面向中小低成本经营的数字制造 -面向中小企业的低成本数字解决方案

小本经营的数字制造许多近期研究的一个重要发现是，中小型制造商(SME)在其组织内采用数字化解决方案的速度缓慢。成本被认为是采用的主要障碍之一。小本经营的数字化制造项目正通过一系列低成本的解决方案来提高中小企业的数字化能力。该计划建议使用现成的(可能是非工业的)组件和软件来满足公司的(数字)解决方案需求，以最少的先验基础设施需求一步一步地增加功能。本文将从整体上介绍小本经营的数字化制造项目，并展示该项目如何满足中小企业制造商对低成本数字化解决方案的需求。它将讨论与将低成本技术集成到工业解决方案中相关的挑战，以及最适合将此类解决方案集成到工业环境中的It架构类型。邓内容1.1低成本数字制造1.2制造业中小企业面临的数字化挑战2.小本经营的方法2.2确定数字解决方案的需求并确定其优先级2.3低成本技术的构建模块3.1小额资金方案的产出3.2与工业4.0保持一致61.3小本项目中的数字制造budbud图2-基于构造块的解决方案2.小本经营的方法在寻求为中小企业开发低成本数字解决方案的过程中，小本经营的数字制造计划围绕以下关键特征开发了其方法：·专注于解决方案的组件集成、运营和维护的低成本。·开发对大量中小型制造企业来说是优先考虑的解决方·商用现成硬件和软件的使用。·组合不同技术组件的系统化“构建模块”方法。·初始和后续解决方案通过“增量架构”实施，该架构允许在应用程序之间共享基本数据和服务。1.为中小型企业收集一组优先的数字解决方案需求。2.为集成准备不同低成本技术的构建模块方法。3.将构建块集成到解决方案中以及组合解决方案的系统方法。这些阶段之间的互连如图3所示，每个阶段将在下一节中最后两个功能的目的是a)实现分布式和可重复的方法来开发单独的解决方案，b)允许组织在优先的基础上开发82.2第1阶段-中小型企业的优先数字解决方案需求ψ业2.3第2阶段-低成本技术和软件将对引入的数字化转型要求进行分析，并将其映射到适合中小企业的技术和早期应用领域。制定这些步骤的关键是优先使用所有潜在的低成本数字技术，以使潜在的SME最终用户尽可能容易获得解决方案。i.低成本工业技术-工业系统供应商已经开发出支持低成本组件和软件的产品。表1(见附录)说明了其中一些发展情况。ii.低成本、非工业技术——针对家庭、办公室、城市和其他领域更广阔市场的开发，其中大量应用保持这些联网传感和通信设备以及基于微控制器的计算(例如数员工使用，如果能有效地集成为工业解决方案的一部注意到起点是一组非常多样化的技术和资源，开发使这些类。山业少少在项目的初步阶段—--在确定一套明确的中小企业需求之图6显示了在自动化系统中开发的简单语音驱动生产停止剑桥大学的实验室。从这一过程中学到的知识包括处理商MobilHof2.4阶段3-灵活组合技术和解决方案的方法这个阶段包括两个任务：将构建模块集成到解决方案中的系统方法，以及组合解决方案的有效方法。第一项任务涉及确定形成解决方案所需的要素的正确组合，并确保有效和系统地指定接口。在某些情况下，在一对技术可能会频繁组合的地方，会形成中间或复合构件(见图7)。第二项任务将涉及概念模型和参考架构的开决方案环境的增量开发。图8说明了增量方法的基本概念，该向的思想(参见Borangiu,2018年和以前的类似出版物)。初始解决方案(解决方案1)链接到制造SME内的局域网。该解决关于这部分计划的更多详情，请参见Hawkridge等人(2019图8-集成多个解决方案3.摘要3.1小额资金方案的产出补充4.0运动于21世纪初在德国发起(例如，参见Kagermann,2014)。工业4.0是一种全面的方法，旨在推讨论了支持数字集成的工业4.0:相比之下，小本经营(见表2)在数字解决方案的采用上表2-小本经营/工业4.0比较2018》,施普林格国际会计师联合会专业简报(2002),制造中的低成本智能自动化，第15届世界大会，巴塞罗那，西班牙Erbe,H,(2002),低成本/成本效益自动化介绍，机器人，第21卷第3期，第219-221页D.(2003).剑桥包装单元-一个子整体企业演示者。多智能体系统及应用Kagermann,H.wahlster(2013年),实施工业4.0战德国联邦教育和研究部工业4.0工作组的最终报告基于工业4.0的制造系统的物理系统架构，载于《制造快报》,2015年第3卷，第18-23页践”,控制年度评论imMittelstand:Statusquot,aktuelle托的研究项目向服务、面向未来产业的子整体和多智能体制造系统(SOHOMA)2019年会议录》,第290-300页(已接受)Scrimieri,D,Antzoulatos,N,Ca表1-低成本工业数字技术示例manufacturingengineplatform.SupportsforwebNiryoOne您也可以在Twitter上关注我们，地址是@dmshoestring。英国剑桥查尔斯·巴贝奇路17e:dial-admin@eng.cam2UniversityofCambridge-researchersfromtheInstiAlanThorneUniversityofNottingham-researchersWewouldliketopracticalapplicatSMEManufacturers.Itwilldiscusschallengesassociateintegratinglowcostte2.2EstablishingandpriorDigitalManufacturingonaShoestringisaprogrammeinitiatedbytheUniversityofCambridge,involvingNottThispaperisfocussetheapplicationofdigitalisources,formats,owners]fortheenhancementofBylowcostdigitalmanufacturinginthispaper,wereferThedevelopmentofdigitalsolutionstomoperationalneedsandforofexistingofferingsdeployment(purchase,integratiooperation)iskeptlow.simpletodeployandmaintain.Inpopportunitiesforexploitingoff-the-shelftechnologiesandopenlyavailablesoftwareinaddressavailable.Afurtherobjec6non-industrialcomponentacompany's(digittechnologiesthatarebeingconsiderelowcosfdataCapturelowcosfdataCaptureandvaleerecbgnlfeorsandvaleerecbgnlfeors-bu;ldyourounloTswtchesloTswtchesAmodular,buildingblockapproachforcomstodevelopapathwayftransformSMEsintohighlyefficitechnologieswithcommercifromoutsidetheindustrialdomain(e.g.wifi-ecameras,homevoicerecognition,mobilephoDevelopmentofsolutionsTheuseofcommercialAsystematic"building-block"approachtocombining“incrementalarchitecture”whichallowsbasicdataandservicestobesharedbetcosttechnologiesforinteg3.Asystematicasections.upgradesolutionsindivbenefitingfromearlierso8theorganisationtoiIndustry4.0auditing3.Digitisedworkinstructions,山少少ThedigitaltransformationrofearlyapplicationsforSMEs.Thekeii.(nonindustrial)mobilecomputingandcWenotethattherearei.lowcostindustrialtechnologies-industrialcostcomponentsprovidesanillustrationofsomeofthesedii.lowcost,nonindustrialtechnologies-deaimedatbroaderexamplesincludectechnologiesandsou少少少ψDuringthepreliestablishingadefinitivecomplexitiesinintelabatCambridge.LearningsvoicerecognitionsystemThisphaseconsistsoftwotasks:asystematThefirsttaskinvolvesdetermitheinterfacesareeffectivelyandsystematiThesecondtaskwillinvolvetheddevelopmentofadigillustratesthebasicconceptofwhichdrawsheavilyontheiorientationindistribBorangiu,2018andprevioussFurtherdetailsofthisseFigure8-IntegratingItisexpectedthattheDarchitecturesfordigitalsolcompatiblewiththedevelopedarchitecturethataDeliveraseriesofprotconductcompany-basedtrialsfortheevvalidationoftheproposedappAdditionally,astretchgoalforthcontrol,iterativelearningcontrol,hybridadaptcomplementarytotheap(seeKagermann,2014forexacomprehensiveapproachtodrivingdigitadoptionacrossindustrialoperations.DifferentsowhereupfrontcapitalcostisacrisolutionsarethenaineedsfordigitalsolutionsTable2-Shoestring/Industrie4.0cBorangiu,T