Titelaufnahme

Titel
Working scenarios of hybrid self-organizing assembly system / von Damir Haskovic
Verfasser / Verfasserin Haskovic, Damir
Begutachter / BegutachterinKatalinic, Branko
ErschienenWien, 2018
UmfangXI, 150 Blätter : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftTechnische Universität Wien, Dissertation, 2018
Anmerkung
Zusammenfassung in deutscher Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Montagesystem / Selbstorganisation / Effizienz / Arbeitsszenarien / hybride Kontrollstruktur / Intelligent Adviser Module
Schlagwörter (EN)Intelligent Adviser Module / Bionic Assembly System / Efficiency / Hybrid control structure / Selforganization / Working scenarios
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-115362 Persistent Identifier (URN)
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Working scenarios of hybrid self-organizing assembly system [5.24 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung von Arbeitsszenarien und der Effizienz moderner Montagesysteme der nächsten Generation. Diese Systeme sind als Bionic Assembly Systems (BAS) bekannt. Sie basieren auf biologisch inspirierten Prinzipien der Selbstorganisation mit reduzierter Bedeutung der zentralen Steuerung, mit starker Vernetzung von Maschinen und Robotern und paralleler Verteilung von Prozessen. BAS-Steuerungssysteme kombinieren zwei Steuerungsprinzipien: zentralisiert und selbstorganisiert. Das BAS-System ist der Fabriksteuerung untergeordnet. Maschinen und Roboter innerhalb des BAS-Systems agieren selbstorganisierend. In dieser Arbeit wird dieses Konzept hybride Kontrollstruktur genannt. Im Gegensatz zu den klassischen, hochautomatisierten Systemen ermöglicht BAS dank Selbstorganisation die Integration von Arbeitern in den Arbeitsprozess. Am Leitstand übernimmt der Systemoperator die Verantwortung für das Funktionieren des gesamten BAS-Systems. Er trifft die endgültigen Entscheidungen. Die BAS-Effizienz hängt stark von seiner Fähigkeit ab, qualitativ hochwertige Entscheidungen in der zur Verfügung stehenden Zeit zu treffen. Die Qualität der Entscheidungen und die Zeit, in der diese getroffen werden, sind wichtige Parameter. Während des normalen Arbeitsmodus ist die Notwendigkeit von Systemoperatorentscheidungen relativ gering. Während Störungen und Störungen des Übergangsmodus ist die Notwendigkeit von Entscheidungen des Systemoperators hoch und entscheidend. Er muss Entscheidungen unter Stress und folgenden Einschränkungen treffen: große Datenmengen, unvollständige Informationen und zeitliche Begrenzung. Um den Systemoperator bei seinen Entscheidungen zu unterstützen, wird ein Tool namens Intelligent Adviser Module (IAM) eingeführt. Die IAM-Vorschläge antworten auf die Frage: Was ist richtig hier und jetzt zu tun? Das IAM aktualisiert seine Vorschläge kontinuierlich. Sie sind für den Systemoperator beratend, aber nicht zwingend zu befolgen. IAM ist ein integraler Bestandteil des BAS-Steuerungssystems. Als Ergebnis dieser Integration sollte IAM in der Lage sein, zu lernen und die Qualität seiner Vorschläge im Laufe der Zeit zu verbessern. Solche Vorschläge sind ein Ergebnis der Fähigkeit des IAM, tatsächliche Systemzustände, vordefiniertes bereichsspezifisches Wissen, menschliches Fachwissen und systemspezifische Erfahrungen zu integrieren. Die Ergebnisse zeigen, dass IAM insbesondere bei der Lösungssuche bei Konfliktsituationen, komplexen Situationen, Nichtstandard-Situationen und dem Ausfall von Maschinen hilfreich ist. Einen besonderen Beitrag leistet das IAM-Konzept bei der Unterstützung von weniger erfahrenen Systemoperatoren. Die Verifizierung des IAM-Konzepts in einer industriellen Anwendung wurde realisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass es mit hoher Effizienz funktioniert. In dieser Arbeit wurde der Beitrag der IAM-Vorschläge zur Qualität der Entscheidungen und der benötigten Zeit zur Entscheidungsfindung vom Gesichtspunkt der Effizienz des Gesamtsystems untersucht. Die Untersuchungen zeigen, dass das IAM-Konzept breiter anwendbar ist, vor allem bei Produktionssystemen mit hoher technischer Ähnlichkeit mit BAS. Es hat sich gezeigt, dass das IAM-Konzept eine vielversprechende Entwicklungsrichtung zur Effizienzsteigerung zukünftiger, moderner Montagesysteme ist.

Zusammenfassung (Englisch)

The research presented in this thesis focuses on the investigation of working scenarios and efficiency of next generation of modern assembly systems. These systems are known as Bionic Assembly System (BAS). It is based on biologically inspired principles of self-organisation, reduced centralized control, networking between units and natural parallel distribution of processes. BAS control system combines two principles: subordination from factory level to BAS control structure, and self-organization at the shop floor level. This concept is here called hybrid control structure. BAS is a human centric system which promotes the integration of workers in the working process. Human tasks on the shop floor are performed by the shop floor operators. Human tasks in the control system are performed by the system operator. He makes the final decisions. BAS efficiency strongly depends on his ability to make high quality decisions and / or in shorter time. During normal working mode, the need for system operator decisions is relatively low. During disturbances and transition mode, the need for system operator decisions is high and crucial. He must make decisions under stress and following restrictions: large amounts of data, incomplete information and time limitation. To support the system operator during his decision making, a tool named Intelligent Adviser Module (IAM) is introduced. The IAM proposals answer to the question: What to do here and now? The IAM is continuously updating its proposals. They are not mandatory for the system operator. IAM is an integral part of the BAS control system. As a result of this integration, IAM should be able to learn and to improve the accuracy of its proposals over time. Such proposals are a result of the IAMs ability to incorporate actual system states, predefined domain specific knowledge, human expertise and system specific experiences. The investigation of contribution of IAM proposals on the quality and time of decisions is made. The results show that the quality of decisions is higher, and / or time is shorter, especially during: solving of conflict situations, solving of complex situations, solving of non-standard situations, support of less experienced system operators. Verification of IAM concept in an industrial application is realized. The results show that this is operational and functioning efficiently. Production systems with high technical similarity with BAS can increase their efficiency using the IAM concept. This represents a promising direction of development of future modern assembly systems.

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