Δυνατότητες και προκλήσεις των ψηφιακών διδύμων για το σχεδιασμό και την παραγωγή προϊόντων στη Bιομηχανία 4.0

Κατσογιάννη, Ελπίδα

Potentials and challenges of digital twins for product design and production in Industry 4.0

Διπλωματική εργασία

Author

Κατσογιάννη, Ελπίδα

Date

2023-07

Advisor

Παπουτσιδάκης, Μιχαήλ
Symeonaki, Eleni

Διπλωματική εργασία (1.738Mb)

Keywords

Ψηφιακά δίδυμα ; Βιομηχανία 4.0 ; Προκλήσεις ; Τεχνολογία

Abstract

Η τεχνολογία των ψηφιακών διδύμων προσφέρει μεγάλες δυνατότητες σε διάφορους τομείς της διαδικασίας παραγωγής προϊόντων. Ωστόσο, οι τρέχουσες προσεγγίσεις για τη χρήση των ψηφιακών διδύμων επικεντρώνονται μόνο σε μεμονωμένους κλάδους. Σε αντίθεση με αυτό, αναμένεται ότι η ολιστική χρήση ψηφιακών δίδυμων μοντέλων στην ανάπτυξη και παραγωγή προϊόντων θα κυριαρχήσει στις μελλοντικές γενιές προϊόντων, επειδή επιτρέπουν τη δημιουργία ανταγωνιστικών προϊόντων υψηλής απόδοσης. Στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνώνται οι σημαντικές προκλήσεις και μελλοντικές δυνατότητες των ψηφιακών διδύμων και της Βιομηχανίας 4.0 (Industry 4.0) για την απρόσκοπτη ενοποίηση των προδιαγραφών και της παραγωγής του προϊόντος. Από αυτή την άποψη, οι προσεγγίσεις για τη σύνδεση των ψηφιακών διδύμων με άλλους τομείς ανοίγουν νέες δυνατότητες για την ενοποίηση της παραγωγής. Έτσι, επιτυγχάνονται πιο αποδοτικές προδιαγραφές των προϊόντων από τεχνική και οικονομική άποψη για τον κατασκευαστή. Επιπλέον, η συνδεσιμότητα της Βιομηχανίας 4.0 διευρύνει το πεδίο εφαρμογής και επιτρέπει την αξιολόγηση εναλλακτικών προσεγγίσεων στο σχεδιασμό και τον έλεγχο της παραγωγής. Προσεγγίσεις σε οργανωτικό επίπεδο, λειτουργίες προϊόντων με προδιαγραφές πέρα από τα τεχνολογικά όρια και στρατηγικές ελέγχου παραγωγής (π.χ. αποστολή παραγγελιών) διασφαλίζουν λειτουργίες υψηλής απόδοσης.

Abstract

The technology of digital twins offers great potential in various areas of the production process. However, current approaches to the use of digital twins focus only on specific sectors. In contrast, it is expected that the holistic use of digital twin models in product development and production will dominate future generations of products, as they enable the creation of high-performance competitive products. This thesis explores the significant challenges and future possibilities of digital twins and Industry 4.0 for the seamless integration of product specifications and production. From this perspective, approaches to connecting digital twins with other fields open up new possibilities for production integration. Thus, more efficient product specifications are achieved from a technical and economic perspective for the manufacturer. Furthermore, the connectivity of Industry 4.0 expands the scope of application and allows for the evaluation of alternative approaches in design and production control. Organizational approaches, product functions with specifications beyond technological limits, and production control strategies (e.g., order dispatch) ensure high-performance operations.