Logistics Journal: Proceedings
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A Neural Network-Based Algorithm with Genetic Training for a Combined Job and Energy Management for AGVs
Get PDFFahrerlose Transportsysteme dienen dem innerbetrieblichen Materialtransport im Produktion- und Lagerumfeld. Dafür müssen den Fahrzeugen Trans-portaufträge zugeordnet werden. Außerdem haben die Fahrzeuge oft einen elektrischen Antrieb. Die dafür nötigen Akkubatterien werden im Betrieb entladen, sodass zusätzlich entschieden werden muss, wann die Fahrzeuge zu einer Ladestation fahren sollen. Diese Steuerungsmöglichkeit wird oft ignoriert, sodass die Fahrzeuge nur zum Laden geschickt werden, wenn sich die Batterie (fast) vollständig entladen hat. In dieser Veröffentlichung wird ein Verfahren vorgestellt und evaluiert, das die Auftragszuordnung sowie die Entscheidung, wann ein Fahrzeug zu einer Ladestation fahren soll, gleichzeitig löst und auf von genetischen Algorithmen trainierten neuronalen Netzen basiert. Die Versuche zeigen, dass das vorgestellte Verfahren bessere Ergebnisse liefert als ein Verfahren, das eine Kombination aus „First Come First Served“- und dem „Nearest Vehicle First“-Verfahren darstellt und bei dem Aufladevorgänge nur eingeleitet werden, wenn die Fahrzeugbatterie einen Grenzwert unterschreitet.Automated guided vehicles are designed for internal material transport in production and warehouse environments. To do this, transport orders must be assigned to the vehicles. In addition, the vehicles often have an electric drive. The batteries required for this are discharged during operation. Therefore, it must be decided when the vehicles must go to a charging station. This control option is often ignored and the vehicles are only sent for loading when the battery has (almost) completely discharged. In this work, a procedure that simultaneously solves the assignment of jobs and the decision when a vehicle should drive to a charging station is presented and evaluated. It is based on neural networks trained by genetic algorithms. The evaluation shows that the presented method delivers better results than a method that combines the "First-Come-First-Served" and the "Nearest-Vehicle-First" methods and in which the charging processes are controlled by a fixed battery threshold
System zur reproduzierbaren, automatischen und sicheren Stapelung von Gitterboxen mit einem Brückenkran – KrasS
Get PDFGitterboxen werden in vielen produzierenden Unternehmen zur Lagerung und Bereitstellung von Materialien genutzt und lassen sich leicht aufeinanderstapeln. Bisher geschieht die Lagerung in selbsttragenden Stapelkonstruktionen hauptsächlich durch die Nutzung eines manuell betriebenen Gabelstaplers, für den breite Gassen bereitgestellt werden müssen. Diese Art von Blocklagerung ist zeitaufwendig und benötigt eine große Fläche, welche bei kleinen und mittelständischen Unternehmen meist nur erschwert freigehalten werden kann. Gleichzeitig befindet sich in nahezu allen produzierenden Unternehmen mindestens ein Brückenkran in der Produktions- bzw. Montagehalle. In der Regel wird so ein Brückenkran aber nur für einzelne Transporte pro Tag genutzt und steht die restliche Zeit still.
In diesem Beitrag wird daher ein System zur flexiblen Lagermöglichkeit von Gitterboxen vorgestellt. Mit diesem System ist es möglich reproduzierbar und sicher Stapel von Gitterboxen vollautomatisiert mit einem Brückenkran zu bilden. Ziel dabei ist es, dass die-ses innovative System in bereits bestehende Standardbrückenkrane ohne Veränderungen der Konstruktion eingesetzt werden kann. Vorgestellt werden der Prozessablauf sowie die einzelnen Komponenten des Systems.Pallet cages are used in many producing companies for storing and supplying materials and can be easily stacked. Nowadays this storage using self-supporting stacks is mainly done by using manual forklifts, which need wide lanes. This type of block storage is time-consuming and needs large areas, which can hardly be supplied and kept free for small and medium-sized companies. At the same time there is at least one over-head crane in almost every production or assembly hall. This overhead crane is often used only for a few transports per day and stands still the rest of the day. Therefore, in this contribution a system for a flexible storage of pallet cages is presented. Using this system, it is possible to fully-automated use overhead cranes to build stacks of pallet cages reproducible and safely. The goal is to integrate this innovative system into a given overhead crane without making changes to the construction. The process flow and the components of the system will be presented in this contribution
Towards an approach for assuring machinery safety in the IIoT-age
Get PDFDas Industrial Internet of Things (IIoT) verspricht Vorteile für alle Beteiligten, von den Maschinenherstellern und Systemintegratoren bis hin zu den Endanwendern, durch Datenanalyse und intelligente Maschinen mit erhöhter Konnektivität. Die Konnektivität bringt jedoch die Möglichkeit des unbefugten Eindringens mit sich, wodurch Störungen in der Produktion oder in logistischen Systemen verursacht werden oder welches im schlimmsten Fall das unbeabsichtigte oder böswil-lige Auslösen von Sicherheitsrisiken bewirkt. In dieser Arbeit stellen wir einen Ansatz zur Sicherung von Maschinen, unter Berücksichtigung von Safety und Security, vor. Die aktuellen Sicherheitsnormen für industrielle Steuerungssysteme und für Maschinen werden ebenso erörtert wie die Methodik der Sicherheitsbeurteilung. Auf dieser Basis wird ein aktualisiertes Maschinenlebenszyklusmodell und ein Ansatz zur Bewertung und Reduzierung von Sicherheitsrisiken (Safety und Security) beschrieben. Erste Ergebnisse auf Basis des Ansatzes werden für eine in Entwicklung befindliche Mixed-Criticality-Steuerung diskutiert.The Industrial Internet of Things (IIoT) promises to bring benefits for all parties, from the machine manufacturers and system integrators to the end users, through data analytics and intelligent machines enabled by increased connectivity. The connectivity, however, brings along the possibility of unauthorised intrusions, causing disturbances in production or intralogistic systems, or in the worst scenario, acting as unintended or malicious triggers for safety hazards. In this work, we present an approach for safety and security co-assurance for machinery. Current safety and security standardisation for industrial control systems and for machinery is discussed, as well as safety and security co-assessment methodology. On this basis, an updated machine lifecycle model and an approach for safety and security risk co-assessment and risk reduction is described. Initial results based on the approach are discussed for a mixed-criticality controller device currently under development
Intralogistikkomponenten für die Automobilproduktion ohne Band und Takt – erste Prototypen
Get PDFDie Prinzipien der Automobilmontage sind seit der Einführung der Fließbandserienfertigung gemäß Henry Ford und Frederick Taylor nahezu unverändert geblieben. Das zugrundeliegende Prinzip besteht nach wie vor aus sequenziell getakteten Arbeitsschritten obgleich sich die herzustellenden Produkte seither gravierend verändert haben. Der gesellschaftliche Stellenwert des Automobils, spezifische Einsatzzwecke und individuelle Ansprüche haben letztlich zu einer starken Ausdifferenzierung von Marktsegmenten geführt, die durch entsprechend breit gefächerte Produktportfolios der Automobilproduzenten bedient werden. Die sukzessive Abkehr von fossilen Brennstoffen bei den Antriebskonzepten wird mittelfristig dazu führen, dass die ohnehin bereits vorhandene Variantenvielfalt der Fahrzeughersteller noch weiter steigen wird und es daher umso mehr neuer Produktions- und Logikistikkonzepte bedarf, um künftig variantenreiche Serienprodukte effizienter herstellen zu können.Since the introduction of assembly lines by Henry Ford and Frederick Taylor, the principles of automobile production have been maintained nearly unchanged. The underlying principle still builds on sequential synchronized production patterns, even though the products have radically changed. Social prestige of automobiles, specific operation purposes and individual requirements have led to highly sophisticated market segments which are accommodated by the automobile industry through huge product ranges. Because of the successive break-away from fossil fuel powered mobility, the variance between models will escalate even more in the near future. To enable a more efficient and economical production with many variants, new principles for production and logistics are needed
Ein Ansatz für ein Predictive-Monitoring-System zur Identifikation von Störungswirkungen in der Produktionslogistik mittels künstlichen neuronalen Netzen
Get PDFUnerwartet auftretende logistische und produktionsbezogene Störungen gehören zum betrieblichen Alltag von Unternehmen und wirken sich negativ auf deren Prozess der Leistungserstellung aus. Die prädiktive Identifikation von potentiellen Störungen kann in Form einer Frühwarnung dazu beitragen den Handlungszeitraum für Gegenmaßnahmen zu verlängern, um somit der eigentlichen Störungswirkung rechtzeitig entgegenzuwirken. Im Zeitalter zunehmend umfangreicheren Datenmengen über betriebliche Abläufe sowie Informationsbereitstellung in Echtzeit erscheint der Einsatz prädiktiver Methoden besonders vielversprechend. Im Rahmen dieses Beitrags wird ein Ansatz für ein Predictive-Monitoring-System (PMS) zur Identifikation von Störungswirkungen in der Produktionslogistik vorgestellt. Die Kernfunktion des Systems basiert auf künstlichen neuronalen Netzen.Unexpectedly occurring logistical and production related disruptions are part of the day-to-day operations of companies and have a negative impact on their process of service provision. The predictive identification of potential disturbances in the form of an early warning can help to extend the action period for countermeasures so as to counteract the actual disruptive effect in good time. In the age of increasingly large amounts of data about operational processes as well as providing information in real time, the use of predictive methods seems particularly promising. This article presents an approach to a predictive monitoring system (PMS) for identifying disruptive effects in production logistics. The core function of the system is based on artificial neural networks
Dezentrale assistierte Planung: Integrierte Layout- und Systemplanung von Intralogistiksystemen auf Grundlage einer agentenbasierten Software
Get PDFIn diesem Beitrag wird eine dezentral aufgebaute Methodik zur integrierten System- und Layoutplanung vorgestellt. Das Konzept für die Systemplanung basiert auf intelligenten Planungsobjekten, welche die autonomen Einheiten innerhalb der Planung logistischer Systeme darstellen. Diese intelligenten Planungsobjekte werden in einem agentenbasierten Assistenzsystem abgebildet. Basierend auf den intelligenten Planungsobjekten ist das Systembildungskonzept in die Phasen Komposition, Konfiguration und Adaption unterteilt. Diese werden als regelbasierte Interaktionen zwischen den intelligenten Planungseinheiten modelliert. Das Konzept der integrierten Layoutplanung basiert auf der Verwendung eines mathematischen Modells. Hierzu wurden entsprechende Agenten für die Layoutplanung konzipiert. Das im mathematischen Modell beschriebene Optimierungsproblem wird dabei mit Hilfe einer Heuristik gelöst. Ein Agentensystem organisiert die Ausführung des Heuristik-Algorithmus für alle möglichen Layout-Konstellationen und bewertet diese anschließend. So bietet es, in Form eines Assistenzsystems, Unterstützung von der Aufgabenstellung über die Ressourcenauswahl bis hin zur Layoutplanung.This article introduces a decentralized methodology for integrated system and layout planning. The concept for system planning is based on intelligent planning objects, which represent the autonomous units within the planning of logistical systems. These intelligent planning objects are depicted in a multi-agent assistance system. Based on the intelligent planning objects, the system planning concept is divided into the phases composition, configuration and adaption. These are modeled as rule-based interactions between the intelligent planning units. The concept for the integrated layout planning is based on the usage of a mathematical model. Therefore, appropriate agents for the layout planning were designed. The optimization problem described in the mathematical model is solved by using a heuristic. An agent system organizes the execution of the heuristic algorithm for all possible layout constellations and evaluates them. Thus, it offers support from the task description to the resource selection and all the way to layout planning in the form of an assistance system
Autonomes Greifen mit individuell zusammengestellten Greifern des Greifer-Baukastens
Get PDFAm Lehrstuhl für Maschinenelemente und Technische Logistik wird an Greifern für die Logistik und an Kommissioniersystemen geforscht. In diesem Jahr (2018) nahm das MTL an der LogiMAT als Aussteller teil. Unter anderem wurde der Greifer-Baukasten mit beispielhaft konfigurierten Greifern ausgestellt. Zur Veranschaulichung der Leistungsfähigkeit der Greifer wurde ein Demonstrator gebaut. Hierbei handelt es sich um einen interaktiven Stand, bei dem die Messebesucher die zu greifenden Objekte frei auf der dafür vorgesehenen Fläche positionieren können. Die zu greifenden Objekte werden von einem Kamerasystem erfasst und vermessen. In Abhängigkeit der geometrischen Form der erkannten Objekte und des am Roboterarm angebrachten Greifers wird, sofern notwendig, ein automatischer Greiferwechsel durchgeführt, bevor die Objekte der Reihe nach gegriffen und in einem Ablagebehälter abgelegt werden. Der vorliegende Text beschreibt den Aufbau und die Funktionsweise des Demonstrators.At the Institute of Machine Elements and Technical Logistics research is being carried out on grippers for logistics and picking systems. This year (2018), MTL took part in LogiMAT as an exhibitor. Among other things, the gripper construction kit was exhibited with exemplary configured grippers. To illustrate the performance of the grippers, a demonstrator was built. This is an interactive booth where fair visitors can freely position the objects to be gripped on the designated area. The objects to be gripped are recorded and measured by a camera system. Depending on the geometric shape of the detected objects and the gripper attached to the robot arm, if necessary, an automatic gripper change is carried out before the objects are gripped in sequence and deposited in a storage container. This text describes the structure and operation of the demonstrator
Optische Energieversorgung für einen drahtlosen Sensorknoten
Get PDFIn diesem Beitrag wird die optische Energieversorgung für einen drahtlosen energieautarken Sensorknoten beschrieben. Ein Überblick über das System einschließlich Sensorknoten, Energieversorgung und Kommunikationstechnik wird gegeben. Die Funkübertragungsmethoden werden hinsichtlich des Stromverbrauchs untersucht, um Anforderungen an die Stromversorgung zu definieren. Basierend auf Charakterisierungsmessungen des Verhaltens verschiedener Arten von Solarzellen unter künstlichem Licht, werden zwei Designs von Sensorknotenprototypen vorgestellt. Die optische Energieversorgung und das Energy-Harvesting-System für die Demonstratoren werden detailliert dargestellt.This article describes the optical power supply for a wireless, self-powered sensor node. An overview of the system including sensor nodes, power supply and communication technology is provided. The radio transmission methods are examined in terms of power consumption to define power supply requirements. Based on characterization measurements of the behavior of different types of solar cells under artificial light, two designs of sensor node prototypes are presented. The optical power supply and the energy harvesting system for the demonstrators will be presented in detail
Entwicklung eines Baukastensystems für universelles Greifen mit flexiblen Aktoren
Get PDFDie fortschreitende Automatisierung im industriellen Umfeld und der Trend zu vollautonomen Produktionsstraßen und Lagerlogistiksystemen im Sinne der Industrie 4.0 erfordern ausgereifte, innovative und leicht verständliche Systeme, die problemlos in bestehende Prozessketten integrierbar sind. Ein wichtiger Teilbereich dieser Automatisierung ist die Greiftechnik, die in der jüngsten Vergangenheit insbesondere in der Distributionslogistik, im Lebensmittelhandling und der Kollaborationsrobotik an Wichtigkeit gewonnen hat. Besondere Anforderungen an solche Greifsysteme sind die Anzahl der Picks pro Zeiteinheit, die Greifzuverlässigkeit und die Flexibilität. Viele Greifsysteme bieten derzeit lediglich Lösungen für ein zumeist spezielles Produktspektrum an und lassen wenig Flexibilität hinsichtlich einer Erweiterung oder Änderung zu. Sie sind oftmals teuer, da sie mechanisch sehr aufwändig gestaltet sind. Die „Softrobotik“ mit flexiblen Strukturen bieten hier große Potentiale. Diese Greifsysteme sind auch für Mensch-Maschine-Kooperationen, Servicerobotik oder ähnliche Anwendungen einsetzbar. Dieser Beitrag ist ein Überblick zum Entwicklungsprozess eines modularen Greifsystems, das aus elastischen Fluidaktoren besteht und insbesondere für das universelle Greifen in der Logistik geeignet ist.The progressive automatization and the development to fully automated production and logistic systems require innovative and plain system, that can be easily integrated in process chains. An important section of this automatization is the gripping technology which gain importance especially for warehousing, food handling and collaborative robotics. Special requirements for these gripping systems are the picking performance, the reliability and the flexibility. Present gripping systems are typically designed for a special product range and cannot be used for different products. Gripper that can handle a broader product range are relatively expensive because of their complex mechanical design. The “soft robotic” with their flexible structures provides high potentials. These grippers are also suitable for human machine cooperation, service robotic and other applications. This paper is a survey about the development of modular gipping system, which consists of elastic fluid actuators. It is designed according to the special demands of warehousing and logistic
Ansätze zur Berücksichtigung der zeit- und ortsabhängigen Eigenschaften von Festkörperbrücken in DEM-Simulationen
Get PDFIn dieser Arbeit werden mögliche Ansätze für eine Erweiterung der bisher in DEM-Softwarepaketen für die Abbildung von kristallinen Festkörperbrücken implementierten Bond-Kontaktmodelle aufgezeigt, mithilfe derer eine allgemein gültige Kalibrierung für bestimmte Schüttguter ermöglicht wird. Insbesondere soll dadurch eine Unabhängigkeit von der konkret bei der Kalibrierung vorliegenden Zeit- und Druckverfestigung erreicht werden.Possible approaches for an extension of the bond contact models implemented so far in DEM software packages for the imaging of crystalline solid-state bridges are shown in this article. These will allow a general calibration for a particular bulk material. Especially, this is intended to achieve independence from the time and pressure consolidation, which is actually present during the calibration