Simulation und optimierte Materialflußregelung vollautomatisch bedienter einstufiger Produktionsprozesse:
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| Published: |
Dortmund
Verl. Praxiswissen
1995
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| Series: | Unternehmenslogistik
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einführung 1
2 Entwurf automatisierter Produktionssysteme 3
2.1 Entwurf von Produktionssystemen 3
2.1.1 Kenngrößen 3
2.1.2 Materialnußsysteme 5
2.1.3 Flexibilisierung des Materialflusses 6
2.1.4 Automatisierung der Bedienung 6
2.1.5 Materialflußplanung 7
2.1.6 Ganzheitliche Betrachtung 8
2.2 Regelung und Steuerung 9
2.2.1 Produktionsplanung und -Steuerung (PPS) 9
2.2.2 Produktionsregelung 9
2.2.3 Materialflußregelung 11
2.3 Beschreibungs- und Entwurfsmittel 11
2.4 Analytische Prozeßbeschreibung 12
2.4.1 Bedienungstheorie 12
2.4.2 Petri-Netze 13
2.4.3 Automatentheorie 19
2.4.4 Petri-Netze und Automaten 20
2.5 Experimenteller Entwurf 21
2.6 Hybride Systembeschreibung 21
2.6.1 Beschreibung mit erweiterter Boolescher Algebra 22
2.6.2 Fuzzy-Logik in der Produktionslogistik 24
2.6.3 Hybride Materialflußregelung 25
2.7 Zusammenfassung 26
I
II INHALTSVERZEICHNIS
3 Fertigungssysteme mit Bediengeräten 27
3.1 Begriffsdefinition zur Systembeschreibung 27
3.2 Systemstruktur 30
3.3 Beschreibung der Bediengeräte 31
3.3.1 Spielarten der Bediengeräte 31
3.3.2 Spielzeiten der Bediengeräte 34
3.3.3 Bewertung des dynamischen Bediengeräteverhaltens 35
3.4 Beschreibung der Aggregate 36
3.4.1 Begriffsdefinitionen 36
3.4.2 Prozeßablauf 37
3.4.3 Aggregatvarianten 39
3.4.4 Produktwechsel 39
3.5 Beschreibung der Bahnhöfe 40
3.6 Beschreibung der Informationsflußstruktur 41
3.7 Gestaltungsvarianten 43
3.8 Optimierungspotentiale . 45
4 Formale Produktionssystembeschreibung 46
4.1 Systembeschreibung mit Boolescher Algebra 46
4.1.1 Prozeßablaufbeschreibung mit Automaten 47
4.1.2 Komplexitätsreduzierung 49
4.1.3 Zeitverhalten und Parallelisierung 50
4.1.4 Zustandsreduktion 51
4.1.5 Beispiel einer Zustandsreduktion 52
4.2 Systembeschreibung mit erweiterter Boolescher Algebra 54
4.2.1 Begriffsdefinition 54
4.2.2 Fuzzy-Regler 56
4.2.3 Operatoren für unscharfe Mengen 57
4.2.4 Bedingungsschnittstelle 57
4.2.5 Regelbasis 58
4.2.6 Inferenz 58
4.2.7 Ausgabeschnittstelle 59
INHALTSVERZEICHNIS III
5 Materialflussregelung für Bediengeräte 61
5.1 Begriffsdefinitionen Regelungstechnik 61
5.2 Voraussetzungen für die Materialflußregelung 62
5.3 Materialflußregelkreis für Bediengeräte 63
5.4 Kenngrößen der Materialflußregelung 65
5.4.1 Stabilität 65
5.4.2 Regelgütekriterium 65
5.4.3 Gütekriterium für die Hauptregelgröße 66
5.4.4 Bandbreite und Regelbereich der Hauptregelgröße 67
5.4.5 Einschwingverhalten der Hauptregelgröße 68
5.5 Komponenten der hybriden Materialflußregelung 68
5.5.1 Funktionsblöcke der Materialflußregelung 70
5.5.2 Adaption 70
5.5.3 Materialflußregler 71
5.5.4 Logistikzustandsvektor 71
5.5.5 Logistikzustandsbeobachter 72
5.5.6 Quantisierung und Abtastung 72
5.5.7 Störgrößenaufschaltung 73
5.5.8 Feinstruktur der Materialflußregelung 74
5.6 Erweiterung zur Mehrgrößenregelung 75
5.6.1 Aufbau von Mehrgrößenregelungen 75
5.6.2 Mehrgrößenmaterialflußregelkreis 76
5.7 Reglerentwurf 77
5.7.1 Reglerentwurf für analoge Systeme 78
5.7.2 Reglerentwurf für diskrete Systeme 78
5.7.3 Simulationsgestützter hybrider Materialflußreglerentwurf 78
5.7.4 Reglercharakterisierung 80
5.8 Übertragungsfunktion Hauptregler 80
6 System modellier ung 83
6.1 Begriffsdefinition Simulationsanwendung 83
6.1.1 Lokale Strategien 85
6.1.2 Globale Strategien und Optimierungskriterien 85
6.1.3 Einordnung der Materialflußregelung 86
IV INHALTSVERZEICHNIS
6.2 Übersicht 86
6.2.1 Modellaufbau 86
6.2.2 Realisierung 87
6.3 Materialflußsimulation 87
6.4 Modellierungsgrundlagen 88
6.4.1 Synchronisation paralleler Systemaktivitäten 89
6.4.2 Betriebsmitteldisposition mit Warteschlangen 89
6.5 Materialflußsimulation mit DOSIMIS-3 90
6.6 Qualität der Simulationsergebnisse 90
6.7 Ergebnisanalyse 92
6.7.1 Meßgenauigkeit 92
6.7.2 Regressionsanalyse 93
6.8 Vereinfachtes analytisches Modell 94
7 Anwendung 98
7.1 Angewandte Materialflußregelung 98
7.2 Beschreibung der Simulationsexperimente 99
7.3 Daten der Anwendungsbeispiele 100
7.4 Linguistische Variablen 101
7.5 Hauptreglerentwurf 102
7.5.1 Logistikzustandsvektor 102
7.5.2 Grenzwerte der Basisgrößen 102
7.5.3 Berechnung des Regelgütekriteriums 102
7.5.4 Regelgütebewertung des Hauptreglerentwurfs 103
7.5.5 Ergebnisse des Hauptreglerentwurfs 104
7.5.6 Übertragungsfunktion des Hauptreglers 105
7.6 Störgrößenaufschaltung 106
7.6.1 Störgrößenkompensation 107
7.6.2 Begriffsdefinitionen für die Restlaufzeitminimierung 108
7.6.3 Ablauf Restlaufzeitminimierung 109
7.6.4 Durchführung der Simulationsexperimente 110
7.6.5 Ergebnisse Störgrößenkompensation 110
7.7 Versuchsauswertung 110
7.7.1 Übertragung auf praktische Anwendungen 110
7.7.2 Rechenzeitverbrauch 111
INHALTSVERZEICHNIS V
8 Zusammenfassung und Ausblick 113
Abkürzungen 115
Tabellenverzeichnis 118
Abbildungsverzeichnis 120
Literaturverzeichnis 123
Index 130
A Ausgangsdaten für die Simulationsexperimente 133
A.l Ausgangsdaten der Aggregate 133
A.l.l Daten für Modell mit 36 Aggregaten 133
A.1.2 Daten für Modell mit 48 Aggregaten 134
A.2 Ausgangsdaten der Bediengeräte 134
A.2.1 Daten für Modell mit automatischem Kran (36 Aggregate) 134
A.2.2 Daten für Modell mit Transportroboter (48 Aggregate) 135
A.3 Theoretische Betrachtung der Daten 135
B Automaten 137
B.l Aggregate 137
B.l.l Aggregat Typ 1 137
B.1.2 Aggregat Typ 2 139
B.1.3 Aggregat Typ 3 142
B.2 Bediengeräte 145
B.2.1 Bediengerät Typ 1 145
B.2.2 Bediengerät Typ 2 146
B.3 Disposition 149
C Linguistische Variable 151
C.l Hauptreglerentwurf 151
C.l.l Parameter für Vorwarnzeitoptimierung (36 Aggregate) 151
C.l.2 Parameter für Vorwarnzeitoptimierung (48 Aggregate) 152
C.2 Restlaufzeitminimierung 153
! VI INHALTSVERZEICHNIS
D Versuchsergebnisse Hauptmaterialflußregler 154
D.l Hauptreglerentwurf (36 Aggregate) 154
D.2 Hauptreglerentwurf (48 Aggregate) 158
D.2.1 Langzeitversuch 163
D.2.2 Übertragungsfunktion Hauptregler 164
E Versuchsergebnisse Störgrößenaufschaltung 166
E.l Produkttypwechsel an 4 Aggregaten 167
E.2 Produkttypwechsel an 8 Aggregaten 167
F Abbildungen von Simulationsmodellen 168
F.l Aggregatbedienung mit Transportrobotern 168
F.2 Aggregatbedienung mit Transportroboter, FTS-Kopplung 169
F.3 Aggregatbedienung mit FTF, Reversiertopologie 169
F.4 Aggregatbedienung mit FTS 170
F.5 Aggregatbedienung mit automatischem Kran 170
F.6 Aggregatbedienung mit Handhabungsroboter 171
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