Im Forschungsprojekt "IdentOverLight" wurde ein neuartiges Identifikationssystem für intralogistische Prozesse entwickelt, welches auf sichtbarem Licht basiert. Das neue Auto-ID System kombiniert die Funktionalitäten existenter Auto-ID Systeme vorteilhaft und innovativ miteinander. Der konstruierte Informationsträger ist wiederbeschreibbar wie RFID-Transponder, automatisch lesbar wie Barcodes und von Menschen lesbar wie Klarschriftetiketten.
Auto-ID, RFID, QR-Code, optische Datenübertragung
Fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind ein Baustein für leistungsfähige Produktionssysteme in der Intralogistik und aus vielen Bereichen des innerbetrieblichen Materialtransports nicht mehr wegzudenken. Die wesentliche Funktion eines FTS ist die automatische Steuerung von fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF), die mit anwendungsspezifischen Lastaufnahmemitteln, wie z. B. Teleskopgabeln oder Hubtischen, ausgestattetet werden können. FTF lassen sich daher in unterschiedlichen Anwendungsfeldern (z. B. Palettentransport, Montage oder Kommissionierung) einsetzen. Die Motivation dieses Projekts besteht darin, einen neuen Markt für wettbewerbsfähige, autonome Transportsysteme zu erschließen. Kostengünstige Serien-Flurförderzeuge sollen durch technologische Entwicklungen befähigt werden, autonom Teilaufgaben in logistischen Prozessen, wie Umschlagen, Ein- und Auslagern, Kommissionieren und Transportieren, abzuwickeln.
Fahrerlose Transportsysteme, fahrerlose Transportfahrzeuge, autonom, 3D-Kameratechnik, Sprachsteueru
Der Lösungsansatz „IdentOver-Light“ vereint die positiven Eigenschaften von bestehenden Auto-ID-Verfahren, wie RFID, Barcode und Etiketten, in einem neuen Konzept, dessen Besonderheit darin besteht, dass zur Kommunikation mit dem Informationsträger sichtbares Licht genutzt wird. Der Informationsträger ist wiederbeschreibbar und sowohl für den Mitarbeiter in Klarschrift als auch für ein Lesegerät automatisch lesbar.
Auto-ID, RFID, QR-Code, optische Datenübertragung
Heute bestehen die meisten technischen Bauteile und Komponenten aus monolithischen Werkstoffen. Dennoch erreichen die bisher verwendeten monolithischen Werkstoffe ihre technologischen und konstruktiven Grenzen, so dass eine Verbesserung der Bauteileigenschaften durch Hybridteile realisiert werden könnte. Schmieden der zuvor gefügten Halbzeuge zu präzisen Hybridteilen ist eine vielversprechende Methode, um funktionell angepasste Bauteile in wenigen Prozessschritten herzustellen. Diese neue Prozesskette bietet eine Reihe von Vorteilen im Vergleich zu anderen Herstellungstechnologien. Beispiele sind die Herstellung von spezifischen belastungsangepassten Schmiedeteilen mit einer hohen Materialausnutzung, die eine Verbesserung der Fügezone durch die nachfolgende Umformung erbringt und einfach zu implementierende Fügeverfahren aufgrund der simplen Geometrien der Halbzeuge. Dieser Artikel beschreibt die Herstellungsverfahren für Hybridstahlteile, die durch eine Kombination eines Auftragschweißprozesses mit anschließender Warmumformung (Stauchen) oder Querkeilwalzen hergestellt werden. Es konnte gezeigt werden, dass die innovative Prozesskette die Herstellung von Hybridbauteilen ermöglicht, wobei die Umformung zu einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des laserauftraggeschweißten Materials führt.
Prozesskette, Auftragschweißen, Warmmassivumformen, Querkeilwalzen
Indoor Positionierung ist das Rückgrat vieler entwickelter intralogistischen Anwendungen. Im Gegensatz zur einheitlichen Outdoor-Satellitenpositionierung, gibt es viele verschiedene technische Ansätze zur Ortung in Gebäuden. Je nach Anwendungsfall gibt es unterschiedliche Kompromisse zwischen Genauigkeit, Reichweite und Kosten. In diesem Paper stellen wir ein Konzept für ein 4-Freiheitsgrad (4-DOF) Positionierungssystem vor, das für die Fahrzeugverfolgung in einer logistischen Anlage verwendet werden kann. Das System verwendet die optische Datenübertragung zwischen aktiver Infrastruktur und Empfangseinrichtungen. Im Vergleich zu bestehenden Systemen versprechen diese optischen Technologien eine höhere Genauigkeit bei geringeren Kosten zu erreichen. Wir stellen den Positionierungsalgorithmus und den experimentellen Aufbau des Systems vor.
Optische Indoorpositionierung, Datenübertragung, Signalverarbeitung, Bildverarbeitung, flexible Ware
Das Produktdesign bestimmt 70% der zukünftigen Produktkosten. Daher bietet das strukturelle Design einen vielversprechenden Ansatz zur Reduzierung der Lebenszykluskosten eines Flugzeugs. Ein wesentlicher Auslegungsparameter ist die Entscheidung zwischen einer monolithischen oder modularen Konstruktion. Das aktuelle Design von Flugzeugflügeln kann als weitgehend monolithisch beschrieben werden; die Grundstruktur besteht aus einer kleinen Anzahl von ungeteilten Komponenten. Zum Beispiel besteht die obere Abdeckung des Airbus A350 Flügel aus einer einzigen Komponente mit einer Länge von 32 m. Für die Herstellung dieser großskalierten Komponenten sind Produktionsmaschinen, z. B. Autoklaven, mit sehr großen Abmessungen erforderlich. Jedoch sind andere Flugzeugteile, wie der Rumpf, keine einstückigen Bauteile. Der Rumpf ist aus mehreren Rumpfmodulen, die vorgerüstet und dann miteinander vernietet werden, zusammengesetzt. In diesem Paper wird ein kleinskalierter modularer Aufbau für Flugzeugflügel vorgestellt und die technische Machbarkeit diskutiert. Darüber hinaus haben wir Modularisierungsfaktoren identifiziert, die die Entscheidung zwischen einer monolithischen oder Modulbauweise wesentlich beeinflussen.
strukturelles Design, großskalige Produkte, modulares Design
In diesem Beitrag werden Methoden und Lösungen beschrieben, mit denen die kognitiven Fähigkeiten Erkennen, Kommunizieren, Orientieren sowie Lernen und Planen auf Transportsysteme übertragen werden. Die Umsetzung dieser Fähigkeiten erfolgt mittels optischer Technologien und wird anhand von Anwendungsbeispielen aufgezeigt. Kleinskalige Transportmodule können im Bereich der Intralogistik dazu verwendet werden, um an definierten Knoten im Materialflusssystem das Spektrum der durchführbaren logistischen Operationen zu erweitern sowie die Systemflexibilität zu erhöhen. Mit miniaturisierten 3D-Kamerasystemen – in die Gabelzinken eines Flurförderzeugs (FFZ) integriert – wird das Gabelzinkenvorfeld aufgenommen. Anwendungsspezifische Auswertealgorithmen können die Position von Paletten und Lagerplätzen erkennen und bei der Ladungshandhabung assistieren. Daneben wird die Position des FFZ im Lager über optisch vernetzte Lichtbaken vom Fahrzeug selbst erfasst. Die Positionsbestimmung ermöglicht die Verfolgung von Ladungsträgern in Echtzeit sowie Navigationsfunktionen am Fahrzeug. Kognitive Fähigkeiten sind auch für weitere Bereiche der Transporttechnik vorteilhaft. Ein dezentrales Vernetzungsmodul ermöglicht einen durchgängigen Informationsfluss zwischen unterschiedlichen Transportsystemen. Auf dieser Basis lassen sich weitere kognitive Fähigkeiten, wie ein dezentrales Routing von Produkten, effektiv umsetzen.
kognitives Produktionssystem, optische Technologie, optische Positionsbestimmung
Die Logistik stellt einen wesentlichen Bestandteil der Wertschöpfungskette dar. Daher sind zukunftsfähige Logistiksysteme ein entscheidender Wettbewerbs- und Erfolgsfaktor für Unternehmen. Durch individuelle Kundenwünsche, verkürzte Innovationszyklen sowie eine steigende Vielfalt an Produktvarianten sind die Anforderungen an die Materialflusstechnik zunehmend komplexer geworden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden und eine kontinuierliche Effizienzsteigerung von Logistiksystemen zu ermöglichen, ist die Entwicklung innovativer Systeme notwendig. Ein Schlüssel zum Entwurf derartiger Systeme ist die Anwendung optischer Technologien. Anhand eines vereinfachten Szenarios werden in diesem Beitrag die Möglichkeiten optischer Technologien in der Intralogistik dargestellt.
Materialflusstechnik, optische Kommunikation, Optik, Intralogistik
Im Forschungsprojekt ISI-WALK wurden Methoden und Technologien zur effizienten Gestaltung und zum wirtschaftlichen Betrieb von wandlungsfähigen Lieferketten entwickelt. Diese Methoden und Technologien tragen dazu bei, Logistiksysteme wandlungsgerecht zu gestalten und einen wandlungsfähigen Material- und Informationsfluss zu realisieren. In Anlehnung an die kognitiven Fähigkeiten des Menschen und der daraus resultierenden hohen Wandlungsfähigkeit wurden Logistiksysteme befähigt, ihre Umgebung zu erkennen, entsprechende Informationen zu kommunizieren, zu schlussfolgern, zu lernen oder zu planen. Die technischen Ergebnisse gliedern sich in vier Teilziele: ein auf 3D-Kameratechnologie basierendes Assistenzsystem für Gabelstapler, ein System zur optischen Positionserfassung in industriellem Umfeld, ein wandlungsfähiges koordinatenbasiertes Lagerverwaltungssystem und eine Methode zur Planung und Bewertung von Wandlungstreibern. Das Forschungsvorhaben wurde innerhalb des Rahmenkonzepts "Forschung für die Industrie von morgen" vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und durch den Projektträger Karlsruhe, Bereich Produktion und Fertigungstechnologien betreut.
Optische Positionierung, Aktive Infrastruktur, Datenübertragung, Signal Processing, Bildverarbeitung
Eine zentrale Steuerung von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) wird den Anforderungen einer wandlungsfähigen Produktion nicht mehr gerecht. Mit Verfahren aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz kann eine Steuerung dezentralisiert und flexibilisiert werden. Die Aufgaben der zentralen Steuerung können auf diesem Wege auf verschiedene Entitäten im System verteilt und ihre Komplexität verringert werden. Der vorliegende Artikel befasst sich mit der Dezentralisierung einer FTS-Steuerung. Die Schwerpunkte liegen auf der Auftragsvergabe, der Routenfindung sowie der Konfliktlösung.
FTS, Dezentrale Steuerung, Fahrerlose Transportsysteme
Indoor-Positionierung ermöglicht Technologien für weiterentwickelte intra-logistische Anwendungen, die das Verfolgen von Gütern und Fahrzeugen ermöglicht. Für diese Anwendungen, muss eine Positionierungstechnologie einen geeigneten Trade-Off zwischen Genauigkeit, Reichweite und Kosten liefern. In diesem Paper präsentieren wir ein neuartiges Positionierungssystem, das auf optischen Technologien basiert, um Fahrzeuge in einer logistischen Umgebung zu orten. Die Hauptinnovation des Systems liegen in einer aktiven optischen Infrastruktur, die es erlaubt die absolute Position ohne irgendeine andere Datenquelle zu bestimmen und auf der Receiverseite einen hybriden Datenverarbeitungsansatz, der Signal- und Datenverarbeitung kombiniert. Durch die Anwendung optischer Technologien, kann eine hohe Genauigkeit bei geringeren Kosten im Vergleich zu anderen Ansätzen erreicht werden. Der statistische Positionierungsfehler liegt bei unter 0.1 m. Der aktive optische Positionierungsansatz verbindet Signal- und Bildverarbeitung zu einem günstigen und hoch akkuraten System. Obwohl die Technologie für intralogistische Anwendungen entwickelt wurde kann sie auch auf andere Bereiche, wie z. B. Gebäude oder Werkstätten adoptiert werden.
Aktive Infrastruktur, Datenübermittlung, Signalverarbeitung, Bildverarbeitung
Dieser Beitrag stellt die Entwicklung von Methoden und Regeln zur automatisierten Erstellung eines Werkzeugmodells sowie zur automatisierten Kostenkalkulation und -überwachung vor. Ausgehend vom Streifenbild des herzustellenden Produkts werden Werkzeuge konfiguriert, deren Elemente mit Herstellungsprozessen und Kostendaten verknüpft sind. Durch den Einsatz von Algorithmen der Künstlichen Intelligenz wird auch die Mitarbeitererfahrung bei der Angebotserstellung abgebildet und berücksichtigt.
Werkzeugbau, Angebotskalkulation, Data Mining, Expertensystem
Für eine systematische Reklamationsbearbeitung hat sich die vom VDA empfohlene 8D-Methode etabliert. Allerdings existieren bisher keine adäquaten Mess- und Bewertungstechniken zur Beurteilung der Qualität eines 8D-Berichts. In der Folge kann nicht zu jedem Zeitpunkt gewährleistet werden, dass die Reklamationsbearbeitung korrekt und effizient durchgeführt wird. In einem von der FQS sowie dem Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) und dem IPH - Institut für Integrierte Produktion gGmbH durchgeführten Projekt wurde ein automatisiertes Metriksystem zur Messung und Bewertung der Bearbeitungsqualität eines 8D-Berichts vorgestellt. Für die Ermittlung der Metriken werden zum einen Text Mining Algorithmen verwendet. Zum anderen kommen manuelle Bewertungen zum Einsatz, um die erforderliche Bandbreite an Bewertungen effizient und zuverlässig zu realisieren.
8D-Methode, 8D-Report, 8D-Bericht, Reklamation, Reklamationsbearbeitung, Reklamationsmanagement, Qua
Dünne Trennschleifscheiben helfen bei der Effizienzsteigerung in der Platten- und Fliesenproduktion aus Naturstein. Die reduzierte Steifigkeit der Scheiben kann allerdings zu einer erhöhten Biegung des Werkzeugs führen und die Schnittqualität mindern. Dies kann durch höhere Schnittgeschwindigkeiten kompensiert werden. Bisher muss ein solcher Eingriff von einem Anwender überwacht werden. Aus ergonomischen und ökonomischen Gründen ist dies keine Option für die Industrie. Bis jetzt existiert kein System, das die Vibrationen nahe der Quelle während des Schneidprozesses überwachen kann. Vor diesem Hintergrund wurde ein solches System entwickelt. Auf Basis der Integration von piezoelektrischen Elementen im Schleifwerkzeug können Vibrationen direkt an der Quelle gemessen werden. Dies stellt eine hohe Genauigkeit des Messprozesses sicher. Die gemessenen Daten werden kabellos an einen Computer übermittelt, der die Ergebnisse evaluiert. Schneidtests zeigen, dass das sensorintegrierte Werkzeug in der Lage ist, die Werkzeugvibrationen während des Schleifprozesses aufzuzeichnen. Diese Arbeit beschreibt das sensorintegrierte Trennschleifwerkzeug und zeigt die Ergebnisse von Schneidtests.
Trennschleifen, Messtechnik, Schnittqualität
Für die Herstellung von Platten und Fliesen aus Naturstein ist das Trennschleifen mit kreisförmigen Werkzeugen mit Bezug auf die konkurrierenden Zielgrößen Schnittbreite, Bearbeitungsqualität und Schleifleistung im Vergleich zu den Seil- und Gattersägen von vorrangiger Bedeutung. Zur ökonomischen und ökologischen Verbesserung von Trennschleifprozessen existieren zahlreiche Ansätze wie z.B. die Reduzierung der Stammblattdicke, Erhöhung des Zeitspanvolumens durch Tiefschleifen. Diese Ansätze stoßen aufgrund von Schnittverlauf, dem Ausweichen des Werkzeugs aus der Schnittebene, an ihre Grenzen. Durch die Kenntnis des Werkzeugverhaltens im Prozess kann eine wirtschaftliche Verbesserung des Trennschleifprozesses erfolgen. Diese Informationen können mithilfe eines Werkzeugüberwachungssystems während des Prozesses gewonnen werden. Im folgenden Beitrag wird ein Ansatz zur Überwachung von Trennschleifblättern im Prozess beschrieben.
Trennschleifen, Trennschleifprozessen, Tiefschleifen, Schnittverlauf
Der Entstehungsprozess von großskaligen Produkten wurde in der Vergangenheit nur vereinzelt wissenschaftlich betrachtet. Im Rahmen des Verbundprojektes „Innovationen für die Herstellung großskaliger Produkte“, gefördert von niedersächsischen Ministerien, will das IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gemeinnützige GmbH wissenschaftlichen Fragestellungen in Bezug auf die Entwicklung, Herstellung und das Recycling großskaliger Produkte nachgehen und diese beantworten.
XXL-Produkte, Entwicklung, Herstellung, Recycling
Formteilqualität und Zykluszeiten werden bei Spritzgießprozessen durch das Temperiersystem im Werkzeug gesteuert. Bisher legen erfahrene Konstrukteure manuell konturnahe Temperiersysteme aus, um sie dann iterativ und versuchsbasiert zu simulieren. In dem vorliegenden Artikel wird eine Methode zur automatisierten Temperiersystemauslegung vorgestellt. In der Methode sind naturanaloge Verfahren verknüpft, die den Konstruktionsprozess beschleunigen und die Wirtschaftlichkeit des Spritzgießprozesses verbessern.
Spritzgießen, konturnahe Temperiersysteme, Auslegung, naturanaloge Verfahren
Die Wahl einer wirtschaftlichen Instandhaltungsstrategie steht im Spannungsfeld zwischen Produktionsausfällen auf der einen und Instandhaltungsaufwendungen auf der anderen Seite. Die voraussagende Instandhaltung von Produktionsanlagen verspricht einen Ausweg aus diesem Zielkonflikt, sofern sich die Maschinenzustände prognostizieren lassen. Die Digitale Maschinenakte unterstützt diese Aufgabe durch eine Kombination aus Datenaustausch und Künstlicher Intelligenz.
Maschinenüberwachung, Künstliche Intelligenz
Im Projekt "Steigerung der Instandhaltungsqualität durch maschinenspezifische Informationen am Beispiel der Papier- und Druckweiterverarbeitung" wurden Methoden entwickelt, die eine verbesserte Instandhaltungsqualität durch eine voraussagende Strategie ermöglichen. Die entwickelten Methoden kombinieren den Austausch von instandhaltungsbezogenen Daten und die Analyse dieser Daten mittels künstlicher Intelligenz. Dadurch wird erreicht, dass die am Lebenszyklus einer Anlage beteiligten Unternehmen zusätzliche Informationen gewinnen, z. B. über den aktuellen Verschleißgrad einer Baugruppe.
Instandhaltung, Data Mining
Produzierende Unternehmen sind heute mehr denn je von einem turbulenten Marktumfeld umgeben. Gleichzeitig nimmt die Bedeutung von Netzwerken und Wertschöpfungsverbünden zu. In Theorie und Praxis wird die über die klassische Flexibilität hinaus gehende Wandlungsfähigkeit als Voraussetzung gesehen, in diesem Umfeld bestehen zu können. Leider stehen vielen Unternehmen bei der Verwirklichung wandlungsfähiger Fabrik- und Netzwerkstrukturen eine Reihe technologischer und organisatorischer Wandlungshemmnisse entgegen. Dieser Artikel gibt einen Überblick über den Stand der Forschung und den Entwicklungsbedarf der Wandlungsfähigkeit von Lieferketten. Zusätzlich werden Anforderungen und Lösungsansätze aufgezeigt, mit welchen Technologien und Methoden zukünftig die Wandlungsfähigkeit verbessert werden kann und Wandlungshemmnisse abgebaut werden können. Dabei werden schwerpunktmäßig die wandlungsgerechte Gestaltung von Transport-, Lager- und IT-Systemen sowie die Planung und Bewertung der Wandlungsfähigkeit in Lieferketten beschrieben.
Wandlungsfähigkeit, Lieferketten, Fabrik- und Netzwerkstrukturen, technologische und organisatorisch
