Home Adaptive Steuerungssoftware für die frei verkettete Montage
Article
Licensed
Unlicensed Requires Authentication

Adaptive Steuerungssoftware für die frei verkettete Montage

Ein serviceorientierter Ansatz zur adaptiven Prozesssteuerung
  • Julius B. Mathews

    Julius B. Mathews, M. Sc., geb. 1994, studierte Wirtschaftsingenieurwesen Fachrichtung Maschinenbau mit Schwerpunkt Produktionstechnik an der RWTH Aachen. Seit 2021 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in der Abteilung für Produktionsmesstechnik mit Arbeitsschwerpunkt Adaptive Produktionssteuerung.

    EMAIL logo
    , Simon Hort

    Simon Hort, M. Sc., geb. 1991, studierte im Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen Fachrichtung Maschinenbau mit Schwerpunkt Produktionstechnik an der RWTH Aachen. Im Master studierte er Wirtschaftsingenieurwesen am KIT in Karlsruhe mit Schwerpunkt Digitalisierung in der Produktion. Seit 2019 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in der Abteilung für Produktionsmesstechnik mit Arbeitsschwerpunkt Adaptive Produktionssteuerung. Seit 2021 leitet er dort auch die Gruppe Adaptive Produktionssteuerung.

    and Robert H. Schmitt

    Prof. Dr.-Ing. Robert H. Schmitt, geb. 1961, war nach dem Studium der Elektrischen Nachrichtentechnik an der RWTH Aachen Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement. 1997 wechselte Professor Schmitt zur MAN Nutzfahrzeuge AG in München, wo er leitende Positionen im Qualitätsbereich und in der Produktion innehatte. Zum 1. Juli 2004 wurde er als Professor an die RWTH Aachen berufen. Er ist als Inhaber des Lehrstuhls für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement, Mitglied des Direktoriums des Werkzeugmaschinenlabors WZL und des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT.

Published/Copyright: September 23, 2022

Abstract

Durch gestiegene Variantenvielfalt wird in der Linienmontage der Produktfluss erschwert, die Stationsauslastung sinkt und die Kosten steigen. Einen Lösungsansatz bietet die frei verkettete Montage. Hierfür wird die Linie ähnlich dem Werkstattprinzip neu angeordnet und durch fahrerlose Transportfahrzeuge gekoppelt. Dieser Beitrag erklärt die Herausforderungen der frei verketteten Montage und wie deren Potenziale durch die Implementierung einer adaptiven Steuerungssoftware gehoben werden können.

Abstract

Due to the increased number of variants, the product flow in line assembly is impeded, station utilization decreases, and costs increase. Here, the concept of dynamically interconnected assembly offers a solution. Therefore, the assembly line is dissolved, then the stations are positioned freely and linked by automated guided vehicles. This article explains the challenges of dynamically interconnected assembly and how its potentials can be exploited by implementing an adaptive control software.


Hinweis

Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen von den Mitgliedern des ZWF-Advisory Board wissenschaftlich begutachteten Fachaufsatz (Peer-Review).



Tel: +49 (0) 241 8904 327

Funding statement: Diese Arbeit ist Teil des Forschungsprojekts „AIMFREE“, das vom Bundesministerium für Wirtschaft, Mittelstand und Energie (BMWi) im Rahmen der „Richtlinie über eine gemeinsame Förderinitiative zur Förderung von Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Elektromobilität“ (Förderkennzeichen: 01MV19002A) gefördert und vom Projektträger Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR-PT) unterstützt wird. Die Verantwortung für den Inhalt liegt beim Autor.

About the authors

Julius B. Mathews

Julius B. Mathews, M. Sc., geb. 1994, studierte Wirtschaftsingenieurwesen Fachrichtung Maschinenbau mit Schwerpunkt Produktionstechnik an der RWTH Aachen. Seit 2021 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in der Abteilung für Produktionsmesstechnik mit Arbeitsschwerpunkt Adaptive Produktionssteuerung.

Simon Hort

Simon Hort, M. Sc., geb. 1991, studierte im Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen Fachrichtung Maschinenbau mit Schwerpunkt Produktionstechnik an der RWTH Aachen. Im Master studierte er Wirtschaftsingenieurwesen am KIT in Karlsruhe mit Schwerpunkt Digitalisierung in der Produktion. Seit 2019 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT in der Abteilung für Produktionsmesstechnik mit Arbeitsschwerpunkt Adaptive Produktionssteuerung. Seit 2021 leitet er dort auch die Gruppe Adaptive Produktionssteuerung.

Prof. Dr.-Ing. Robert H. Schmitt

Prof. Dr.-Ing. Robert H. Schmitt, geb. 1961, war nach dem Studium der Elektrischen Nachrichtentechnik an der RWTH Aachen Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement. 1997 wechselte Professor Schmitt zur MAN Nutzfahrzeuge AG in München, wo er leitende Positionen im Qualitätsbereich und in der Produktion innehatte. Zum 1. Juli 2004 wurde er als Professor an die RWTH Aachen berufen. Er ist als Inhaber des Lehrstuhls für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement, Mitglied des Direktoriums des Werkzeugmaschinenlabors WZL und des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT.

Literatur

1 Schmitt, R. H.: Datengetriebenes Qualitätsmanagement.; Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 2020 DOI: 10.1007/978-3-662-62442-510.1007/978-3-662-62442-5Search in Google Scholar

2 Lotter, B.; Wiendahl, H.-P.: Montage in der industriellen Produktion. Springer-Verlag Berlin, Heidelberg 2012 DOI: 10.1007/978-3-642-29061-910.1007/978-3-642-29061-9Search in Google Scholar

3 Brecher, C.: Integrative Production Technology for High-Wage Countries. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 2012 DOI: 10.1007/978-3-642-21067-910.1007/978-3-642-21067-9Search in Google Scholar

4 Dombrowski, U.; Mielke, T.: Ganzheitliche Produktionssysteme. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 2015 DOI: 10.1007/978-3-662-46164-810.1007/978-3-662-46164-8Search in Google Scholar

5 Göppert, A.; Hüttemann, G.; Jung, S.; Grunert, D.; Schmitt, R.: Frei verkettete Montagesysteme. ZWF 113 (2018) 3, S. 151–155 DOI: 10.3139/104.11188910.3139/104.111889Search in Google Scholar

6 Huettemann, G.; Gaffry, C.; Schmitt, R. H.: Adaptation of Reconfigurable Manufacturing Systems for Industrial Assembly – Review of Flexibility Paradigms, Concepts, and Outlook. Procedia CIRP 52 (2016), S. 112–117 DOI: 10.1016/j.procir.2016.07.02110.1016/j.procir.2016.07.021Search in Google Scholar

7 Rachner, J.; Hort, S.; Schmitt, R. H.: Digitale Lösungen zur Steuerung frei verketteter Montagesysteme: Realisierung von flexiblen Routen im Kontext Industrie 4.0. Industrie 4.0 Management 36 (2020), S. 43–47Search in Google Scholar

8 Küpper, D.; Sieben, C.; Kuhlmann, K.; Lim, Y. H.; Ahmad, J.: Will Flexible-Cell Manufacturing Revolutionize Carmaking, 2018Search in Google Scholar

9 Schuh, G.; Stich, V.: Produktionsplanung und -steuerung 2. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 2012 DOI: 10.1007/978-3-642-25427-710.1007/978-3-642-25427-7Search in Google Scholar

10 Göppert, A.; Grahn, L.; Rachner, J.; Grunert, D.; Hort, S.; Schmitt, R. H.: Pipeline for Ontology-based Modeling and Automated Deployment of Digital Twins for Planning and Control of Manufacturing Systems. Journal of Intelligent Manufacturing (2021) DOI: 10.1007/s10845-021-01860-610.1007/s10845-021-01860-6Search in Google Scholar

11 Göppert, A.; Rachner, J.; Schmitt, R. H.: Automated Scenario Analysis of Reinforcement Learning Controlled Line-less Assembly Systems. Procedia CIRP 93 (2020), S. 1091–1096 DOI: 10.1016/j.procir.2020.04.11610.1016/j.procir.2020.04.116Search in Google Scholar

12 Grahn, L.; Rachner, J.; Göppert, A.; Saeed, S.; Schmitt, R.H.: Framework for Potential Analysis by Approximating Lineless Assembly Systems with AutoML. In: Andersen, A.-L.; Andersen, R.; Brunoe, T. D.; Larsen, M. S. S.; Nielsen, K.; Napoleone, A.; Kjeldgaard, S. (Hrsg.): Towards Sustainable Customization: Bridging Smart Products and Manufacturing Systems: Proceedings of the 8th Changeable, Agile, Reconfigurable and Virtual Production Conference (CARV 2021) and the 10th World Mass Customization & Personalization Conference (MCPC 2021), Aalborg, Denmark, October/ November 2021, 1st ed. 2022; Springer International Publishing; Imprint: Springer-Verlag, Cham 2022, S. 423–430 DOI: 10.1007/978-3-030-90700-6_4810.1007/978-3-030-90700-6_48Search in Google Scholar

13 Hüttemann, G.; Buckhorst, A. F.; Schmitt, R. H.: Modelling and Assessing Line-less Mobile Assembly Systems. Procedia CIRP 81 (2019), S. 724–729 DOI: 10.1016/j.procir.2019.03.18410.1016/j.procir.2019.03.184Search in Google Scholar

14 Grunert, D.; Göppert, A.; Hort, S.; Rachner, J.; Grahn, L.; Schmitt, R. H.: Modelling for Decision-making in Dynamical Line-less Assembly Systems, 2021Search in Google Scholar

15 Hort, S.: Flexible Produktionssysteme: Effiziente Automatisierung in hochindividuellen Produktionsumgebungen. Online unter https://www.ipt.fraunhofer.de/de/kompetenzen/ProduktionsqualitaetundMesstechnik/Produktionsmesstechnik/flexible-produktionssysteme.html [Abruf am 01.07.2022]Search in Google Scholar

16 Hort, S.; Nießing, B.; Jung, S.; Schmitt, R.: Smarte Steuerung flexibler Produktionssysteme – Ein service-orientierter Ansatz zur Automatisierung adaptiver, individueller Prozesse. wt Werkstattstechnik online 110 (2020) 11–12, S. 768–771 DOI: 10.37544/1436-4980-2020-11-12-3210.37544/1436-4980-2020-11-12-32Search in Google Scholar

17 Hort, S.; Herbst, L.; Bäckel, N.; Erkens, F.; Niessing, B.; Frye, M.; König, N.; Papantoniou, I.; Hudecek, M.; Jacobs, J. J. L.; et al.: Toward Rapid, Widely Available Autologous CAR-T Cell Therapy – Artificial Intelligence and Automation Enabling the Smart Manufacturing Hospital. Front. Med. (Lausanne) (2022) 9, 913287 DOI: 10.3389/fmed.2022.91328710.3389/fmed.2022.913287Search in Google Scholar PubMed PubMed Central

18 Hillar, G .C.: MQTT Essentials: A Lightweight IoT Protocol: The Preferred IoT Publishsubscribe Llightweight Messaging Protocol. Packt Publishing, Birmingham, UK 2017Search in Google Scholar

19 Rachner, J.: AIMFREE: Agile Montage von Elektrofahrzeugen durch freie Verkettung. Online unter http://aimfree.wzl.rwth-aachen.de/de/default.html [Abruf am 01.07.2022]Search in Google Scholar

Published Online: 2022-09-23
Published in Print: 2022-09-30

© 2022 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston

Downloaded on 22.9.2025 from https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.1515/zwf-2022-1113/html
Scroll to top button