Flexibilisierung von Montage- und Handhabungsautomaten mit Hilfe von Agentensystemen (FlexA)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im DFG-Projekt „FlexA“ wurde eine Planungssystematik mit Fokus auf der Anpassung der Parameterbereiche von Montage- und Handhabungsfunktionen entwickelt, da aufgrund der immer schneller wechselnden Produktvarianten solche Umbaumaßnahmen stetig an Bedeutung gewinnen. Die Planungssystematik besteht aus einem Vorgehen in vier Phasen, die zur Vereinfachung der Anwendung in einem agentenbasierten Assistenzsystem abgebildet und überwiegend automatisiert durchgeführt werden. Im Rahmen des Projekts wurde daher ein Konzept zur Formulierung und Überprüfung von Produktionsanfragen mithilfe der formalisierten Prozessbeschreibung erforscht, das im Zusammenspiel mit dem ebenfalls entwickelten Beschreibungsmodell für mechatronisches Systeme auf Parameterebene genutzt werden kann, um den Flexibilisierungsbedarf eines Montage- und Handhabungsautomaten zu identifizieren. Basierend auf dem erkannten Bedarf wurde ein Konzept zur automatischen Generierung und Auswirkungsanalyse von Umbaumöglichkeiten auf Parameterebene beschrieben und umgesetzt. Zur Bewertung der so generierten Umbaumöglichkeiten können die erforschten Metriken zur Bewertung von Aufwand und Nutzen im Sinne einer gesteigerten Flexibilität eingesetzt werden. Die Implementierung dieser Methodik erfolgte mithilfe einer geeigneten Architektur von Softwareagenten in Form eines Assistenzsystems. Neben der Evaluierung des Ansatzes an zwei Beispielautomaten in den Laboren der beiden Projektpartner erfolgte eine industrielle Anwendung der Methodik auf ein automatisiertes Schraubsystem im Flugzeugbau, auf eine Überspannungsprüfmaschine sowie auf einen Automaten zur Produktion von Tabakprodukten. Die Industrieanwendungen haben gezeigt, dass die entwickelte Methodik auch in der Praxis zu sinnvollen sowie umsetzbaren Flexibilisierungs- bzw. Änderungsmöglichkeiten führt, der Aufwand zur Schaffung der benötigten Informationsbasis allerdings relativ hoch ist. Durch die industriellen Anwendungen konnte zudem die Übertragbarkeit der entwickelten Methodik bezüglich Bestandsautomaten außerhalb der Handhabungs- und Montagebranche bewertet werden. Um eine weiterreichende Flexibilisierung von Montage- und Handhabungsautomaten zu ermöglichen, sind allerdings Umbaumaßnahmen erforderlich, die nicht nur die Parametrierung betreffen, sondern Veränderungen der Struktur erfordern, was in zukünftig Forschungsarbeiten beleuchtet werden sollte. Das Ziel künftiger Forschungsarbeiten ist die Erarbeitung von drei Flexibilisierungssystematiken und deren Evaluation. Die erste Systematik befasst sich mit der Integration von zusätzlichen Montage- und Handhabungsfunktionen. Die zweite Systematik fokussiert auf die Erweiterung des Materialflusses und dient der Ermittlung von Anpassungsmaßnahmen zur Erhöhung der Materialfluss- und Prozessfolgeflexibilität. Die dritte zu erarbeitende Systematik zielt auf die Integration von Überwachungsfunktionen. Diese Erweiterungen können dabei auf der in „FlexA“ entwickelten Systematik aufsetzen und diese weiterentwickeln.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Systematization approach for the adaptation of manufacturing machines. International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), 2016
Hoang, X. L.; Fay, A.; Marks, P.; Weyrich, M.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/ETFA.2016.7733635) - Agent-based Adaptation of automated Manufacturing Machines. International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), 2017
Marks, P.; Hoang, X. L.; Weyrich, M.; Fay, A.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/ETFA.2017.8247572) - Assistenzsystem zur Aufwandsabschätzung der Software-Evolution von automatisierten Produktionssystemen. Automation 2017, 2017
Marks, P.; Weyrich, M.
(Siehe online unter https://doi.org/10.51202/9783181022931-119) - Generation and Impact Analysis of Adaptation Options for Automated Manufacturing Machines. International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), 2017
Hoang, X. L.; Marks, P.; Fay, A.; Weyrich, M.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/ETFA.2017.8247673) - Modeling of interdependencies between products, processes and resources to support the evolution of mechatronic systems. IFAC 2017 World Congress, 2017
Hoang, X. L.; Marks, P.; Weyrich, M.; Fay, A.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2017.08.873) - A Systematic Approach for Supporting the Adaptation Process of Discrete Manufacturing Machines. Research in Engineering Design. October 2018, vol. 29, no. 4, pp 621-641
P. Marks, X.L. Hoang, M. Weyrich, A. Fay
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s00163-018-0296-5) - Industrial Application of a MDM-based Approach for Generation and Impact Analysis of Adaptation Options - a Case Study. Intl. Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), 2018
Hoang, X. L.; Fay, A.; Marks, P.; Weyrich, M.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/ETFA.2018.8502460) - Survey on Flexibility and Changeability Indicators of automated Manufacturing Systems. International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), 2018
Marks, P.; Yu, Q.; Weyrich, M.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/ETFA.2018.8502534) - A Capability Model for the Adaptation of Manufacturing Systems. In: 24th IEEE International Conference on Emerging Technologies And Factory Automation (ETFA 2019), September 10th - 13th, 2019, Zaragoza, Spain
X. L. Hoang, A. Fay
(Siehe online unter https://doi.org/10.1109/ETFA.2019.8869142)
