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Produkttolerante Automation zellenbasierter Fertigungssysteme / von Dipl.-Ing. Fabian Bertelsmeier ; Referent: Prof. Dr.-Ing. habil. Ansgar Trächtler, Korreferent: Prof. Dr.-Ing. Roman Dumitrescu. Paderborn, 2020
Inhalt
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
Symbolverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Motivation und Zielsetzung
1.2 Aufbau und Abgrenzung der Arbeit
2 Topologie flexibler Fertigungsysteme
2.1 Flexibilität, Rekonfigurierbarkeit und Wandelbarkeit
2.1.1 Hierarchie flexibler Fertigungssysteme
2.1.2 Klassifizierung von Flexibilität, Rekonfigurier- und Wandelbarkeit
2.1.3 Resümee zur Hierarchisierung und Klassifizierung
2.2 Automation von flexiblen Fertigungssystemen
2.2.1 Organisationsstrukturen von flexiblen Fertigungssystemen
2.2.2 Steuerung und Regelung von flexiblen Fertigungssystemen
2.3 Fazit und Zusammenfassung
3 Produktintelligenz in der flexiblen Fertigungsautomation
3.1 Schlüsseltechnologien für die Produktidentifikation
3.2 Definition der Produktintelligenz
3.2.1 Definition nach McFarlane et al.
3.2.2 Definition nach Kärkkäinen et al.
3.2.3 Definition nach Ventä
3.2.4 Resümee der Definitionen von Produktintelligenz
3.3 Klassifizierung von intelligenten Produkten
3.4 Informations- und Datenstrukturen intelligenter Produkte
3.5 Fazit und Zusammenfassung
4 Produktgesteuerte flexible Fertigungsautomation
4.1 Stand der Wissenschaft und Technik
4.2 Fazit und Abgrenzung zum Stand der Wissenschaft und Technik
4.3 System- und Zellentopologie produktgesteuerter flexibler Fertigungsprozesse
4.4 Produktbedürfnis- und Produkttoleranz
4.4.1 Begriffsdefinitionen
4.4.2 Anforderungen an ein produkttolerantes System
4.5 Zielsetzung der Arbeit
4.6 Fazit und Zusammenfassung
5 Steuerung und Regelung für produkttolerante Teilsysteme eines zellenbasierten Fertigungsprozesses
5.1 Steuerung und Regelung hybrider dynamischer Systeme
5.1.1 Eigenschaften von hybriden dynamischen Systemen
5.1.2 Beschreibungsformen von hybriden dynamischen Systemen
5.2 Produkttolerante Steuer- und Regelung
5.2.1 Aufbau und Funktion der produkttoleranten Steuer- und Regelung
5.2.2 Produktgetriggerte Kommunikation, Rekonfiguration und Interaktion
5.3 Entwurfsleitfaden einer produkttoleranten Steuer- und Regelung
5.4 Produkttolerante Steuer- und Regelung am Beispiel eines Transportszenarios für die zellenbasierte Fertigung
5.5 Produkttolerante Steuerung und Regelung am Beispiel eines Handlingsystems
5.6 Fazit und Zusammenfassung
6 Dynamische Prozessplanung für produkttolerante und vernetzte Fertigungssysteme
6.1 Grundlagen der dynamischen Ablaufplanung
6.2 Strategien für die dynamische Ablaufplanung
6.3 Stand der Wissenschaft und Technik
6.4 Anforderungen an eine dynamische Prozessplanung für produkttolerante und vernetzte Fertigungssysteme
6.5 Zwischenfazit und Abgrenzung zum Stand der Wissenschaft und Technik
6.6 Entwicklung des erweiterten HRRN-basierten Planungsverfahrens
6.6.1 Entwicklung des globalen Planungsverfahrens
6.6.2 Entwicklung des zellinternen Planungsverfahrens
6.7 Simulationsumgebung unter Matlab
6.8 Funktionsanalyse des erweiterten HRRN Verfahren
6.9 Fazit und Zusammenfassung
7 Produkttolerante Kerzenfertigung
7.1 Konzept und Aufbau des zellenbasierten produkttoleranten Kerzenfertigungsprozesses
7.2 Aufbau und Funktion der Wachsabfüllmaschine
7.3 Aufbau und Funktion des intelligenten Kerzenträgers
7.4 Fazit und Zusammenfassung
8 Applikation und Validierung in der produkttoleranten Kerzenfertigung
8.1 Applikation und Analyse der produkttoleranten Steuerungs- und Regelungsstruktur am Beispiel der Wachsabfüllmaschine
8.2 Analyse der dynamischen Prozessplanung für die produkttolerante Kerzenfertigung
8.2.1 Parametrisierung der Simulationsumgebung
8.2.2 Dynamische Fertigungsplanung bei minimaler Produktvarianz
8.2.3 Dynamische Fertigungsplanung bei maximaler Produktvarianz
8.2.4 Fazit zur Simulationsstudie
9 Zusammenfassung und Ausblick
Literatur
A1 Datenblätter
A1.1 Getriebegleichstrommotor 1/2
A1.2 Getriebegleichstrommotor 2/2
A1.3 Gleichstromantriebsmotor
A1.4 RFH 630 RFID Lese- und Schreibgerät
A1.5 EDP Mini Handlingsystem
A1.6 EDP Mini Handlingsystem - z-Linearachse
A1.7 EDP Mini Handlingsystem - y-Linearachse
A1.8 Abfüllventile (1/2)
A1.9 Abfüllventile (2/2)
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