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Autonome Planung und Entscheidungsoptimierung in der Ablaufsteuerung flexibel automatisierter Fertigungssysteme

ISBN: 978-3-940565-63-1

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Kurzübersicht

Die Automatisierung der Fertigungsprozesse richtet sich heutzutage überwiegend nach der Ausschöpfung der Skaleneffekte. Die Ursachen davon sind auf die begrenzte Flexibilität in der Betriebsphase und die hohen Aufwendungen in der Planung, Programmierung, Inbetriebnahme, Anpassung und Wartung von individuell projektierten Automatisierungslösungen zurückzuführen. Die hohen Lohnkosten in Verbindung mit der steigenden Nachfrage nach kundenindividuellen Produkten fordern die Anlagenhersteller jedoch heraus, hochflexible und möglichst adaptive Automatisierungssysteme für kleine bis mittlere Stückzahlen zu entwickeln. [...]

Autonome Planung und Entscheidungsoptimierung in der Ablaufsteuerung flexibel automatisierter Fertigungssysteme

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Die Automatisierung der Fertigungsprozesse richtet sich heutzutage überwiegend nach der Ausschöpfung der Skaleneffekte. Die Ursachen davon sind auf die begrenzte Flexibilität in der Betriebsphase und die hohen Aufwendungen in der Planung, Programmierung, Inbetriebnahme, Anpassung und Wartung von individuell projektierten Automatisierungslösungen zurückzuführen. Die hohen Lohnkosten in Verbindung mit der steigenden Nachfrage nach kundenindividuellen Produkten fordern die Anlagenhersteller jedoch heraus, hochflexible und möglichst adaptive Automatisierungssysteme für kleine bis mittlere Stückzahlen zu entwickeln.

Heutige SPS- oder PC-basierte Fertigungsleitsysteme verarbeiten imperative Anweisungen, die in den vorab erstellen Steuerungsprogrammen enthalten sind. Der Steuerungsprogrammierer setzt auf diese Weise einen einmalig fixierten Zustandsautomaten um. Diese Vorgehensweise stößt an ihre Grenzen und garantiert kein optimales Verhalten des Automatisierungssystems unter den sich zur Laufzeit ändernden Randbedingungen, sobald eine parallele Ausführung mehrerer flexibler Fertigungsabläufe gefordert wird. Die Berücksichtigung zusätzlicher Entscheidungsalternativen führt zu einem überproportionalen Komplexitätsanstieg in der Steuerungsprogrammierung.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Fragestellung, wie sich der Autonomie- und Flexibilitätsgrad in der Ablaufsteuerung automatisierter Fertigungssysteme nachhaltig steigern lässt. Die aufgestellte Lösungshypothese sieht einen Übergang von der starren, imperativen Steuerungsprogrammierung zur online Planung und Optimierung des Fertigungsablaufs auf Basis einer deklarativen Modellbeschreibung eines Steuerungsproblems vor. Als Beweis wird in der Arbeit ein Konzept für die autonome Planung der Steuerungsabläufe in einem Fertigungsleitsystem für Flexible Fertigungssysteme entwickelt. Die wesentlichen Komponenten dieser Lösung sind ein geeignetes Metamodell zur domänenspezifischen Modellierung und ein Algorithmus zur online Planung und Optimierung der Steuerungsentscheidungen. Da sich die individuellen Flexiblen Fertigungssysteme in ihrem Aufbau und ihren Fertigungsabläufen stark unterscheiden, wurde eine Plattformlösung angestrebt, die die anlagenneutralen Funktionalitäten möglichst umfassend kapseln kann. Die entwickelten Ansätze wurden in einem Softwareprototyp umgesetzt und an einem realen Anlagenbeispiel validiert.

Zusatzinformation

Autor Fayzullin, Kamil
ISBN/Artikelnr. 978-3-940565-63-1
Gewicht 0.40 kg
Erscheinungsdatum 06.12.2010
Lieferzeit 3-4 Tage
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