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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Transportsystem für mindestens ein zu fertigendes Werkstück und zugehöriges Transportsystem sowie zugehöriges Computerprogramm(produkt). Das Transportsystem weist dabei eine bewegbare und/oder fahrbare Transporteinrichtung auf.
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Solch eine Transporteinrichtung kann insbesondere in einem autonom oder semiautonom betreibbaren Transportsystem bzw. Anlage eingesetzt werden.
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In industriellen Anlagen werden Rohmaterialien, Werkstücke oder Halbzeuge (im folgenden wird der Begriff „Werkstück“ stellvertretend verwendet) mit dem Ziel der Bearbeitung zwischen unterschiedlichen Bearbeitungsstationen bzw. Fertigungsstellen transportiert bis schließlich das finale Produkt entsteht, das an den Kunden ausgeliefert wird. Heute wird dieser Transport z.B. durch festinstallierte Förderbänder, Hängebahnen, manuell oder auch bereits durch fahrerlose Transportsysteme, die meist durch Bodenführungslinien gesteuert werden, durchgeführt. Dabei werden üblicherweise sowohl die Produkte der industriellen Anlage als auch der Transport und die Transportwege durch die industrielle Anlage zum Planungszeitpunkt vorgedacht.
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Ein Werkstück kann eine Baugruppen bzw. Leiterplatte sein. Bei der Fertigung bzw. Bearbeitung des Werkstücks an einer Fertigungsstelle werden Bauelemente bzw. Bauteile auf ihr mechanisch und elektrisch befestigt. Zur Herstellung der fertigen Leiterplatte werden die Bauelemente an der Fertigungsstelle mittels eines Bestückungsautomaten (Pick and Place) auf der Leiterplatte abgelegt und anschließend mit ihr verlötet. Mehrere Bestückungsautomaten können im Rahmen einer Bestückungs- bzw. Fertigungslinie nacheinander durchlaufen werden. Zur Herstellung vieler Leiterplatten kann ein Bestückungssystem verwendet werden, das mehrere Bestückungslinien umfasst.
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Der Bestückungsautomat kann nur mit einer vorbestimmten Anzahl unterschiedlicher Bauteiletypen ausgerüstet werden. Eine Zusammensetzung von Bauteiletypen am Bestückungsautomat wird Rüstung genannt. Mit einer Rüstung kann nur eine beschränkte Anzahl an Leiterplatten unterschiedlichen (Werksstück-)Typs gefertigt werden. Üblicherweise sollen jedoch Leiterplatten von mehr unterschiedlichen Typen gefertigt werden, als mittels einer Rüstung möglich ist, sodass die Rüstung während der Produktion aufwendig geändert werden muss.
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1 zeigt ein beispielhaftes industrielle Anlage 100. Das Die Anlage 100 umfasst eine oder mehrere Fertigungslinien 110 und 111, auf denen ein Werkstück 115 gefertigt werden kann. Jede Fertigungslinie umfasst ein Transportband 125 sowie einen oder mehrere Fertigungsstellen 131, 132, 133 und 134. Eine Fertigungsstelle, die jeweils dazu eingerichtet sind, von einem Rüsttisch 140 Bauteile 155 aufzunehmen und an einer vorbestimmten Position auf dem Werkstück 115 zu positionieren, das sich auf dem Transportsystem 125 befindet. Die Rüsttische 140 umfassen jeweils eine Vielzahl Zuführungseinrichtungen 150, die einen Vorrat von Bauteilen 155 vorhalten.
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Eine Produktionsmenge eines Auftrags kann mehrere Werkstücktypen 120 umfassen, von denen jeweils eine vorgebbare Stückzahl von Werkstücken 115 gefertigt werden soll. Beispielsweise können 300 Werkstücke 115 eines ersten Typs 115 auf der ersten Fertigungslinie 110 und 200 Werkstücke eines zweiten Typs 120 auf der zweiten Fertigungslinie 111 gefertigt werden.
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Der Rüstung 165, 170 ist eine Rüstfamilie 175 zugeordnet, die Leiterplattentypen 122 umfasst, von denen Leiterplatten 120 mittels Bauelementen 155 der Bauteiltypen 160 der Rüstung 165, 170 bestückt werden können. Eine Rüstfamilie 175 ist genau einer Rüstung 165, 170 zugeordnet und umgekehrt.
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Um die Auslastung einer Fertigungslinie 110, 111 zu erhöhen oder einen Bedarf an Rüsttischen 140 zu verringern ist es daher entscheidend, wie auf der Basis der Werktypen Gruppen an zu fertigenden Werkstücken gebildet werden, damit ein aufwendiges Umrüsten der Rüsttische mit den für die zu fertigenden Werkstücke passenden Bauteile und ein damit möglicher Stillstand in der Fertigung an der betreffenden Fertigungsstelle möglichst vermieden wird.
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Im Rahmen von Industrie 4.0 wird davon ausgegangen, dass Produkte zukünftig zunehmend individualisiert werden und Produkte häufig die Losgröße 1 haben werden bzw. die Losgröße identischer Produkte abnimmt und die Produktvielfalt zunimmt. Unter einer Losgröße wird im Allgemeinen die Menge von Produkten oder Werkstücken, die fertigt wird, verstanden, bevor die Fertigung, d.h. ein oder mehrere Fertigungsstellen für andere Werkstücke bzw. Bauteile umgerüstet wird.
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Im Vergleich zu traditionellen Anlagen können sich damit die zu fertigenden Werkstücke und damit die benötigten Fertigungsstellen und in Konsequenz auch die Wege durch die Anlage für das Werkstück jederzeit ändern. Für den Transport durch die Anlage bedeutet dies ebenfalls eine zunehmende Individualisierung und der Entfall oder zumindest eine Ergänzung zu den klassischen, vorgedachten Transportwegen. Im Falle, dass ein Werkstück nicht sofort von allen Fertigungsstellen bearbeitet werden kann (z.B. aufgrund stark ausgelasteter Fertigungsstellen, eines Ausfalls oder notwendiger Umrüstungen), kann die Zwischenlagerung eines Werkstücks notwendig werden.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, Fertigungslinien und/oder Transportwege der zu fertigenden Werkstücke möglichst flexibel zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beansprucht ein Transportsystem bzw. Transportanordnung für mindestens ein zu fertigendes Werkstück, das eine bewegbare Transporteinrichtung aufweist, die das mindestens eine zu fertigende Werkstück auf einem Transportweg von mindestens einer ersten Fertigungsstelle zu mindestens einer weiteren Fertigungsstelle transportieren kann, wobei das Transportsystem eine Verarbeitungseinrichtung aufweist, die dazu einrichtet ist, folgende Schritte auszuführen:
- - Erfassen von Aufträgen zur Fertigung einer Stückzahl von Werkstücken mindestens eines vorgebbaren Werkstücktyps,
- - Zuordnen der einzelnen zu fertigenden Werkstücke der erfassten Aufträge zu einer Reihenfolge bzw. Abfolge der jeweiligen Fertigungsstellen, an denen jeweils ein oder mehrere Fertigungsschritte am Werkstück durchgeführt werden oder durchführbar sind,
- - Festlegen mindestens eines Transportweges für jedes zu fertigendes Werkstück eines Auftrags anhand der zugeordneten Reihenfolge der Fertigungsstellen, und
- - Steuern der Transporteinrichtung, um das mindestens eine zu fertigende Werkstück anhand des mindestens einen festgelegten Transportweges zu transportieren.
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Die Transporteinrichtung kann hierbei autonom oder semiautonom bewegbar bzw. fahrbar ausgestaltet sein.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass beim Festlegen der jeweiligen Transportwege diese abhängig von der Anzahl verfügbarer Transporteinrichtungen optimiert sind oder werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass beim Festlegen der jeweiligen Transportwege diese derart optimiert sind oder werden, dass möglichst wenige bewegliche Transporteinrichtungen für die Werkstücke gebraucht werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass beim Festlegen der jeweiligen Transportwege diese derart optimiert sind oder werden, dass möglichst wenige Belade- und Entladevorgänge an der Transportvorrichtung durchgeführt werden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass beim Festlegen der jeweiligen Transportwege diese derart optimiert sind oder werden, dass möglichst wenige Wartezeiten für ein Werkstück an einer Fertigungsstelle für dessen weiteren Transport entstehen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass beim Festlegen der jeweiligen Transportwege diese derart optimiert sind oder werden, dass die Länge und/oder die Dauer für den Transport eines Werkstücks auf einer Fertigungslinie berücksichtigt ist bzw. wird.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass beim Festlegen der jeweiligen Transportwege diese derart optimiert sind oder werden, dass die Auslastung der Fertigungsstellen, an denen jeweils ein oder mehrere Fertigungsschritte am Werkstück durchgeführt werden oder durchführbar sind, berücksichtigt ist.
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Die Erfindung zeichnet sich durch folgende Vorteile aus:
- - Das Zwischenspeichern von Werkstücken ist möglich
- - hohe Verfügbarkeit aufgrund voneinander unabhängiger (fahrerloser) Transportsysteme
- - flexible Optimierung der Werkstückbeförderung ist möglich
- - Das Transportsystem ist besser skalierbar. So können relativ einfach, weitere Fahrzeuge hinzugefügt und damit die Transportkapazität erhöht werden
- - Das System kann mit bestehenden klassischen Transportsystemen verbunden bzw. kombiniert werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren für ein Transportsystem für mindestens ein zu fertigendes Werkstück, das eine bewegbare bzw. fahrbare Transporteinrichtung aufweist, die das mindestens eine zu fertigende Werkstück auf einem Transportweg von mindestens einer ersten Fertigungsstelle zu mindestens einer weiteren Fertigungsstelle transportiert, wobei folgende Schritte ausgeführt werden:
- - Erfassen von Aufträgen zur Fertigung einer Stückzahl von Werkstücken mindestens eines vorgebbaren Werkstücktyps,
- - Zuordnen der einzelnen zu fertigenden Werkstücke der erfassten Aufträge zu einer Reihenfolge bzw. Abfolge der jeweiligen Fertigungsstellen, an denen jeweils ein oder mehrere Fertigungsschritte am Werkstück durchgeführt werden oder durchführbar sind,
- - Festlegen mindestens eines Transportweges für jedes zu fertigendes Werkstück eines Auftrags anhand der zugeordneten Reihenfolge der Fertigungsstellen, und
- - Steuern der Transporteinrichtung, um das mindestens eine zu fertigende Werkstück anhand des mindestens einen festgelegten Transportweges zu transportieren.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Computerprogrammprodukt. Das Computerprogrammprodukt weist einen computerlesbarer Datenträger auf, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches das oben genannte Verfahren bzw. dessen Weiterbildungen ausführt, wenn es in einer Verarbeitungseinheit abgearbeitet wird. Das Computerprogramm, welches in einer Verarbeitungseinheit abgearbeitet wird, führt dabei das das oben genannte Verfahren bzw. dessen Weiterbildungen aus.
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Das Verfahren und dass Computerprogramm(produkt) können im Wesentlichen analog wie das Transportsystem und dessen Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen entsprechend aus- bzw. weitergebildet werden.
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Zusätzlich kann eine Variante des Computerprogramm(produktes) mit Programmbefehlen zur Konfiguration eines Erstellungsgeräts, beispielsweise ein 3D-Drucker, ein Computersystem oder ein zur Erstellung von Prozessoren und/oder Geräten geeignete Herstellungsmaschine sein.
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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Die folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 zeigt die eingangs erläuterte Anlage,
- 2 mögliche flexible Transportwege durch ein Anlage und
- 3 eine mögliche Ausgestaltung eines Transportsystems zur Implementierung möglichst flexibler Transportwegstrukturen.
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2 zeigt eine flexible Transportwegstruktur. Autonom oder semiautonom bewegbare bzw. fahrbare Transporteinrichtungen, die vorzugsweise fahrerlos ausgestaltet sind, nehmen Werkstücke 115 auf, um sie ggf. gesteuert bzw. gelenkt durch eine Verarbeitungseinrichtung von einer ersten Fertigungsstelle z.B. 131 zu einer zweiten Fertigungsstelle 132 und ggf. zu einer dritten Fertigungsstelle und möglicherweise zu einer weiteren Fertigungsstelle 134 zu transportieren bzw. zu bringen. Je nach Werkstücktyp kann man sich vorstellen, dass z.B. die Fertigungslinie 110 aus 1 quasi durch eine Transportlinie 210 ersetzt wird. Diese Transportlinie kann einer Art „Buslinie“ nachgebildet sein. Im Gegensatz zur Fertigungslinie 110 endet die Transportlinie 210 nicht an der Fertigungsstelle 132. Sie kann durch einen weiteren Transport des zu fertigenden Werkstücks im Beispiel mit der Fertigungsstelle 133 und/oder 134 fortgeführt werden. Ein anderes Werkstück 115 ggf. eines weiteren Werkstücktyps kann auf der in der 2 angedeuteten Transportlinie 211 von einer Fertigungsstelle 133 zu einer weiteren Fertigungsstelle 134 transportiert werden. Die Fertigungsstellen entsprechen so gesehen den Busstationen und sind auch gleich Verladestationen der Werkstücke. Durch deren Koordinaten können sie auch als Ziel- bzw. Zwischenorte der Werkstücke fungieren. Die Werkstücke können an designierten Verladestationen „eingesammelt“ und entlang einer bekannten „Buslinie“ transportiert und an der Zielstation entladen werden. Dabei wird jede der „Busstationen“ angefahren, um ggf. Werkstücke aufzunehmen, mit Hilfe einer Kommunikation zwischen den Transporteinrichtungen und den Werkstücken / den Fertigungsstellen können ggf. auch „leere“ Stationen übersprungen werden. Dabei können insbesondere auch zeitliche Informationen oder Auslastungsinformationen zur Berechnung eines Transportweges herangezogen werden. Die „Buslinien“
- - können bei der Planung der Anlage festgelegt werden und bleiben im Betrieb der Anlage unverändert (z.B. auch bedingt durch bauliche Gegebenheiten) oder
- - werden entsprechend der Fertigungsschritte der aktuellen Werkstücke eines Loses berechnet. Sie können während des Betriebes der Anlage fortwährend angepasst werden, z.B. wenn ein neues Werkstück (Produkt) mit andersartigen Fertigungsschritten gefertigt wird (z.B. unterschiedliche Reihenfolge der Fertigungsschritte, Nutzung unterschiedlicher Fertigungsstellen aufgrund von Ausfällen oder unterschiedlicher Qualitätsanforderungen).
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Diese Buslinien können damit eine oder mehrere flexible bzw. „virtuelle“ Fertigungslinien für das aktuelle Produkt bzw. die aktuellen Produkte wiederspiegeln, aber auch unabhängig von aktuellen Produkten sein. Es ist auch möglich, dass eine Buslinie Werkstücke unterschiedlichen Typs transportiert und damit unterschiedliche virtuelle Fertigungslinien realisiert oder mehrere Buslinien insgesamt eine solche virtuelle Fertigungslinie darstellen. Buslinien z.B. 211, 210 können sich auch (teilweise) überdecken. So ist beispielsweise eine Buslinie möglich, die nur einen Teil einer anderen Buslinie überdeckt oder auch Alternativen enthält, z.B. falls mehrere Fertigungsstationen alternativ angefahren werden können. Eine Buslinie kann durch einen oder mehrere Transporteinrichtungen bedient werden - je nach Anzahl, Frequenz und Strecke bzw. Zeitbedarf der Buslinie. Es ist auch möglich, dass eine Transporteinrichtung auf unterschiedlichen Buslinien je nach aktuellem Bedarf eingesetzt wird.
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Die Transporteinrichtungen können entweder unabhängig vom tatsächlichen Bedarf kontinuierlich ihre Buslinie abfahren, entsprechend eines „Fahrplans“ in einem bestimmten Takt oder nach Anforderung die Buslinie abfahren (dies erfordert eine Kommunikation zwischen dem Werkstück/ der aktuellen Fertigungsstelle des Werkstücks und der Transporteinrichtung). Eine möglichst optimale Strategie orientiert sich dabei z.B. an der Stückzahl der zu fertigenden Produkte bzw. Werkstücke, der Losgröße der Produkte, dem Produktmix, d.h. verschiedene Werkstücktypen, der Dauer der Bearbeitung an den Fertigungsstellen, der gewünschten Auslastung der Anlage, der Anzahl der Transporteinrichtungen und der Länge der zu bedienenden Fertigungslinien.
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3 eine mögliche Ausgestaltung eines Transportsystems zur Implementierung der „Buslinien“.
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Der Transport von Werkstücken mittels Buslinien bzw. virtuellen Fertigungslinien kann gemäß des folgenden Ablaufs realisiert werden. Im Einzelnen kann sich die Implementierung von den folgenden Ausführungen unterscheiden.
- - Es werden Buslinien 210, 211 innerhalb einer industriellen Anlage 100 gemäß der oben stehenden Ausführungen definiert. Diese Buslinien werden durch ein zentrales oder ggf. dezentrales Verarbeitungseinheit, ausgebildet als Verwaltungssystem Z, verwaltet, das mit den Transporteinrichtungen T1, T2, T3 kommunizieren kann.
- - Das Verwaltungssystem Z gibt die Buslinien ggf. gemeinsam mit weiteren Informationen (Abfahrzeitpunkte, Frequenz, Bedienung auf Anforderung etc.) den Transporteinrichtungen T1, T2, T3 bekannt, z.B. auf Nachfrage durch die Transporteinrichtungen oder durch Verteilung der Nachricht an alle Transporteinrichtungen (sofern diese im System Z bekannt sind) oder durch eine allgemeine Bekanntgabe im System (es existiert also ein „Busfahrplan“ in einer industriellen Anlage).
Parallel oder alternativ zu den Transporteinrichtung können ggf. auch die Verladestationen V und/oder Werkstücke 115 informiert werden. Die Kommunikation zwischen den Komponenten System Z, Werkstück 115, Transporteinrichtungen T1, T2, T3, Fertigungsstellen und ggf. Planungssystem P wird über ein Kommunikationssystem K geführt. Das Kommunikationssystem K kann drahtgebunden oder vorzugsweise drahtlos ausgebildet sein. Bei drahtloser Kommunikation werden vorzugsweise Funksysteme wie 2G, 3G, 4G, 5G oder auch WIFI (Wlan), NFC, Bluetooth, Zigbee etc. verwendet. Die oben aufgeführten Komponenten sind jeweils mit einer Kommunikationseinrichtung KE als Schnittstelle zum Kommunikationssystem K ausgestaltet und weisen jeweils eine Steuereinheit ST auf. Verladestation V und die Transporteinrichtungen T1, T2 und T3 weisen eine Verladeeinheit zum Verladen von Werkstücken 115 auf. Um den Zielort (d.h. die nächstfolgende Fertigungsstelle) berechnen bzw. bestimmen zu können, weisen die Komponenten System Z, die Transporteinrichtungen T1, T2, T3 und das Planungssystem P jeweils eine Navigationseinheit N für die oben bereits erwähnten Koordinaten und eine Optimierungseinheit O auf, die nachfolgend erläuterten Optimierungsregeln auf.
Das zentrale Verwaltungssystem erfasst Aufträge (jeweils) zur Fertigung einer Stückzahl von Werkstücken mindestens eines vorgebbaren Werkstücktyps. Die Werkstücke - wie eingangs beschrieben - bestückt werden oder gegebenenfalls durch Zusammensetzung von Einzelteilen gefertigt werden.
- - Transporteinrichtungen können Buslinien direkt zugewiesen werden und diese kontinuierlich, zyklisch oder nach Bedarf abfahren oder es kann eine bedarfsgesteuerte Zuweisung erfolgen (z.B. durch ein zentrales oder dezentrales System Z nach Erkennen eines Transportbedarfes).
- - Jedes Werkstück wird entweder direkt einer Reihenfolgen bzw. Abfolge der zur Fertigung erforderlichen Fertigungsstellen zugeordnet. Damit ergibt sich eine Zuweisung jedes Werkstücks zu einer virtuellen Fertigungslinie bzw. einer oder mehreren Buslinien entsprechend der Fertigungsschritte, die durchzuführen sind - oder kann sich den Transportweg aufgrund der benötigten Fertigungsschritte festlegen entweder durch eigene Berechnung oder durch Abfrage der Verbindung bzw. Transportweges in einem zentralen System Z (dies entspricht sozusagen einer Fahrplanauskunft).
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Eine solche Berechnung kann vorausschauend vor der ersten Bearbeitung des Werkstückes erfolgen und für den gesamten Fertigungsverlauf (ggf. auch für alle Werkstücke eines Loses bzw. einer Produktart). Alternativ kann auch nach jedem Fertigungsschritt bestimmt werden, welche Buslinie als nächstes genommen wird. Dies kann sinnvoll sein, wenn das Werkstück unterschiedliche, gleichartige Transportwege durch die Anlage nehmen kann (z.B. weil alternative Fertigungsstationen zur Verfügung stehen und diese gleichmäßig ausgelastet werden sollen) oder z.B. weil Wege blockiert sein können und umfahren werden müssen oder Fertigungsstellen ausfallen.
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Stehen dem Werkstück mehrere Alternativen zur Auswahl, so können die Alternativen durch Zusatzinformationen bewertet werden, z.B. kann im Transportsystem die aktuelle Auslastung einer Fertigungsstation bekannt gegeben werden oder Staus auf einem möglichen Transportweg, die jeweils zu einer Bevorzugung alternativer Wege führen würden.
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Dazu kann beispielsweise ein zentrales System V genutzt werden, das diese Informationen sammelt und entsprechend dem Werkstück auf Nachfrage bereits die sinnvollste Alternative mitteilt oder das Werkstück kommuniziert selbst mit den Transporteinrichtungen hinsichtlich der in Frage kommenden Buslinien und den möglichen Fertigungsstellen.
- - Das Werkstück wird mit seiner eindeutigen ID, seinem Ziel sowie ggf. einem spätesten Zeitpunkt, an dem das Werkstück am Ziel eintreffen darf (Zeitfenster für den nächsten Fertigungsschritt z.B. aufgrund eines festen Fertigstellungstermins oder um eine optimale Auslastung der Fertigungsstelle zu erreichen) in der Fertigungsstelle oder bereits auf dem Weg zur Fertigungsstelle (um ein rechtzeitiges Einsammeln der Werkstücke zu gewährleisten) durch ein in der Figur nicht dargestelltes Erkennungssystem z.B. über RFID erkannt und für einen Transport für die ausgewählte Buslinie im Verwaltungssystem V angemeldet. Alternativ meldet sich das Werkstück selbständig im System V zum Transport für eine bestimmte Buslinie an oder es kann auf eine Anmeldung verzichtet werden, da die Transporteinrichtung ohnehin regelmäßig die Buslinie bedient.
- - An der Verladestation V, die einer Fertigungsstelle 113 zugeordnet oder in diese integriert ist, wartet das Werkstück bis eine Transporteinrichtung eintrifft, der die benötigte Buslinie bedient und das Werkstück abholt. Eine Verladestation hat ggf. einen kleinen Zwischenpuffer / mehrere Abholplätze und kann Werkstücke dort kurzfristig lagern bis die zugehörigen Transporteinrichtungen eintreffen.
- - Die Transporteinrichtung nimmt das Werkstück auf und transportiert es zu seinem nächsten Ziel. Dabei kann eine Transporteinrichtung immer nur ein Werkstück oder auch mehrere Werkstücke gleichzeitig aufnehmen (je nach Ausprägung der Transporteinrichtung).
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Das oben erwähnte Planungssystem P kann folgende Aufgaben für das Verwaltungssystem V, das eine Transporteinrichtung letztendlich steuert, damit das eine oder mehrere zu fertigende Werkstücke anhand des oben festgelegten Transportweges transportiert werden kann, übernehmen:
- ○ Informationen über Transporteinrichtungen (aktive Transporteinrichtung und ihre aktuellen Ziele, ggf. Position der Transporteinrichtungen, „Größe“ der Transporteinrichtungen, Geschwindigkeit, ...)
- ○ Planung der Buslinien
- ○ Informationen zu den Buslinien
- ○ Ggf. Fahrplanauskunft
- ○ Ggf. Zuordnung der Transporteinrichtungen zu Buslinien
- ○ Ggf. Optimierungsregeln
- ○ Ggf. Navigationseinheit zur Berechnung des Transportweges (wenn nicht durch Schienen o.ä. vorgegeben) und zur Berechnung der Zeit bis zum Ziel.
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Die oben erwähnten Optimierungsregeln können folgende Optimierungen der Transportwege für mindestens einen Auftrag unterstützen:
- - Optimieren der Transportwege abhängig von der Anzahl verfügbarer Transporteinrichtungen
- - Optimieren der Transportwege derart, dass möglichst wenige bewegliche Transportvorrichtungen für die Werkstücke verwendet werden (Buslinien, bzw. Wiederholung der Wege).
- - Optimieren der Transportwege derart, dass möglichst wenige Wartezeiten für ein Werkstück an einer Fertigungsstelle für dessen weiteren Transport entstehen.
- - Optimieren der Transportwege derart, dass möglichst wenige Belade- und Entladevorgänge an der Transportvorrichtung durchgeführt werden müssen.
- - Optimieren der Transportwege derart, dass die Länge und/oder die Dauer für den Transport eines Werkstücks auf einer Fertigungslinie berücksichtigt ist oder wird.
- - Optimieren der Transportwege derart, dass die Auslastung der Fertigungsstellen, an denen jeweils ein oder mehrere Fertigungsschritte am Werkstück durchgeführt werden oder durchführbar sind, berücksichtigt ist oder wird. Somit wird auch der späteste Zeitpunkt, an dem das Werkstück an der nächsten Fertigungsstelle zur Fertigung eingetroffen sein muss, berücksichtigt. Auch die Dauer der Fertigungsschritte an einer Fertigungsstelle und die Transportdauer von einer Fertigungsstelle zur nächsten Fertigungsstelle werden berücksichtigt.
- - Optimieren über alle Aufträge, d.h. Wiederholen/Iterieren, bis alle Aufträge abgearbeitet sind.
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Die Optimierungsregeln können jeweils gewichtet werden.
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Als Optimierungsmethoden, die solche Optimierungsregeln anwenden können, sind z.B. Heuristiken. Es können sogenannte Solver (z.B. Gurobi, CIPLEX etc.) zum Lösen von linearen bzw. nicht linearen Gleichungssysteme (z.B. MILP = Mixed integer linear programming) verwendet werden. Es sind auch andere Optimierungsmethoden denkbar.
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Obwohl die Erfindung durch die Ausführungsbeispiele im Detail illustriert und beschrieben wurde, ist sie nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele, Varianten, Ausführungsformen und Weiterbildungen können auch frei miteinander kombiniert werden.
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Die Implementierung der vorstehend beschriebenen Prozesse oder Verfahrensabläufe kann anhand von Instruktionen erfolgen, die auf computerlesbaren Speichermedien oder in flüchtigen Computerspeichern (im Folgenden zusammenfassend als computerlesbare Speicher bezeichnet) vorliegen. Computerlesbare Speicher sind beispielsweise flüchtige Speicher wie Caches, Puffer oder RAM sowie nichtflüchtige Speicher wie Wechseldatenträger, Festplatten, usw.
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Die vorstehend beschriebenen Funktionen oder Schritte können dabei in Form zumindest eines Instruktionssatzes in/auf einem computerlesbaren Speicher vorliegen. Die Funktionen oder Schritte sind dabei nicht an einen bestimmten Instruktionssatz oder an eine bestimmte Form von Instruktionssätzen oder an ein bestimmtes Speichermedium oder an einen bestimmten Prozessor oder an bestimmte Ausführungsschemata gebunden und können durch Software, Firmware, Microcode, Hardware, Prozessoren, integrierte Schaltungen usw. im Alleinbetrieb oder in beliebiger Kombination ausgeführt werden. Dabei können verschiedenste Verarbeitungsstrategien zum Einsatz kommen, beispielsweise serielle Verarbeitung durch einen einzelnen Prozessor oder Multiprocessing oder Multitasking oder Parallelverarbeitung usw.
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Die Instruktionen können in lokalen Speichern abgelegt sein, es ist aber auch möglich, die Instruktionen auf einem entfernten System abzulegen und darauf via Netzwerk zuzugreifen.
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Der Begriff „Verarbeitungseinheit“ kann als „Prozessor“, „zentrale Signalverarbeitung“, „Steuereinheit“ oder „Datenauswertemittel“, wie hier verwendet, ausgeprägt sein und umfasst Verarbeitungsmittel im weitesten Sinne, also beispielsweise Server, Universalprozessoren, Grafikprozessoren, digitale Signalprozessoren, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), programmierbare Logikschaltungen wie FPGAs, diskrete analoge oder digitale Schaltungen und beliebige Kombinationen davon, einschließlich aller anderen dem Fachmann bekannten oder in Zukunft entwickelten Verarbeitungsmittel. Prozessoren können dabei aus einer oder mehreren Vorrichtungen bzw. Einrichtungen bzw. Einheiten bestehen. Besteht ein Prozessor aus mehreren Vorrichtungen, können diese zur parallelen oder sequentiellen Verarbeitung bzw. Ausführung von Instruktionen ausgelegt bzw. konfiguriert sein.
