Enterprise systems collaboration across different domains has become increasingly pervasive. Along with the transformation of the manufacturing and service industry towards globalisation, an opportunity to reconsider the architecture of future enterprises has emerged. This research work stems from the innovative concept of Universal Manufacturing (UM). Following the description of UM enablers, the main paradigm’s properties, including Interoperability, are presented. Interoperability in industry 4.0 refers to collaborations between physical and virtual entities, producers, and stakeholders across growing-size supply chains. It requires the possibility to exchange data and information commonly interpretable by humans and machines across different enterprises. Given its relevance from a UM perspective, Enterprise Interoperability is investigated throughout a Systematic literature review in order to analyse the state-of-art and the related challenges. This work explores such a concept by looking at three different approaches (Federated-, Middleware-, and Model-driven-Interoperability) and five areas of application and research (Enterprise Modelling, Semantic & Ontologies, IoT, CPS, and trust & security). Nowadays, the quest for interoperability in the manufacturing domain is of great interest among the research community. Despite a lack of a universal shared and accepted solution for each of the various areas analysed, several proposals, potentially capable to establish interoperability in different contexts, are outlined and discussed. According to its conceiver, elements of Universal Manufacturing can be spotted in many corporations, and this work can be considered as further evidence.

La collaborazione tra sistemi aziendali appartenenti a domini diversi è diventata sempre più pervasiva. Con la trasformazione dell'industria manifatturiera e dei servizi verso una prospettiva di globalizzazione, è emersa l'opportunità di riconsiderare la progettazione delle imprese a venire. Questa ricerca nasce dal concetto innovativo di Universal Manufacturing (UM). In seguito alla presentazione dei fattori abilitanti, le principali proprietà dell’UM, tra cui l’interoperabilità, sono descritte. L'interoperabilità nell'industria 4.0 prevede la collaborazione tra entità fisiche e virtuali, produttori e stakeholder attraverso catene di fornitura sempre più estese, contemplando la possibilità di scambiare dati e informazioni interpretabili da uomini e macchine in imprese distinte. Data l’importanza in relazione al concetto di UM, l'interoperabilità aziendale viene analizzata attraverso una revisione sistematica della letteratura, al fine di analizzarne lo stato dell'arte e le relative sfide. Questo studio esplora il concetto esaminando tre diversi approcci (Federated-, Middleware-, e Model-driven-Interoperability) e cinque aree di applicazione/ricerca (Enterprise Modelling, Semantic & Ontologies, IoT, CPS, e trust & security). Ad oggi, la ricerca per il raggiungimento dell’interoperabilità è di grande interesse nel settore manifatturiero. Nonostante la mancanza di una soluzione universale, accettata e condivisa in ciascuna delle aree esaminate, nel corso dell’analisi vengono delineate e, successivamente discusse, varie proposte potenzialmente in grado di implementare l'interoperabilità in diversi contesti. Secondo il suo ideatore, vari elementi dell’Universal Manufacturing possono essere individuati in molte aziende; questo lavoro può ritenersi un'ulteriore prova.

Universal manufacturing : a review of enterprise interoperability

Cerruti, Leonardo
2021/2022

Abstract

Enterprise systems collaboration across different domains has become increasingly pervasive. Along with the transformation of the manufacturing and service industry towards globalisation, an opportunity to reconsider the architecture of future enterprises has emerged. This research work stems from the innovative concept of Universal Manufacturing (UM). Following the description of UM enablers, the main paradigm’s properties, including Interoperability, are presented. Interoperability in industry 4.0 refers to collaborations between physical and virtual entities, producers, and stakeholders across growing-size supply chains. It requires the possibility to exchange data and information commonly interpretable by humans and machines across different enterprises. Given its relevance from a UM perspective, Enterprise Interoperability is investigated throughout a Systematic literature review in order to analyse the state-of-art and the related challenges. This work explores such a concept by looking at three different approaches (Federated-, Middleware-, and Model-driven-Interoperability) and five areas of application and research (Enterprise Modelling, Semantic & Ontologies, IoT, CPS, and trust & security). Nowadays, the quest for interoperability in the manufacturing domain is of great interest among the research community. Despite a lack of a universal shared and accepted solution for each of the various areas analysed, several proposals, potentially capable to establish interoperability in different contexts, are outlined and discussed. According to its conceiver, elements of Universal Manufacturing can be spotted in many corporations, and this work can be considered as further evidence.
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
6-ott-2022
2021/2022
La collaborazione tra sistemi aziendali appartenenti a domini diversi è diventata sempre più pervasiva. Con la trasformazione dell'industria manifatturiera e dei servizi verso una prospettiva di globalizzazione, è emersa l'opportunità di riconsiderare la progettazione delle imprese a venire. Questa ricerca nasce dal concetto innovativo di Universal Manufacturing (UM). In seguito alla presentazione dei fattori abilitanti, le principali proprietà dell’UM, tra cui l’interoperabilità, sono descritte. L'interoperabilità nell'industria 4.0 prevede la collaborazione tra entità fisiche e virtuali, produttori e stakeholder attraverso catene di fornitura sempre più estese, contemplando la possibilità di scambiare dati e informazioni interpretabili da uomini e macchine in imprese distinte. Data l’importanza in relazione al concetto di UM, l'interoperabilità aziendale viene analizzata attraverso una revisione sistematica della letteratura, al fine di analizzarne lo stato dell'arte e le relative sfide. Questo studio esplora il concetto esaminando tre diversi approcci (Federated-, Middleware-, e Model-driven-Interoperability) e cinque aree di applicazione/ricerca (Enterprise Modelling, Semantic & Ontologies, IoT, CPS, e trust & security). Ad oggi, la ricerca per il raggiungimento dell’interoperabilità è di grande interesse nel settore manifatturiero. Nonostante la mancanza di una soluzione universale, accettata e condivisa in ciascuna delle aree esaminate, nel corso dell’analisi vengono delineate e, successivamente discusse, varie proposte potenzialmente in grado di implementare l'interoperabilità in diversi contesti. Secondo il suo ideatore, vari elementi dell’Universal Manufacturing possono essere individuati in molte aziende; questo lavoro può ritenersi un'ulteriore prova.
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