Entwicklung eines Planungs- und Optimierungssystems für den Einsatz sensitiver Roboter in der flexiblen Montage - Robot Farming:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2014
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| Schriftenreihe: | Berichte aus dem Lehrstuhl Automatisierungstechnik, BTU Cottbus-Senftenberg
Automatisierungstechnik |
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| Beschreibung: | XVI, 159 S. Ill., graph. Darst. |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
VERZEICHNIS DER ABKUERZUNGEN X
VERZEICHNIS DER FORMELZEICHEN UND SYMBOLE XI
VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN XIII
VERZEICHNIS DER TABELLEN XVI
1 EINLEITUNG 1
1.1 HERAUSFORDERUNGEN FUER DIE AUTOMOBILINDUSTRIE 2
1.2 EINORDNUNG DER ARBEIT IN DIE ENTWICKLUNGEN DER MONTAGETECHNOLOGIEN 4
1.3 ZIELSTELLUNG DER ARBEIT 7
1.4 STRUKTUR DER ARBEIT 7
2 MOTIVATION UND PROBLEMSTELLUNG 9
2.1 PLANUNG DES WIRTSCHAFTLICHEN STUECKZAHLSPEKTRUMS ROBOTERGESTUETZTER
MONTAGESYSTEME 9
2.2 ANPASSUNG DES WIRTSCHAFTLICHEN STUECKZAHLSPEKTRUMS VERFUEGBARER
MONTAGESYSTEME . 12
2.3 WIRTSCHAFTLICHES STUECKZAHLSPEKTRUM VON MONTAGESYSTEMEN MIT FLEXIBLEM
AUTOMATI
SIERUNGSGRAD 16
2.4 ZUSAMMENFASSUNG UND FAZIT 17
3 ANFORDERUNGSANALYSE 19
3.1 ANFORDERUNGEN AN MONTAGESYSTEME MIT FLEXIBLEM AUTOMATISIERUNGSGRAD
19
3.2 ANFORDERUNGEN AN DAS PLANUNGS-UND OPTIMIERUNGSSYSTEM 21
3.2.1 ANFORDERUNGEN ZUR PLANUNG DES WIRTSCHAFTLICHEN STUECKZAHLSPEKTRUMS
KON
VENTIONELLER MONTAGESYSTEME 21
3.2.2 ANFORDERUNGEN DURCH FLEXIBLEN AUTOMATISIERUNGSGRAD 23
3.2.3 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSWERTUNG 24
4 STAND DER TECHNIK UND DER FORSCHUNG 25
4.1 ROBOTERGESTUETZTE MONTAGESYSTEME FUER DIE AUTOMOBILINDUSTRIE 25
4.2 PLANUNG UND OPTIMIERUNG ROBOTERGESTUETZTER MONTAGESYSTEME 27
4.2.1 FORSCHUNGSANSAETZE ZUR PLANUNG 27
4.2.2 FORSCHUNGSANSAETZE ZUR OPTIMIERUNG 29
4.3 ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG UND ABLEITUNG DES ENTWICKLUNGSBEDARFES 33
5 ROBOT FARMING KONZEPT 37
5.1 DEFINITION UND BEGRIFFSBESTIMMUNG 37
5.2 DIE ELEMENTE DES ROBOT FARMING 38
5.3 ELEMENT 1: EINBINDUNG DER MITARBEITER IN DIE MONTAGESYSTEME 40
5.4 ELEMENT 2: BIDIREKTIONALE SKALIERBARKEIT UEBER DAS GESAMTE
STUECKZAHLSPEKTRUM .... 41
VII
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5.4.1 FLEXIBLER AUTOMATISIERUNGSGRAD IM ROBOT FARMING 41
5.4.2 SENSITIVE ROBOTER ALS INSTRUMENT FUER DEN FLEXIBLEN
AUTOMATISIERUNGSGRAD . . 44
5.5 ELEMENT 3: ERSTELLUNG UND ANPASSUNG VON MONTAGEABLAEUFEN SENSITIVER
ROBOTER ... 46
5.6 ELEMENT 4: VORGEHENSWEISE ZUR PLANUNG VON MONTAGESYSTEMEN UND
-STATIONEN
.... 48
5.6.1 PLANUNG VON MONTAGESYSTEMEN 48
5.6.2 PLANUNG EINZELNER MONTAGESTATIONEN 50
5.7 ZUSAMMENFASSUNG DES KONZEPTES 52
6 KONZEPT UND SYSTEMENTWURF FUER DAS PLANUNGS- UND OPTIMIERUNGSSYSTEM 54
6.1 ZIELSTELLUNG UND SYSTEMGRENZEN DES POS 54
6.1.1 DEFINITION DER ZIELSTELLUNG 54
6.1.2 DEFINITION DER SYSTEMGRENZEN 54
6.2 KONZEPT UND SYSTEMENTWURF FUER DAS POS 56
6.2.1 KONZEPT FUER DAS POS 56
6.2.2 SYSTEMENTWURF DES POS 59
6.2.3 VORGEHENSWEISE ZUR ENTWICKLUNG DES POS 60
6.3 MODELLIERUNG DER MONTAGESTATIONEN UND -SYSTEME 62
6.3.1 AUFGABENVERTEILUNG ZWISCHEN MITARBEITERN UND ROBOTERN IN MANUELLER
UND
AUTOMATISIERTER BETRIEBSART 62
6.3.2 STRUKTUR DES MODELLS 63
7 TECHNISCHE REALISIERUNG DES PLANUNGS- UND OPTIMIERUNGSSYSTEMS 66
7.1 EINGABE DER DATEN FUER DAS POS 66
7.1.1 GRAFISCHE SCHNITTSTELLE ZUR ERSTELLUNG DER LAYOUTS 66
7.1.2 EINGABE DER PARAMETER ZUR BESCHREIBUNG DER MONTAGESTATIONEN 72
7.1.3 ZUSAETZLICHE WEGE IM LAYOUT ERSTELLEN 73
7.1.4 WEGE UND WEGEZEITEN MANUELL BEARBEITEN 75
7.1.5 EINGABE DER PARAMETER ZUR BERECHNUNG DER AUSBAU-UND
SKALIERUNGSSTUFEN . 77
7.2 VERARBEITUNG DER EINGABEDATEN UND OPTIMIERUNG 78
7.2.1 UEBERSICHT DER BERECHNUNGSSCHRITTE 78
7.2.2 BERECHNUNG DER ROUTEN DURCH DAS MONTAGESYSTEM 81
7.2.3 BERECHNUNG DER TEILROUTEN DURCH DAS MONTAGESYSTEM 85
7.2.4 KOMBINATION DER TEILROUTEN ZUR ERFUELLUNG DER MONTAGEAUFGABEN 87
7.2.5 BERECHNUNG DER ROBOTERVARIATIONEN 91
7.2.6 BERECHNUNG DER AUSBRINGUNG DER AUSBAU- UND SKALIERUNGSSTUFEN 94
7.2.7 FILTERN DER OPTIMALEN SKALIERUNGS-UND AUSBAUSTUFEN 108
7.3 AUSGABE DER OPTIMALEN AUSBAU- UND SKALIERUNGSSTUFEN 111
7.3.1 GRAFISCHE SCHNITTSTELLE ZUR AUSGABE DER DATEN 111
7.3.2 AUSWAHL DER AUSBAU-UND SKALIERUNGSSTUFEN DURCH DEN ANWENDER 112
7.3.3 EXPORT DER AUSGEWAEHLTEN AUSBAU-UND SKALIERUNGSSTUFEN 115
VIII
7.4 ANALYSE UND OPTIMIERUNG DES ALGORITHMUS 116
7.4.1 OPTIMIERUNG: KOMBINATION DER TEILROUTEN ZUR ERFUELLUNG DER
MONTAGEAUFGABE 116
7.4.2 OPTIMIERUNG: SPEICHER ALLOZIEREN 117
7.4.3 OPTIMIERUNG: PARALLELISIERUNG DER BERECHNUNGEN AUF MEHRERE
PROZESSE ... 118
7.5 VERSUCHSREIHEN ZUR ERMITTLUNG DER LEISTUNGSFAEHIGKEIT DES POS 121
7.5.1 VERSUCHSPLANUNG UND RANDBEDINGUNGEN 121
7.5.2 ERGEBNISSE: BERECHNUNGSDAUER UEBER DIE ANZAHL VON MONTAGESTATIONEN
. ... 123
7.5.3 ERGEBNISSE: GRENZWERTE MIT DEM VORLIEGENDEN ALGORITHMUS 125
7.5.4 ERGEBNISSE: GRENZWERTE MIT ERHOEHTER PARALLELISIERUNG 126
7.5.5 AUSWERTUNG UND EMPFEHLUNGEN FUER DEN ANWENDER 127
8 VERIFIKATION UND VALIDIERUNG DES PLANUNGS- UND OPTIMIERUNGSSYSTEMS 129
8.1 MODELL-UND AUFGABENBESCHREIBUNG 129
8.1.1 BESCHREIBUNG VON MONTAGEAUFGABE UND-LINIE 129
8.1.2 MONTAGESTATION MIT FLEXIBLEM AUTOMATISIERUNGSGRAD 132
8.2 BERECHNUNG DER AUSBAU-UND SKALIERUNGSSTUFEN DURCH DAS POS 137
8.2.1 MODELLIERUNG DER MONTAGELINIE IM POS 137
8.2.2 AUSGABE UND DISKUSSION DER OPTIMALEN AUSBAU-UND SKALIERUNGSSTUFEN
... 138
8.3 VERIFIKATION DURCH SIMULATION 140
8.3.1 MODELLIERUNG DER MONTAGELINIE IN FLEXSIM 140
8.3.2 UNTERSUCHUNGEN AM SIMULATIONSMODELL 142
8.3.3 ERGEBNISSE DER SIMULATION UND AUSWERTUNG 143
8.4 VALIDIERUNG AM ROBOT FARMING PROTOTYP IN DER SERIENMONTAGE 144
8.4.1 UNTERSUCHUNGEN AM ROBOT FARMING PROTOTYP 144
8.4.2 ERGEBNISSE UND AUSWERTUNG 146
9 LITERATUR 148
IX
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