Automatisierungstechnik-Wirtschaft
Refine
Year of publication
Document Type
- Master's Thesis (214)
Has Fulltext
- yes (214)
Is part of the Bibliography
- yes (214)
Keywords
- Prüfstand (7)
- Digitaler Zwilling (6)
- Robotik (6)
- Speicherprogrammierte Steuerung (5)
- Elektromobilität (4)
- Energiemanagement (4)
- Erneuerbare Energien (4)
- Fertigung (4)
- Fördertechnik (4)
- Maschinenbau (4)
Institute
Konzept zur Prozessoptimierung eines Sandstrahlarbeitsplatzes durch Einsatz eines Industrieroboters
(2016)
Um die gesamten Vorteile von Automatisierungstechniklösungen auch für die Klein- und Mittelserienfertigung nutzen zu können ist es notwendig intelligente und kompakte Systeme mit einem hohen Maß an Modularität und Flexibilität zu schaffen. Anders als bei der Massenproduktion ist ein wirtschaftlicher Investitionsgrad nur bedingt erreichbar. Harte Konkurrenz aus Billiglohnländern und Facharbeitermangel sind, ebenso wie die geforderte Flexibilität, Schlagwörter in der mechanischen Fertigung. Für die Firma Stadler als mittelständisches Lohnfertigungsunternehmen sind dies Indikatoren für die Implementierung von Automatisierungslösungen, Hauptaugenmerk wurde dabei auf den Bereich der internen Montage gelegt. Die Aufgabenstellung dieser Masterarbeit ist die Erstellung eines Konzeptes für eine Prozessautomatisierung. Beim betrachteten Prozess handelt es sich um einen Sandstrahlprozess für intern gefertigte Aluminium Frästeile. Nach genauer Analyse der Aufgabenstellung und aller Prozessparameter, wird dieser Prozess in Prozessgruppen zerlegt, analysiert und die bisherige Vorgehensweise samt Schwachstellen und Potenzialen definiert. Auf Basis dieser Analyse folgt die Konzepterstellung und anschließende Systemauswahl mit Hilfe einer Nutzwertanalyse. Nach der Auswahl des Systems und der geeigneten Komponenten kommt es zur konstruktiven Umsetzung mit den internen CAD-Werkzeugen. Im Anschluss wird das Konzept einer Wirtschaftlichkeitsberechnung unterzogen, Ziel ist es die Innovation, innerhalb des von der Geschäftsführung definierten Investitionsvolumens, anzuschaffen und die vorgegebene Amortisationsdauer einzuhalten. Abschließend werden die Erkenntnisse dargestellt die während der Erarbeitung der Inhalte entstanden sind und Empfehlungen für die Umsetzung, sowie weitere Vorgehensschritte angegeben.
It is a known fact, that more and more people are spending a big part of their lifetime sitting at a static workplace. It is also known, that this leads to injuries like disturbed blood flow, neck pain or even damage of the spine. Currently a rising number of workplaces is getting smarter. They offer the ability to be adjusted in height and to get connected closer to the user. People working at such workplaces simply need to get used to that functionality and the positive effects on their personal health. The challenge is that currently there is no ideal interface between the user and the workplace. One idea to solve this issue is to use standard smartwatches, which are worn by the user and are able to interact with the intelligent work environment. The aim of this thesis is to find ways, how standard smartwatches can be integrated into an intelligent office environment. The main focus of the thesis is to create a foundation for further developments in that field. Therefore a target system is defined and a system architecture is built upon that. In correlation to the target system the toolchain is set up and the integration is realized through exemplary implementations. These implementations were also tested and verified by a defined group of people. The exemplary implementations show, that an integration of smartwatches into intelligent work environments is possible from a technical standpoint. Next to that, a defined group of people conduct tests with the smartwatches. The survey, which has to be done by the group after the tests, showed that smartwatches bring many challenges in terms of haptics, usability and availability. It is planned to continue the developments in the field of smartwatches and their sensors to finally create a real added value for users of intelligent work environments.
Traditionell wird das Erfahrungswissen in der Automatisierungstechnik aus Versuch und Irrtum generiert, so wird auch das Vorgehen im Entwurf von Steuerungssystemen geprägt. Die kosten- und zeitintensive Methodik eine Steuerung zu entwerfen, macht das Bedürfnis nach einer alternativen Methodik des Steuerungsentwurfs groß. Die Konzeption einer neuartigen Entwurfsmethodik, die Modellierung des Zustand-Zonen Modells (ZZM), brachte vielversprechende Behauptungen hervor. Ein ZZM sei eine vollständige und zuverlässige formale Spezifikation einer informell spezifizierten Steuervorgabe. Es gilt diese Aussage zu widerlegen oder Argumente für deren Richtigkeit zu beweisen. Die Arbeit zielt darauf ab, dem ZZM ein Modell einer vielversprechenden und bereits etablierten Modellierungs-Methodik gegenüberzustellen. Eine umfassende Analyse des Steuerungsentwurfsprozesses soll zeigen, in welcher Phase Qualität entsteht und wie diese übertragen und gesichert werden kann. Eine neu gedachte Anordnung der Qualitätsmerkmale von Software zeigt eindrucksvoll, welche Prämissen seit langem fehlinterpretiert wurden und wie sich die Realität abbildet. Die Definition zielgerichteter Fragen sichert eine korrekte Bewertung und die anschließende Gegenüberstellung der Modelle. In der Schlussbetrachtung fließen weitreichende Definitionen und Erkenntnisse aus der gesamten Arbeit mit ein.
Diese Masterarbeit befasst sich mit smarten, intelligenten Sensoren, Aktoren oder Hybridgeräten in der Automatisierungstechnik, die bedingt durch ihre Intelligenz zusätzliche Daten neben den eigentlichen Prozessdaten generieren. Erst die in den Geräten integrierte intelligente Schnittstelle über IO-Link macht die Kommunikation in die unterste Ebene der Automatisierungspyramide realisierbar und ermöglicht den Transport der Daten. Eine detaillierte Betrachtung der Technik der IO-Link-Schnittstelle und der Möglichkeiten von IO-Link in der Automatisierungstechnik lieferte beim Aufbau der Kommunikation und bei der Nutzung der zusätzlichen Parameter- und Diagnosedaten das notwendige Knowhow für die azyklische Kommunikation mit dem IO-Link-Device. Eine Analyse der zur Verfügung gestellten Daten und Möglichkeiten dieser Geräte von unterschiedlichen Herstellern für die unterschiedlichsten Anwendungen gewährt einen kleinen Einblick in den Horizont von IO-Link Devices und zeigt einen derzeitigen Auszug der am Markt verfügbaren Technik. Dabei stellen die Geräte abhängig vom Verwendungszweck und der Auswahl der Type unterschiedliche Variationen von Datensätzen zur Verfügung. Die Verarbeitung kann, ähnlich der Prozessdaten in der Steuerung, in dieser, oder in übergeordneten Side-Systemen erfolgen. Diese sollen ganz nach dem Motto der Industrie 4.0 den Y-Way zur Cloud realisieren und eine Grundlage für Analysen zur Verwendung wie in Folge von Predictive Maintenance beisteuern. Eine Betrachtung der einzelnen Softwaresysteme der einzelnen Hersteller zeigte eine Unabhängigkeit zu den IO-Link Geräten, jedoch aber eine teilweise Einschränkung durch die übergeordneten Schnittstellen der Mastersysteme der IO-Link Kommunikation. Die Tests dieser Systeme zeigten das Potenzial der Zusatzdaten und Prozessdaten der intelligenten IO-Link Devices und führten bedingt durch die Lizenzkosten zur Entwicklung des Gedankens an eine Low-Cost Variante eines ähnlichen Systems durch OpenSource-Softwaretools in Verbindung mit der Nutzung der IoT-Protokolle im Hintergrund der übergeordneten Systeme. Die Kurzzeittests des entwickelten Systems brachten positive Ergebnisse mit einem spannenden Ausblick für die Nutzung in Langzeittests – mit geeigneten Analysen zur Unterstützung in der Instandhaltung im Hinblick auf die dadurch erzielbare Steigerung der Anlagenverfügbarkeit.
