Design and development of a hybrid cell digital twin for process control optimization
| datacite.contributor.RelatedPerson | Σταυρόπουλος, Παναγιώτης | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Νικολετσέας, Σωτήριος | |
| datacite.contributor.Supervisor | Μούρτζης, Δημήτριος | |
| dc.contributor.author | Βέργαδος, Χρήστος | |
| dc.contributor.other | Vergados, Christos | |
| dc.date.accessioned | 2025-03-04T10:59:28Z | |
| dc.date.available | 2025-03-04T10:59:28Z | |
| dc.date.issued | 2025-03-07 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | This diploma thesis addresses the issue of digital twin of a hybrid cell in manufacturing. In the current highly competitive business environment and the increasing demand for personalized products, the necessity of investigating potential system alternatives towards a more efficient manufacturing system design arises more intensely than ever. In an era of economic uncertainty and increased awareness for the ecosystem, sustainability is and will be a crucial issue that will influence many aspects in the industry. To overcome the challenges of waste, high operating costs, and deviations in production, enterprises have begun to transition their production practices to Industry 4.0, also referred to as the Fourth Industrial Revolution, that has emerged in the present-day period. One of the concepts that Industry 4.0 has brought to surface is the Digital Twin. The digital twin, as a virtual representation of a physical object or system, can transfer real-time data on the production process, enabling predictive capabilities to increase productivity, resulting in improved decision-making, risk mitigation, and efficient resource allocation. This thesis proposes a novel design for a hybrid cell digital twin focused on optimizing additive manufacturing and milling processes. Hybrid cells provide flexibility, reduced lead times and can create personalized products in smaller batches. The research methodology starts with creating a 3D model to simulate the physical system in software. Subsequently, communication protocols will be employed to interoperate the physical and digital systems to collect and fuse data to be used to optimize production in the hybrid cell. | |
| dc.description.translatedabstract | Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με το ψηφιακό δίδυμο ενός υβριδικού κελιού στην παραγωγή. Στο σημερινό ιδιαίτερα ανταγωνιστικό επιχειρηματικό περιβάλλον και στην αυξανόμενη ζήτηση για εξατομικευμένα προϊόντα, η ανάγκη διερεύνησης πιθανών εναλλακτικών συστημάτων προς την κατεύθυνση ενός πιο αποδοτικού σχεδιασμού του συστήματος παραγωγής προκύπτει πιο έντονα από ποτέ. Σε μια εποχή οικονομικής αβεβαιότητας και αυξημένης ευαισθητοποίησης για το οικοσύστημα, η βιωσιμότητα είναι και θα είναι ένα κρίσιμο ζήτημα που θα επηρεάσει πολλές πτυχές του κλάδου. Για να ξεπεράσουν τις προκλήσεις της σπατάλης, του υψηλού λειτουργικού κόστους και των αποκλίσεων στην παραγωγή, οι επιχειρήσεις έχουν αρχίσει να μεταφέρουν τις πρακτικές παραγωγής τους προς το Industry 4.0, που αναφέρεται επίσης ως τέταρτη βιομηχανική επανάσταση, η οποία έχει αναδυθεί στη σημερινή περίοδο. Μία από τις έννοιες που έχει φέρει στην επιφάνεια το Industry 4.0 είναι το ψηφιακό δίδυμο (Digital Twin). To ψηφιακός δίδυμο, ως εικονική αναπαράσταση ενός φυσικού αντικειμένου ή συστήματος, μπορεί να μεταφέρει δεδομένα σε πραγματικό χρόνο στη διαδικασία παραγωγής, επιτρέποντας δυνατότητες πρόβλεψης για την αύξηση της παραγωγικότητας, με αποτέλεσμα τη βελτίωση της λήψης αποφάσεων, τον περιορισμό των κινδύνων και την αποτελεσματική κατανομή των πόρων. Η παρούσα διατριβή προτείνει έναν νέο σχεδιασμό για ένα ψηφιακό δίδυμο ενός υβριδικού κελιού που επικεντρώνεται στη βελτιστοποίηση των διαδικασιών προσθετικής κατασκευής και φρεζαρίσματος. Τα υβριδικά ρομποτικά κελιά παρέχουν ευελιξία, μειωμένους χρόνους παραγωγής και μπορούν να δημιουργήσουν εξατομικευμένα προϊόντα σε μικρότερες παρτίδες. Η ερευνητική μεθοδολογία ξεκινά με τη δημιουργία ενός τρισδιάστατου μοντέλου για την προσομοίωση του φυσικού συστήματος σε λογισμικό. Στη συνέχεια, θα χρησιμοποιηθούν πρωτόκολλα επικοινωνίας για τη διαλειτουργικότητα των φυσικών και ψηφιακών συστημάτων για τη συλλογή δεδομένων που θα χρησιμοποιηθούν για τη βελτιστοποίηση της παραγωγής στο υβριδικό κελί. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/29151 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.rights | CC0 1.0 Universal | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ | |
| dc.subject | Hybrid cells | |
| dc.subject | Digital twin | |
| dc.subject | Optimization | |
| dc.subject | Industry 4.0 | |
| dc.subject | Manufacturing | |
| dc.subject.alternative | Υβριδικά κελιά | |
| dc.subject.alternative | Ψηφιακό δίδυμο | |
| dc.subject.alternative | Βελτιστοποίηση | |
| dc.subject.alternative | Βιομηχανία 4.0 | |
| dc.subject.alternative | Παραγωγή | |
| dc.title | Design and development of a hybrid cell digital twin for process control optimization | |
| dc.title.alternative | Σχεδιασμός και ανάπτυξη ενός ψηφιακού διδύμου ενός υβριδικού κελιού για βελτιστοποίηση ελέγχου διεργασιών |