Wissensbasiertes Online-Störungsmanagement flexibler, hoch automatisierter Montagesysteme:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Paderborn
HNI
2003
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| Schriftenreihe: | HNI-Verlagsschriftenreihe
129 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Zugl.: Paderborn, Univ., Diss., 2003 |
| Beschreibung: | XIV, 198 S. |
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|---|---|
| adam_text | Titel: Wissensbasiertes Online-Störungsmanagement flexibler, hoch automatisierter Montagesysteme
Autor: Heller, Frank
Jahr: 2003
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis VII
Abkürzungsverzeichnis XI
Formelverzeichnis XIII
1 Einleitung 1
2 Problemfelder flexibler, hoch automatisierter Montagesysteme..... .. .. 5
2.1 Einordnung flexibler, hoch automatisierter Montagesysteme 5
2.2 Anforderungen an flexible, hoch automatisierte Montagesysteme 9
2.3 Einordnung des Störungsmanagements 11
2.3.1 Prozeßüberwachung 12
2.3.2 Störungsbehebung 15
2.3.2.1 Wissensakquisition und -manipulation 17
2.3.2.2 Wissensrepräsentation 20
2.3.3 Störungsvermeidung 23
2.3.3.1 Ursachenvermeidung 23
2.3.3.2 Folgenminimierung 27
2.4 Anforderungen an ein umfassendes Störungsmanagement 30
3 Stand der Technik 35
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3.1 Entwicklungsstand der Prozeßüberwachung 35
3.1.1 Schnittstellen zur Prozeßüberwachung 35
3.1.1.1 Die NC-und RC-Schnittstelle 36
3.1.1.2 Die SPS-Schnittstelle 37
3.1.1.3 Fusion der Schnittstellen 39
3.1.2 Prozeßüberwachungssysteme 40
3.1.2.1 Automatisierungskonzepte in der BSDE 41
3.1.2.2 Bekannte BSDE-Systeme 42
3.2 Ansätze zur Störungsbehebung 46
3.2.1 Wissensbasierte Ansätze des Online-Störungsmanagements 46
3.2.1.1 Wissensrepräsentation 50
3.2.1.2 Wissensakquisition 52
3.2.1.3 Wissensmanipulation 53
3.2.2 Gestaltungsansätze zur Wissensbasis 56
3.2.2.1 Strukturen zur Wissensrepräsentation 57
3.2.2.2 Suchstrategien zur Wissensmanipulation 62
3.2.3 Bekannte Systeme zur Störungsbehebung 65
3.2.3.1 Diagnose von Störungen 66
3.2.3.2 Diagnose und Kompensation von Störungen 67
3.2.3.3 Diagnose von Störungen und automatische Behebung 67
3.3 Ansätze zur Störungsvermeidung 68
3.3.1 Ansätze zur Ursachenvermeidung 69
3.3.1.1 Strategie der streng periodischen Erneuerung 71
3.3.1.2 Strategie der Blockerneuerung 73
3.3.1.3 Sonstige Strategien 75
3.3.1.4 Bewertung der Strategien 76
3.3.1.5 Bekannte Systeme 77
3.3.2 Ansätze zur Folgenminimierung 77
3.3.2.1 Simulation 78
3.3.2.2 Warteschlangentheorie 81
3.3.2.3 Weitere Ansätze zur Folgenminimierung 84
4 Anforderungen und Ziele.......... ..... .. .. ..... 89
4.1 Generelle Einführung eines Online-Störungsmanagement-Systems 89
4.2 Bekannte Standardmodule und -methoden 89
4.3 Integration zusätzlicher Individualmodule 89
5 Konzeption eines umfassenden Online-Störungsmanagement-Systems.............. 91
5.1 Vorgehen bei der Einführung als Leitfaden 91
5.1.1 Schritte zur Prozeßüberwachung 93
5.1.1.1 Steuerungsexterne Daten 93
5.1.1.2 Steuerungsinterne Daten 95
5.1.2 Schritte zur Störungsbehebung 97
5.1.2.1 Wissensabsierte Störungsbehebung 98
5.1.2.2 Gestaltung der Wissensbasis 100
5.1.2.3 Gestaltung der Systemarchitektur 101
5.1.3 Schritte zur Störungsvermeidung 102
5.1.3.1 Präventive Instandhaltung zur Ursachenvermeidung 102
5.1.3.2 Optimierung von Puffergrößen und Prozeßzeiten zur Folgenminimierung... 105
5.2 Einführung bekannter Standardmodule und-methoden 110
5.2.1 Die Prozeßüberwachung 110
5.2.1.1 Steuerungsexterne Daten 110
5.2.1.2 Steuerungsinterne Daten 111
5.2.2 Die Störungsbehebung 112
5.2.2.1 Wissensbasierte Störungsbehebung 113
5.2.2.1.1 Störungserkennung und -lokalisierung 113
5.2.2.1.2 Diagnostik im engeren Sinne 114
5.2.2.1.3 Reuse und Revise von Lösungen 115
5.2.2.1.4 Wissensakquisition 117
5.2.2.2 Gestaltung der Wissensbasis 118
5.2.3 Die Störungsvermeidung 121
5.2.3.1 Präventive Instandhaltung zur Ursachenvermeidung 122
5.2.3.2 Optimierung von Puffergrößen zur Folgenminimierung 127
5.3 Entwicklung und Integration zusätzlicher Individualmodule 133
5.3.1 Erweiterung der Prozeßüberwachung 134
5.3.2 Erweiterung der wissensbasierten Störungsbehebung 136
5.3.2.1 Störungserkennung und -lokalisierung 136
5.3.2.2 Diagnostik anhand steuerungsinterner Symptome 137
5.3.2.2.1 Ausblenden und Codieren von Störungssymptomen 137
5.3.2.2.2 Bildung abstrakter Klassen 139
5.3.2.2.3 Retrieval von Störungen 143
5.3.2.3 Automatische Wissensakquisition 148
5.3.3 Erweiterung der Störungsvermeidung 150
5.3.3.1 Optimierung der Prozeßzeiten zur Störungsvermeidung 150
6 Einführung eines umfassenden Störungsmanagements am Beispiel von VW....... 157
6.1 Installation der Prozeßüberwachung 159
6.2 Einbindung der Roboter und Arbeitsvorrichtungen 164
6.3 Einführung der Störungsbehebung 165
6.4 Ableitung präventiver Maßnahmen 171
6.5 Optimierung von Prozeßzeiten 175
6.6 Bewertung des Optimierungspotentials 176
7 Literaturverzeichnis. .......—.......... • • .................—............ 179
Anhang A: Stationstypen 191
Anhang B: Zusammenfassung relevanter Daten 192
Anhang C: Roboter-Bedienteil (KCP) 193
Anhang D: Beispiel einer Montagezelle der Hauptlinie 194
Anhang E: Störungsdokument der RC-Schnittstelle 195
Anhang F: Verknüpfte ODBC-Schnittstelle des BSDE-Systems 196
Anhang G: BSDE-Erweiterung durch Taktzeiten der Stationen und Schutzkreise 198
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Zusammenhang zwischen technischer Verfügbarkeit und Komplexität von
Fertigungsanlagen 2
Abb. 2: Funktionen der Montage 6
Abb. 3: Beispiel für starre und lose Verkettung am Beispiel einer Fertigungslinie für
prismatische Teile 8
Abb. 4: Schematischer Ablauf der wissensbasierten Diagnostik 18
Abb. 5: Sichtweisen der Wissensbasis und deren Verknüpfungen 20
Abb. 6: Definition und Gliederung der Instandhaltung 24
Abb. 7: Zusammenhang zwischen Abnutzungsvorrat und Wartung, Inspektion und
Instandsetzung 25
Abb. 8: Zusammenhang der Instandhaltungskosten, der Überlebenswahrscheinlichkeit
und der Verteilungsdichte der Lebensdauer reparabler Systeme 26
Abb. 9: Gegenläufigkeit der vorbeugenden Instandhaltung und der
Entkopplungsmaßnahmen 27
Abb. 10: Methoden und Aufgaben eines umfassenden Störungsmanagements 30
Abb. 11: Schematischer Aufbau des Industrial Ethernets zurBSDE mit SICALIS 43
Abb. 12: Beispielhafter Aufbau einer Montagelinie und daraus resultierende
Strukturierung der Meldungs-IDs 44
Abb. 13: Vereinfachter Aufbau und Netzstruktur des BSDE 45
Abb. 14: Verallgemeinertes Schema der wissensbasierten Diagnose 48
Abb. 15: Beispiel für abstrakte Fallbildung 51
Abb. 16: Der klassische Sichtbegriff in der DatenbanktechnikFehler! Textmarke nicht
definiert 58
Abb. 17: Beispiel der Vererbungseigenschaften bei Klassenhierarchien 59
Abb. 18: Funktionales Schema der OLAP-Technologie inklusive Datenwürfel 60
Abb. 19: Beispiel zur Struktur eines Entscheidungsbaumes 63
Abb. 20: Klassifizierung bekannter Störungsmanagement-Systeme 66
Abb. 21: Badewannenfunktion der Ausfallrate eines Systems 70
Abb. 22: Veranschaulichung der streng periodischen Erneuerung 71
Abb. 23: Beispiel für ein optimales Erneuerungsintervall und eine minimale
Betriebskostenrate bei streng periodischer Erneuerung 72
Abb. 24: Veranschaulichung der Blockerneuerung 73
Abb. 25: Lösungsprinzip der Laplace-Transformation 74
Abb. 26: Optimales Erneuerungsintervall bei Blockerneuerung und Effektivitätsvergleich
der Strategien 0,1 und 2 74
Abb. 27: Abgeleitete Strategien der Blockerneuerung mit Stillstandszeit 75
Abb. 28: Verfahren zur Pufferdimensionierung mit Hilfe der Simulation 80
Abb. 29: Grundstruktur eines Wartesystems mit Betriebsstörungen 81
Abb. 30: Beispiel zur Berechnung von Warteräumen 82
Abb. 31: Beispiel zur Dimensionierung von Wartesystemen 83
Abb. 32: Einordnung qualitätsorientierter Sensorsignale in die Prüftechnik 86
Abb. 33: Vorgehensmodell der Diagnostik 116
Abb. 34: Generierung eines relationalen Datenbaumes 119
Abb. 35: Verteilung der Informationen auf vorhandene Sichten 121
Abb. 36: Bereich optimaler Erneuerungsintervalle für Sprungausfälle 124
Abb. 37: Zusammenhänge zwischen Materialmehrkosten und Störungsrückgängen für
Block- und Streng periodische Erneuerung 125
Abb. 38: Beispiel für die Wahrscheinlichkeitsverteilung benötigter Warteplätze an einer
Maschine 129
Abb. 39: Beispiel für den Verlauf einer Taktzeitkurve mit Kurzstörung, Leerdurchlauf
und resultierender Prozeßzeit 130
Abb. 40: Erweiterung des BSDE-Systems um die Taktzeiterfassung 134
Abb. 41: Prinzip der Taktzeiterfassung über die SPS am Beispiel eines Roboters 134
Abb. 42: Ungenauigkeit bei der Taktzeiterfassung durch differierende
Initiatorkonfiguration 135
Abb. 43: Beispielhafte Lokalisierung eines ausgefallenen Betriebsmittels 137
Abb. 44: Zentrale Dokumentation aller Störungssymptome mit Kennzeichnung 138
Abb. 45: Klassenbildung und Vererbung von Attributen 140
Abb. 46: Prinzip zur Berechnung der optimalen Basisattributkonstellationen 141
Abb. 47: Vereinfachtes Beispiel für eine ideale Baumbildung 142
Abb. 48: Prinzipielle Baumsuche 145
Abb. 49: Schematische Darstellung der Prozeßzeiten als Detailaufnahme 152
Abb. 50: Darstellung erfaßbarer Einflüsse auf die ideale Prozeßzeit 153
Abb. 51: Quantitatives Optimierungspotential 154
Abb. 52: Arbeitsschritte und Meilensteine unter besonderer Berücksichtigung von
Akzeptanzbildung 159
Abb. 53: Ermittlung des möglichen Einsparpotentials durch vermiedene Störungen und
Auswirkungen auf den Anlagennutzungsgrad 163
Abb. 54: Untersuchungsziele zur Einbindung von Robotern und Arbeitsvorrichtungen 165
Abb. 55: Projektplan für die Einführung der Störungsbehebung 166
Abb. 56: Diagnosemaske am Fase-Leitrechner zur Bestätigung einer bekannten Lösung
oder Eingabe einer neuen 169
Abb. 57: Vorteile seitens der Anlagenführer im Vergleich zu herkömmlichen, manuellen
Störschreibungen aus Feedback-Gesprächen 170
Abb. 58: Auswahl präventiver Instandhaltungsstrategien und Ermittlung des
Einsparpotentials 172
Abb. 59: Dynamisches Verhalten kritischer Bereiche während der Optimierung 174
Abb. 60: Zusammenfassung der Einsparpotentiale durch ein umfassendes
Störungsmanagement 176
Abb. 61: Zusammenfassung der Einsparpotentiale durch die Einführung eines
umfassenden Störungsmanagements 177
Abb. 62: Auftritt neuer Störungen im Störungsmanagement-System 178
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| spelling | Heller, Frank 1971- Verfasser (DE-588)124875688 aut Wissensbasiertes Online-Störungsmanagement flexibler, hoch automatisierter Montagesysteme Frank Heller. [Heinz-Nixdorf-Institut, Universität Paderborn] Paderborn HNI 2003 XIV, 198 S. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier HNI-Verlagsschriftenreihe 129 Zugl.: Paderborn, Univ., Diss., 2003 Montage (DE-588)4040126-1 gnd rswk-swf Störungstolerante Steuerung (DE-588)4600414-2 gnd rswk-swf Assistenzsystem (DE-588)4690490-6 gnd rswk-swf Automation (DE-588)4003957-2 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Störungstolerante Steuerung (DE-588)4600414-2 s Montage (DE-588)4040126-1 s Automation (DE-588)4003957-2 s Assistenzsystem (DE-588)4690490-6 s DE-604 HNI-Verlagsschriftenreihe 129 (DE-604)BV010410690 129 HBZ Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=010538216&sequence=000002&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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