Digital Factory

Course 6: Digital Factory (Syllabus)

Last update: November 9, 2020

Course Objective:  As information and communication technologies connect the world into one, today’s companies are challenged by increasingly aggressive competition to satisfy dynamic customer demands. Digital transformation will be indispensable, and having an ability to mimic a physical world into a virtual world will become necessary to companies for assessing scenarios before they even occur, resulting in effective operations, better failure prevention, and attractive offerings. This course aims to build student competence in digital transformation, digital factory modeling, and digital factory analysis. The students will also practice the knowledge gained in a case study factory.

 

Learning Outcomes:    

The students on the completion of this course would be able to

CLO1. Understand the strategic differences between traditional factory and digital factory (Understand, Module I)

CLO2. Understand the capacities and limitations of digital technologies available nowadays (Understand, Module I)

CLO3. Formulate a data model representing data streamlining in a production line of an existing traditional factory using a data flow diagram (Develop, Module II)

CLO4. Simulate the dynamic behavior of a production line and identify locations which must be closely monitored to keep productivity in control, as well as to prevent work defects and machine breakdowns (Analysis, Module II)

CLO5. Propose a digital factory platform of a case study factory in a virtual environment upon what have been learned (Design, Module III)

Prerequisite:  None

 Course Outline:

Module 1:  Introduction to digital factory: Road to digital transformation

1. Lean product lifecycle management towards digital factory
2. Technologies for digital transformation
3. Integration of technologies for digital factory

Module 2:  Digital Factory Modeling: How to formulate a virtual world

1. Cyber-physical systems and data security
2. Data flow model concept and construction
3. Simulation of a production line

Module 3:  Digital factory analysis: From analysis to factory solutions

1. Factory digitalization
2. Factory critical points identification and suggestions for improvement
3. Future trends of digital factory

Laboratory Sessions:  Laboratory on establishment of a digital twin

Learning Resources:

Textbook:  No designated textbook, but class notes and handouts will be provided

Reference books:

1. Barrenechea, Mark J. Jenkins, Tom Digital Manufacturing, First Published, Published in Canada 2018.
2. Milan Gregor and Stefan Medvecky (2010). Digital Factory – Theory and Practice, Engineering the Future, Laszlo Dudas (Ed.), InTech, Available from: http://www.intechopen.com/books/engineering-the-future/digital-factory-theory-and-practice
3. Stephan Richter Dr. Steffen Wischmann, Additive manufacturing methods – state of development, market prospects for industrial use and ICT-specific challenges in research and development, Available from: www.autonomik40.de
4. Zude Zhou, Shane (Shengquan) Xie, and Dejun Chen, Fundamentals of Digital Manufacturing Science, Springer London Dordrecht Heidelberg New York, 2012.
5. Zongwei Luo, Robotics, Automation, and Control in Industrial and Service Settings, Published in the United States of America by Engineering Science Reference (an imprint of IGI Global), Available from: http://www.igi-global.com
6. 2016 Global Industry 4.0 Survey, Industry 4.0: Building the digital enterprise, Available from: https://www.pwc.com/gx/en/industries/industry–4.0.html

Teaching and Learning Method:

1. Every week students will participate in in-class activities along with practical training in a PLM software laboratory.
2. Visiting case study factories will be scheduled every month for students to observe digital technologies being implemented in reality and for data collection.
3. Student presentation will be regularly scheduled for students to practice presentation skills.
4. Students design a virtual digital factory out of a real traditional one as a class final project.

Time Distribution and Study Load:

In-class activities: 30 hours

Practical training: 45 hours (including visiting a factory at a minimum of 12 hours)

Module	Topic	Learning Mode	Learning Materials	Teaching Materials	Learning Materials (Thai)	Teaching Materials (Thai)	Workshop (Learning)	Note
MODULE 1: Introduction to digital factory: Road to digital transformation	Lean product lifecycle management towards digital factory	Online	MSIE-06-L-M1S1-S3-Lean Product Lifecycle Management Towards Digital Factory-Technologies for digital transformation-Integration of technologies for digital factory (slides 1-39)	MSIE-06-T-M1S1-S3-Lean Product Lifecycle Management Towards Digital Factory-Technologies for digital transformation-Integration of technologies for digital factory (slides 1-29)	MSIE-06-L-M1S1-S3MSIE-06-L-M1S1-S3-การจัดการวงจรผลิตภัณฑ์แบบลีนสู่โรงงานดิจิตอล-เทคโนโลยีสำหรับการแปลงสู่ดิจิตอล-การรวมเทคโนโลยีสำหรับโรงงานดิจิทัล(หน้าที่ 1-39)	MSIE-06-T-M1S1-S3-การจัดการวงจรผลิตภัณฑ์แบบลีนสู่โรงงานดิจิตอล-เทคโนโลยีสำหรับการแปลงสู่ดิจิตอล-การรวมเทคโนโลยีสำหรับโรงงานดิจิทัล(หน้าที่ 1-29)	Discussion MSIE-06-L-M1S1-S3-W01-Lean Product Lifecycle Management Towards Digital Factory-Technologies for digital transformation-Integration of technologies for dig (Slides 2-6)
	Technologies for digital transformation	Online	MSIE-06-L-M1S1-S3-Lean Product Lifecycle Management Towards Digital Factory-Technologies for digital transformation-Integration of technologies for digital factory (slides 40-100)	MSIE-06-T-M1S1-S3-Lean Product Lifecycle Management Towards Digital Factory-Technologies for digital transformation-Integration of technologies for digital factory (slides 30-53)	MSIE-06-L-M1S1-S3MSIE-06-L-M1S1-S3-การจัดการวงจรผลิตภัณฑ์แบบลีนสู่โรงงานดิจิตอล-เทคโนโลยีสำหรับการแปลงสู่ดิจิตอล-การรวมเทคโนโลยีสำหรับโรงงานดิจิทัล(หน้าที่ 40-100)	MSIE-06-T-M1S1-S3-การจัดการวงจรผลิตภัณฑ์แบบลีนสู่โรงงานดิจิตอล-เทคโนโลยีสำหรับการแปลงสู่ดิจิตอล-การรวมเทคโนโลยีสำหรับโรงงานดิจิทัล(หน้าที่ 35-53)
	Integration of technologies for digital factory	Online	MSIE-06-L-M1S1-S3-Lean Product Lifecycle Management Towards Digital Factory-Technologies for digital transformation-Integration of technologies for digital factory (slides 101-116)	MSIE-06-T-M1S1-S3-Lean Product Lifecycle Management Towards Digital Factory-Technologies for digital transformation-Integration of technologies for digital factory (slides 54-68)	MSIE-06-L-M1S1-S3MSIE-06-L-M1S1-S3-การจัดการวงจรผลิตภัณฑ์แบบลีนสู่โรงงานดิจิตอล-เทคโนโลยีสำหรับการแปลงสู่ดิจิตอล-การรวมเทคโนโลยีสำหรับโรงงานดิจิทัล(หน้าที่ 101-116)	MSIE-06-T-M1S1-S3-การจัดการวงจรผลิตภัณฑ์แบบลีนสู่โรงงานดิจิตอล-เทคโนโลยีสำหรับการแปลงสู่ดิจิตอล-การรวมเทคโนโลยีสำหรับโรงงานดิจิทัล(หน้าที่ 54-68)	Self-study MSIE-06-L-M1S1-S3-W01-Lean Product Lifecycle Management Towards Digital Factory-Technologies for digital transformation-Integration of technologies for dig (Slides 7-10)	Article-1 for MSIE-06-L-M1S1-S3-W01.pptx slide 7-8 Article-2 for MSIE-06-L-M1S1-S3-W01.pptx slide 10
	1st Factory Visit	Offline & Self-study					Observation of tradition factory
MODULE 2: Digital Factory Modeling: How to formulate a virtual world	Cyber-physical systems and data security	Online	MSIE-06-L-M2S1-Cyber Physical System and Data Security	MSIE-06-T-M2S1-Cyber Physical System and Data Security	MSIE-06-L-M2S1-ระบบไซเบอร์ กายภาพ และการรักษาความปลอดภัยของข้อมูล	MSIE-06-T-M2S1ระบบไซเบอร์ กายภาพ และการรักษาความปลอดภัยของข้อมูล	Design and development for CNC turning system by writing architecture (MSIE-06-M2S1-W01.docx) MSIE-06-L-M2S1-W01-Cyber Physical System and Data Security(MSIE-06-M2S1-W01.pptx)	Assignment for checking understanding
	Data flow model concept and construction	Online	MSIE-06-L-M2S2-Data Flow Model Concept and Construction	MSIE-06-T-M2S2-Data Flow Concept and Construction	MSIE-06-L-M2S2-รูปแบบผังการไหลของข้อมูลและวิธีสร้าง	MSIE-06-T-M2S2-รูปแบบผังการไหลของข้อมูลและวิธีสร้าง	Data Flow Diagram Constructing, the case study of the Estate Agency MSIE-06-L-M2S2-W01-Data Flow Model Concept and Construction MSIE-06-L-M2S2-W01-Data Flow Model Concept and Construction	Assignment for checking understanding
	2nd Factory Visit	Offline & Self-study					Data Flow Diagram Constructing for tradition factory
	Simulation of a production line	Offline & Self-study	MSIE-06-L-M2S3-Simulation of a Production Line	MSIE-06-T-M2S3-Simulation of a production line	MSIE-06-L-M2S3-การจำลองสายการผลิต	MSIE-06-T-M2S3-การจำลองสายการผลิต	Simulation of Fuel pipe production by using Technomatix program MSIE-06-L-M2S3-W01-Simulation of a production line	Assignment for checking understanding
MODULE 3: Digital factory analysis: From analysis to factory solutions	Factory digitalization	Online	MSIE-06-L-M3S1-Factory Digitalization(slides 1-22)	MSIE-06-T-M3S1-Factory Digitalization (slides 1-16)	MSIE-06-L-M3S1-โรงงานดิจิทัล (สไลด์ที่ 1-22)	MSIE-06-T-M3S1-โรงงานดิจิทัล (สไลด์ที่ 1-16)
	Factory digitalization	Online	MSIE-06-L-M3S1-Factory Digitalization(slides 23-49)	MSIE-06-T-M3S1-Factory Digitalization (slides 17-30)	MSIE-06-L-M3S1-โรงงานดิจิทัล (สไลด์ที่ 23-49)	MSIE-06-T-M3S1-โรงงานดิจิทัล สไลด์ที่ 17-30)	Digital twin in cyber physical system, the case study of Gear Factory MSIE-06-L-M3S1-W01-Factory Digitalization.docx MSIE-06-L-M3S1-W01-Factory Digitalization.pptx
	3rd Factory Visit	Offline & Self-study					Making the plan of digital factory transforming
	Factory critical points identification and suggestions for improvement	Online	MSIE-06-L-M3S2-Factory Critical Points Identification and Suggestions for Improvement (slides 1-42)	MSIE-06-T-M3S2-Factory Critical Points Identification and Suggestions for Improvement (slides 1-28)	MSIE-06-L-M3S2-การระบุจุดวิกฤติจากโรงงานและการปรับปรุง(สไลด์ที่ 1-42)	MSIE-06-T-M3S2-การระบุจุดวิกฤติจากโรงงานและการปรับปรุง (สไลด์ที่ 1-28)
	Factory critical points identification and suggestions for improvement	Online	MSIE-06-L-M3S2-Factory Critical Points Identification and Suggestions for Improvement (slides 43-76)	MSIE-06-T-M3S2-Factory Critical Points Identification and Suggestions for Improvement (slides 29-44)	MSIE-06-L-M3S2-การระบุจุดวิกฤติจากโรงงานและการปรับปรุง(สไลด์ที่ 43-76)	MSIE-06-T-M3S2-การระบุจุดวิกฤติจากโรงงานและการปรับปรุง (สไลด์ที่ 29-44)	The analysis of case study production line bottlenecks and management by using Technomatix program MSIE-06-L-M3S2-W01-Factory Critical Points Identification and Suggestions for Improvement.docx MSIE-06-L-M3S2-W01-Factory Critical Points Identification and Suggestions for Improvement.pptx	Assignment for checking understanding
	Future trends of digital factory	Online	MSIE-06-L-M3S3-Future Trends of Digital Factory	MSIE-06-T-M3S3-Future Trends of Digital Factory	MSIE-06-L-M3S3-แนวโน้มในอนาคตของโรงงานดิจิตอล	MSIE-06-T-M3S3-แนวโน้มในอนาคตของโรงงานดิจิตอล
	4th Factory Visit	Offline & Self-study					Present the plan of digital factory transforming

Course Developer:

Athakorn Kengpol, King Mongkut’s University of Technology North Bangkok, Thailand

Supapan Chaiprapat, Prince of Songkla University, Thailand

Chukree Daesa, Prince of Songkla University, Thailand