{"id":501,"date":"2015-11-10T15:55:14","date_gmt":"2015-11-10T13:55:14","guid":{"rendered":"http:\/\/www.mecpro.de\/?page_id=501"},"modified":"2015-11-17T13:37:55","modified_gmt":"2015-11-17T11:37:55","slug":"arbeitspaket-14","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.mecpro.de\/?page_id=501","title":{"rendered":"Arbeitspaket #14"},"content":{"rendered":"<h2>Ausleitung erster Materialflusssimulationen mit auf Regeln basierendem Steuerungsverhalten in Abh\u00e4ngigkeit von Systemereignissen in CTPS<\/h2>\n<h3>Zielstellung:<\/h3>\n<p>Hauptziel des Arbeitspaketes ist die Simulation von cybertronischen Produktionssystemen (CTPS) auf der Basis existierender Software Tools f\u00fcr Materialflusssimulationen. Die Simulation soll haupts\u00e4chlich folgende Anforderungen erf\u00fcllen:<\/p>\n<ul>\n<li>Die Bewertung der Vor- und Nachteile von CTPS f\u00fcr konkrete Fabriken anhand typischer Einsatzszenarien f\u00fcr CTPS<\/li>\n<li>M\u00f6glichst eindeutige und intuitive Erstellung einzelner Modellinstanzen, um sowohl eine manuelle Modellgenerierung als auch eine teilautomatische Modellausleitung aus SysML-basierten Systemmodellen zu erm\u00f6glichen.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Ergebnisse:<\/h3>\n<p>Zur Simulation von CTPS wurde ein Simulationsframework im Tool \u201eTecnomatix Plant Simulation\u201c entwickelt. Dies beinhaltet die wichtigsten physischen und informationstechnischen Komponenten, die zum Aufbau eines CTPS-Modells erforderlich sind. Diese sind u.a. der Maschinenagent, Transportagent, Produktagent, die Fertigungsstation, das Kommunikationsframework (physische Ebene) sowie ein Nachrichten-Framework (semantische Ebene, Festlegung der Nachrichtentypen). Das Nachrichten-Framework spezifiziert die Verhandlungsvorg\u00e4nge. Daneben umfass das Simulationsframework eine Beschreibung, wie diese Komponenten im Rahmen eines CTPS miteinander agieren, um gew\u00fcnschte Zielstellungen zu erreichen. Den Kern der CTPS-Simulation bildet der Use-Case \u201eRegul\u00e4rer Betrieb\u201c, bei dem Produktagenten mit den Maschinen- und<\/p>\n<p>Transport-Agenten eine Route des Produktes durch die Fertigung zur Abarbeitung der f\u00fcr das Produkt notwendigen Operationen aushandeln. Der Ablauf einer Verhandlung zur Allokation eines Fertigungsprozesses (hier auch Production-Feature genannt) zu einer Fertigungsressource ist in Abb. 1 dargestellt. Dieser Verhandlungsvorgang wird iterativ (alle x min) wiederholt, um eine dynamische Reallokation von Fertigungsauftr\u00e4gen zu den Ressourcen zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n<p>Weiterhin k\u00f6nnen mit dem Framework u.a. die folgenden Use-Cases f\u00fcr CTPS abgebildet werden, um sie bez\u00fcglich ihres\u00a0Verhaltens mit herk\u00f6mmlichen Produktionssystemen zu vergleichen:<\/p>\n<ul>\n<li>Ressourcen-unspezifischer Arbeitsplan: Die Arbeitsschritte eines Produktes werden dynamisch den F\u00e4higkeiten der Maschinen zugeordnet.<\/li>\n<li>Eilauftragsszenario: Ein Auftrag mit h\u00f6herer Wichtigkeit trifft in der Fertigung ein und muss priorisiert bearbeitet werden, ohne dabei die bestehenden Auftr\u00e4ge zu stark zu beeinflussen.<\/li>\n<li>Maschinenausfall: Eine bestehende Maschine f\u00e4llt im laufenden Betrieb aus und die restlichen Maschinen mit redundanten F\u00e4higkeiten \u00fcbernehmen die Fertigstellung der Auftr\u00e4ge.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Weitere Use Cases werden in den Ergebnissen von AP#20 und AP#22 beschrieben.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/4.3-1.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-large wp-image-491\" src=\"http:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/4.3-1-1024x717.png\" alt=\"4.3-1\" width=\"1024\" height=\"717\" srcset=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/4.3-1-1024x717.png 1024w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/4.3-1-300x210.png 300w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/4.3-1.png 1225w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><span style=\"line-height: 1.5;\">Abbildung 1: Verhandlungsmechanismus zur Prozess-Ressourcen-Allokation in CTPS<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: left;\">Das bestehende Simulationsframework wurde auf Basis eines Modells, in Anlehnung an eine reale\u00a0Zylinderkopffertigung getestet. Dieses besteht aus 10 Fertigungsstationen, die u.a. die Prozesse Bohren, Fr\u00e4sen, Schleifen und Qualit\u00e4tskontrolle durchf\u00fchren und durch ein F\u00f6rderband beliefert werden (siehe Screenshot aus Plant Simulation in Abb. 2).<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><a href=\"http:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/4.3-2.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-492\" src=\"http:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/4.3-2.png\" alt=\"4.3-2\" width=\"920\" height=\"540\" srcset=\"https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/4.3-2.png 920w, https:\/\/www.mecpro.de\/wp-content\/uploads\/2015\/11\/4.3-2-300x176.png 300w\" sizes=\"(max-width: 920px) 100vw, 920px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">Abbildung 2:\u00a0\u00dcberblick \u00fcber die Zusammenh\u00e4nge und Bestandteile cybertronischer Systeme<\/p>\n<p>Weiterhin wurde exemplarisch gezeigt, dass eine teilautomatische Generierung von CTPS-Modellen auf der Basis von SysML-basierten Systemmodellen via XMI-Datei-Austausch m\u00f6glich ist. Eine Fortf\u00fchrung der systemmodellbasierten Ausleitungen erfolgt in AP#20.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ausleitung erster Materialflusssimulationen mit auf Regeln basierendem Steuerungsverhalten in Abh\u00e4ngigkeit von Systemereignissen in CTPS Zielstellung: Hauptziel des Arbeitspaketes ist die Simulation von cybertronischen Produktionssystemen (CTPS) auf der Basis existierender Software Tools f\u00fcr Materialflusssimulationen. 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