyzacja i automatyzacja. Przemysł 4.0. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).

2. This work was co-financed by Military University of Technology (Warsaw, Poland) under research project UGB 776/2022.