Tausende Windkraftanlagen müssen in den kommenden Jahren demontiert und ersetzt werden, auf die Windparkbetreiber kommen Kosten in Millionenhöhe zu. Wie der Rückbau schnell, günstig und umweltfreundlich gelingen kann, erforschen Wissenschaftler am Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) vor der großen Rückbau-Welle, mit der sie in zirka drei Jahren rechnen.
Demontage-Netzwerke, Windenergieanlagen
Der Vortrag stellt eine Methode zur automatisierten Konstruktion und Kalkulation von Folgeverbundwerkzeugen vor. Grundlage bildet eine automatisierte CAD-Modellerstellung für Folgeverbundwerkzeuge. Aus den erstellten CAD-Modellen werden Merkmale abgeleitet, die als Eingangsparameter für Prognosemodelle zur Vorhersage der Werkzeugkosten dienen.
Werkzeugbau, Angebotskalkulation, Data Mining, Prognose
Die Einführung von interaktiven Assistenzsystemen wie Datenbrillen ist ein weiterer Schritt zur Smart Factory, um die Komplexität in Produktion und Logistik durch steigende Kundenanforderungen zu beherrschen. Um kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) das Potential und den Nutzen dieser Technologien aufzuzeigen, wurde im Rahmen des Forschungsprojektes 4.0 Ready ein Kompendium entwickelt, welches einen Überblick über vorhandene Assistenzsysteme gibt. Im weiteren Projektverlauf werden Reifegradmodelle, mit denen KMU die Einführung von interaktiven Assistenzsystemen ganzheitlich und systematisch planen und steuern können, entwickelt.
Interaktive Assistenzsysteme, Industrie 4.0, Reifegradmodelle, Datenbrille
In dem Vortrag wurde das Forschungsprojekt FTF out of the Box vorgestellt. Gegenstand waren insbesondere die durch das IPH entwickelte Gesten- und Sprachsteuerung zur intuitiven Beauftragung Fahrerloser Transportsysteme.
Digitalisierung, Fahrerlose Transportsysteme
In dem Vortrag wurde das Forschungsprojekt FTF out of the Box vorgestellt. Gegenstand waren insbesondere die durch das IPH entwickelte Gesten- und Sprachsteuerung sowie die durch die Firma Jungheinrich AG entwickelten Projektergebnisse.
Digitalisierung, Fahrerlose Transportsysteme
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 können daher in unterschiedlichen Anwendungsfeldern wie z. B. Palettentransport, Montage oder Kommissionierung eingesetzt werden. In diesem Projekt werden u. a. eine Sprach- und Gestensteuerung sowie eine autonome Navigation für FTF umgesetzt. Bildverarbeitende Algorithmen arbeiten dabei auf Basis von einem dreidimensionalen Umgebungsabbild, welches durch eine industrietaugliche 3D-ToF-Kamera erstellt wird.
FTF, Sprachsteuerung, Gestensteuerung, freie Navigation, Intralogistik
Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) mit autonomen Eigenschaften und dezentralisierter Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) sind Teil der heutigen Intralogistik. Um eine möglichst natürliche Interaktion zu gewährleisten können Sprach- und Gestensteuerung angewandt werden. In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz für eine kognitive multimodale MMI vorgestellt. Dabei wird neben der Interaktion über Sprache und Gestik das Messverfahren der Elektroenzephalografie eingesetzt. Damit wird es möglich, während der Bedienung des FTF über Sprache die impliziten Verhaltensweisen des Bedieners zu untersuchen (bspw. Aufmerksamkeit und Entspanntheit), welche einen signifikanten Einfluss auf die Korrektheit der Interaktion mit dem FTF besitzen. Dadurch wird es in Zukunft möglich sein, die sprachbasierte MMI zu verbessern und den Bediener vor kognitiver Überforderung zu schützen.
Logistik, kognitive Robotik, Elektroenzephalografie
In dem Vortrag werden die Ergebnisse des Forschungsprojekte "FTF out of the box" vorgestellt. Der Fokus liegt auf der vom IPH entwickelten Mensch-Maschine-Interaktion auf Basis einer Sprach- und Gestensteuerung.
Mensch-Maschine Schnittstelle, Sprachsteuerung, Gestensteuerung, FTF
Fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind in modernen Produktionsanlagen mittlerweile fest etabliert. Einmal installiert, übernehmen die Fahrerlosen Transportfahrzeuge (FTF) automatisiert Aufgaben im Betrieb und sorgen für einen effizienten Produktionsfluss. Die Auslegung des FTS bedeutet beim jetzigen Stand der Technik allerdings immer noch einen enormen Planungsaufwand und damit hohe Kosten. Neben der richtigen Auswahl der Fahrzeuge und des Leitsystems ist vor allem die Planung des Wegenetzes für die Fahrzeuge sehr zeitintensiv und wird fast ausschließlich manuell von erfahrenen Systemplanern durchgeführt. Ziel dieses Projekts ist es, effiziente und anwendbare Wegenetze für FTS zu erstellen. Die Planungsphase der Wegenetze soll dabei von mehreren Wochen auf wenige Stunden reduziert werden. Angestrebt wird somit eine ressourceneffiziente und standardisierte Planung.
FTF, Wegeplanung, Fuzzy Logik
Kostenlose Informationsangebote zum Thema Industrie 4.0 bietet „Mit uns digital! Das Zentrum für Niedersachsen und Bremen“. Die Experten schulen Fach- und Führungskräfte und unterstützen bei der Umsetzung von Digitalisierungsprojekten.
Industrie 4.0, Digitalisierung, Schulung, Weiterbildung
Vorformen für Schmiedeteile lassen sich künftig automatisiert auslegen: Das IPH arbeitet derzeit an einer Software auf Basis evolutionärer Algorithmen. Damit können Unternehmen wertvolle Entwicklungszeit sparen und die Wirtschaftlichkeit von Schmiedeprozessen steigern.
Umformtechnik, Schmieden, Vorform, evolutionäre Algorithmen
Steigende Strompreise für Industrieunternehmen resultieren in zunehmenden Energiekosten und damit einer geringeren internationalen Wettbewerbsfähigkeit. Aufgrund der zusätzlich zunehmenden Schwankungen des Strompreises sind Einsparungen bei den Energiekosten auch ohne kapitalintensive Investitionen möglich. Durch die Umsetzung spezifischer und organisatorischer Methoden sollen zukünftig energieintensive Aufträge zu Zeiten von niedrigen Strompreisen und energiearme Aufträge in Zeiten hoher Preise durchgeführt werden.
Energiekosten, Energiepreise, Fertigungssteuerung, Reihenfolgebildung
Steigende Strompreise für Industrieunternehmen resultieren in zunehmenden Energiekosten und damit einer geringeren internationalen Wettbewerbsfähigkeit. Aufgrund der zusätzlich zunehmenden Schwankungen des Strompreises sind Einsparungen bei den Energiekosten auch ohne kapitalintensive Investitionen möglich. Durch die Umsetzung spezifischer und organisatorischer Methoden sollen zukünftig energieintensive Aufträge zu Zeiten von niedrigen Strompreisen und energiearme Aufträge in Zeiten hoher Preise durchgeführt werden.
Energiekosten, Energiepreise, Fertigungssteuerung, Reihenfolgebildung
Die Demontage von großskaligen Produkten (wie Windenergie-, Kran- oder Förderanlagen), auch als XXL-Produkte bezeichnet, gewinnt zunehmend an Bedeutung. Ein Grund dafür sind die begrenzten Laufzeiten der Anlagen. Die Herausforderung der Demontage liegt in der Positionierung zwischen der zum Teil aufwändigen und teuren Demontage am Einsatzort und dem teuren Abtransport von Einzelteilen zu einer Demontagefabrik. Aus diesem Grund soll im Rahmen eines Forschungsprojektes „DemoNet“ ein Wirkmodell entwickelt werden, welches Unternehmen bei der Gestaltung eines XXL-Demontagenetzwerkwerkes unterstützt. Die Forschungshypothese besteht darin, dass eine verteilte Demontage aus ökologischen, ökonomischen und logistischen Gesichtspunkten sinnvoller ist. Die Grundlage für das Vorhaben bildet die Erweiterung eines Standortplanungs- und Allokationsproblems als mathematisches Optimierungsmodell zur Demontage von XXL-Produkten. Zur Lösung des Optimierungsproblems wird ein genetischer Algorithmus entwickelt.
Demontageplanung, Demontage-Netzwerke, Wirkmodell, Lösungsheuristik, Standortplanungsproblem
Die Auslegung von Massivumformprozessen erfordert viel Zeit. Aufwendige FEM-Simulationen dienen der Vorabuntersuchung, benötigen jedoch in Abhängigkeit der Ergebnisgüte Berechnungszeiten von Stunden oder Tagen. Forscher des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH) wollen dies beschleunigen: Ein Algorithmus soll relevante Ergebnisteile der Simulation innerhalb einer Minute vorhersagen.
Künstliche Intelligenz, FEM
Die Montage großskaliger Produkte ist von einer hohen Störanfälligkeit geprägt. Um die Dauer eines Montagestillstandes zu verkürzen, haben das WZL der RWTH Aachen und das IPH Hannover gemeinsam eine Methode entwickelt, welche die Identifikation von Montageplanalternativen und deren Bewertung anhand der logistischen Zielgrößen im Störungsfall ermöglicht. Bestand, Auslastung, Durchlaufzeit und Termintreue werden in Kosten überführt und Montagepläne somit mittels einer Größe vergleichbar.
Produktionsplanung und -steurung, Montage, Logistische Zielgrößen
Innerhalb des Forschungsprojekts "Situative Verhaltenssteuerung für interaktive, fahrerlose Transportfahrzeuge" wurde ein sprach- und gestenbasiertes Bedienkonzept entwickelt und auf einem automatisierten Flurförderzeug implementiert. Anhand eines industriellen Anwendungsfalls soll der wirtschaftliche Mehrwert dieses Systems im Rahmen einer Materialflusssimulation überprüft werden.
Gestensteuerung, Sprachsteuerung, fahrerlose Transportsysteme
Eine Fabrikplanung wird derzeit entweder aufwandsarm und qualitativ durch Experten oder quantitativ durch ein Simulationsmodell bewertet. Eine Bewertung mittels Simulationsmodell ist jedoch sowohl teuer als auch zeitintensiv und für kleine und mittelständische Unternehmen eine große Belastung. Dieser Beitrag beschreibt das Vorgehen eines Forschungsprojekts und die Auswahl von Bewertungsfeldern, die zukünftig eine aufwandsarme und zugleich quantitative Fabrikbewertung ermöglichen soll.
Fabrikplanung, quantitative Fabrikbewertung, Simulationsmodell
Das Steuern der Synchronität von Versorgungsprozessen für die Montage erfordert eine quantitative Bewertungskennzahl. Mit dem Bereitstellungsdiagramm existiert ein effektives Werkzeug zur Beurteilung der Materialbereitstellungssituation, welches bereits verschiedene Kennzahlen beinhaltet. Eine Kennzahl zur Beschreibung des Synchronitätsgrades ist bislang jedoch nicht enthalten, wodurch eine quantitative Bewertung von Maßnahmen zur Synchronitätssteigerung verhindert wird. In diesem Artikel wird eine Kennzahl zur Beschreibung des erreichten Synchronitätsgrades vorgestellt: die Synchronitätszahl. Sie basiert auf einem existierenden Ansatz zur Annäherung der Komplettierungskurve im Bereitstellungsdiagramm. Da die Synchronitätszahl durch die mittlere Komponentenzahl der Montageaufträge im Untersuchungszeitraum beeinflusst wird, wird zudem eine zweite Kennzahl vorgestellt, die relative Synchronitätszahl, welche davon unabhängig ist. Durch die relative Synchronitätszahl wird somit ein Vergleich unterschiedlicher Betrachtungszeiträume ermöglicht. Darüber hinaus wird in diesem Artikel die Möglichkeit betrachtet, die Synchronitätszahl mit Hilfe eines einfachen Hill-Climbing-Algorithmus zu ermitteln.
Produktionsplanung und -Steuerung, Supply Chain Management, Bereitstellungsdiagramm, Synchronität
Im Rahmen dieses Beitrags wird ein dezentral gesteuertes, intelligentes Materialflusssystem vorgestellt. Das realisierte neuartige Produktrouting basierend auf einer dezentralen Intelligenz führt die Routenplanung der einzelnen Fördergüter durch. Aufgrund der dezentralen Intelligenz ist eine Erweiterung oder Anpassung der Produktionsanlage jederzeit ohne nennenswerten Konfigurationsaufwand möglich. Zusätzlich ermöglicht die vernetzte dezentrale Intelligenz einen parallelen Fluss von Material und Informationen und eine Identifikation des Layouts der gesamten Anlage. Ein weiteres Kernelement ist die entscheidungsfähige Fördermatrix, welche sich aus kleinskaligen Fördermodulen zusammensetzt. Im Zusammenspiel dieser Fördermodule können neben dem Transportieren sowie Ein- und Ausschleusen eine Vielzahl intralogistischer Funktionen gelöst werden. Für diese Fördermatrix wird eine antriebstechnische Lösung vorgestellt, die die Anforderungen hinsichtlich Funktionalität und Kompaktheit erfüllt.
Dezentrale Intelligenz, Materialfluss, Fördermatrix, ProductionML, Routing
