WP 3 Decision-making, potential, and business models

lead by Dr. Mikael Collan, Lappeenranta University of Technology (LUT)
[email protected]
+358 505567185

Developing Digital Twin for Smart Manufacturing. What are the preliminaries?

Developing Digital Twin for Smart Manufacturing. What are the preliminaries?

“Digital Twin (DT) is an emerging concept, which by broad definition refers to (a set of) digital models of physical entities. This paper discusses the preliminaries of when and to what extent digital twinning could be applied to optimize whole manufacturing systems.

The key considerations are formalized into ten generic propositions based on the synthesis of the existing scientific knowledge. It is claimed that the boldest visions of DT technology seem not yet attainable due to several philosophical and technological restrictions.

Jyrki Savolainen

Post-doc. Researcher, LBM,
LUT University

Mikkel Stein Knudsen

Project Researcher, Finland Futures Research Centre (FFRC)
University Of Turku

As a practical suggestion, companies should start their system-level digitalization efforts with workable, yet profitable, ‘low-fidelity’ DTs with limited data collection. These types of initiatives may speed up the development towards today’s idealistic visions of factory-wide digital twins. That is, by choosing the right investments in promising DT-technologies, e.g. Finnish manufacturing firms can gain key strategic advantages for the future.”

Savolainen. J., and Knudsen. M. S.(2021). Contrasting Digital Twin Vision of Manufacturing with the Industrial Reality. International Journal of Computer Integrated Manufacturing, September, 1–18.

Keywords

Digital twin, simulation ,investments, cyber-physical system

How to consider market uncertainties in maintenance policy selection?

How to consider market uncertainties in maintenance policy selection?

Industries that rely their production output on physical assets cope with the trade-off between maximizing operational time while minimizing maintenance to avoid equipment breakdowns. In an uncertain market environment, it is not said that the optimal maintenance policy would remain fixed.

To study the issue, we reproduce a simplified mine environment employing a virtual counterpart that resembles a digital twin (DT) of the system allowing us to study the effects of maintenance planning decisions on the overall profitability. Different system configurations are tested, and the probability to run the mine profitably is estimated with all the combinations of system configuration and maintenance policy in an uncertain market environment.

Michele Urbani

Doctoral Student, University of Trento/
LBM, LUT University

Jyrki Savolainen

Post-doc. Researcher, LBM,
LUT University

The case study presented shows that the proposed methodology is feasible, although the dimensionality of results emerging from model complexity is found to be an issue.

Finally, we discuss the implications of complex DT-models in industrial settings and how they can be used to improve managerial decision-making processes.

Savolainen, J., & Urbani, M., 2021, Maintenance optimization for a multi-unit system with digital twin simulation – Example from the mining industry. Journal of Intelligent Manufacturing.

Keywords

Maintenance optimization, Digital twin, Simulation, Optimization

MFG40 Seminar in Analytics 1/2020 LUT-Yliopistolla

Apulaisprofessori Alexandros Iosifidis Aarhusin yliopistosta vieraili LUT-yliopistossa ja esiintyi MFG40-projektin järjestämässä analytiikka-seminaarissa. Prof. Iosifidis kertoi Aarhusissa toimivan tutkimusryhmänsä tutkimuksesta ja sen saavutuksista – ryhmä keskittyy syvän oppimisen (deep learning) tutkimukseen ja erilaisiin neuraaliverkkojen prediktiivisen kyvyn parantamiseen tähtäävien menetelmien kehittämiseen.

Seminaarissa esiintyivät myös MFG40 projektin WP3:sta toisena väittelijänä väitellyt Christoph Lohrmann, joka kertoi omasta muuttujien valintaan (feature selection) keskittyvästä tutkimuksestaan ja projektin yhteydessä kehittämästään uudesta menetelmästä, sekä Mahinda Mailagaha Kumbure, kertoen omasta K-Nearest Neighbor algoritmin parantamiseen tähtävästä tutkimuksestaan.

Seminaarin ohjelma on ladattavissa alla olevasta linkistä.

Expert forumilla mukana useita MFG4.0-tutkijoita

Expert forum: Urban mining and metal recovery from low value ores and sidestreams


25.11.2019 Helsingin Messukeskukseen kokoontuu joukko asiantuntijoita keskustelemaan uudenlaisista näkökulmista kaivostoimintaan sekä metallien talteenottoon vähäarvoisista malmeista ja sivuvirroista. Tapahtumassa on puhujia sekä yliopistoista että yrityksistä. Lisäävä valmistus eli 3D-tulostus on keskeisessä näkökulmassa monessa esityksessä, ja alan asiantuntijat esittelevät sen hyödyntämistä erotustekniikassa.

Erityisesti lisäävää valmistusta käsittelevät tohtori Heidi Piili ja apulaisprofessori Eveliina Repo
LUT-yliopistosta.
Piilin esitys käsitteleemetallien 3D-tulostusta ja virtuaalisista oppimista. apulaisprofessori Eveliina Repo, joka kertoo 3D-tulostetuista elektrodeista ja adsorbenteista metallien talteenotossa.

Apulaisprofessori Repo kertoo 3D-tulostetuista elektrodeista ja adsorbenteista metallien talteenotossa. Foorumin puhujat lähestyvät metallien talteenottoa innovatiivisilla ja tarkoitukseensa kohdistetuilla menetelmillä ja teknologioilla.

Esityksien lisäksi tapahtumassa on näyttely, jonka aiheet käsittelevät sekundääristen materiaalien käyttöä ja prosessien sivuvirtojen tehokkaampaa hyödyntämistä siirtyessä kohti raaka-aineiden kiertotaloutta.

Kuvassa 3D-tulostettuja elektrodeja

Foorumin pääpuhujina toimivat tohtori Kris Broos (VITO) ja tohtori Guilhem Grimaud (MTB). He molemmat ovat asiantuntijoita kestävässä kehityksessä, materiaalien kierrätyksessä ja kiertotaloudessa. Foorumissa käydään läpi modernien teknologien, kuten lisäävän valmistuksen, tarjoamia ratkaisuja ja mahdollisuuksia metallien talteenottoon ja kaivosteollisuuteen. Tapahtuma on suunnattu yrityksille, jotka etsivät uusia teknologiota, ratkaisuja, ideoita tai projektikumppaneita. Foorumia toteuttamassa ovat mukana CST, EIT Raw Materials ja LUT-yliopisto.

Expert Forumilla on myös esillä tutkijatohtori Jyrki Savolaisen posteri, joka käsitteleen kaivosten teknis-taloudellisia simulointimalleja. Digital twin model for metal mining investments; Managing complexity with simulation

sekä Atte Heiskasen, Pinja Niemisen, Heidi Piilin ja Eveliina Revon posteri, joks käsittelee Elektrodien 3D-tulostusta : Additive manufacturing of electrodes from metals