DE102021101354A1

DE102021101354A1 - Modular assembly system and method for operating the modular assembly system

Info

Publication number: DE102021101354A1
Application number: DE102021101354.2A
Authority: DE
Inventors: Jörg Schmidt
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2021-01-22
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2022-07-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein modulares Montagesystem (10), umfassend mehrere Montagestationen (11), mehrere fahrerlose Transportfahrzeuge, FTF (16), und ein Steuersystem (18), das Fahr- und/oder Routenpläne für die FTF (16) bereitstellt. Die Erfindung sieht vor, dass eine Überwachungsvorrichtung (25) bereitgestellt und dazu eingerichtet ist, zu vorbestimmten Zeitpunkten Kenngrößen, die den Betrieb des modularen Montagesystems (10) charakterisieren, zu erfassen, daraus wenigstens einen Kennwert (27) für einen Effizienzgrad (26) des modularen Montagesystems (10) für einen aktuellen Zeitraum zu ermitteln und daraus den aktuellen Effizienzgrad (26) zu berechnen und für den Fall, dass der berechnete Effizienzgrad (26) einen unteren Grenzwert unterschreitet, ein Warnsignal (33) zu generieren, wobei sich in einem vorbestimmten Initialzustand des Montagesystems (10) ein vorbestimmter jeweiliger Bezugswert (30) für den wenigstens einen Kennwert (27) ergibt und die Überwachungsvorrichtung (25) dazu eingerichtet ist, den aktuellen Effizienzgrad (26) unter Berücksichtigung des jeweiligen Bezugswerts (30) zu ermitteln.

The invention relates to a modular assembly system (10), comprising several assembly stations (11), several driverless transport vehicles, AGV (16), and a control system (18) that provides timetables and/or route plans for the AGV (16). The invention provides that a monitoring device (25) is provided and set up to record parameters characterizing the operation of the modular assembly system (10) at predetermined points in time, from which at least one parameter (27) for a degree of efficiency (26) of the modular assembly system (10) for a current period of time and to calculate the current degree of efficiency (26) therefrom and, in the event that the calculated degree of efficiency (26) falls below a lower limit value, to generate a warning signal (33), wherein in a predetermined initial state of the assembly system (10) results in a predetermined respective reference value (30) for the at least one characteristic value (27) and the monitoring device (25) is set up to determine the current degree of efficiency (26) taking into account the respective reference value (30).

Description

Die Erfindung betrifft ein modulares Montagesystem sowie ein Verfahren zum Betreiben des modularen Montagesystems. Im Betrieb des Montagesystems soll eine ungünstige Konfiguration erkannt werden, die zu Effizienzeinbußen führt.The invention relates to a modular assembly system and a method for operating the modular assembly system. In the operation of the assembly system, an unfavorable configuration that leads to a loss of efficiency should be detected.

In einem modularen Montagesystem werden Werkstücke von einem Montageort zum nächsten Montageort mittels fahrerloser Transportfahrzeuge, FTF, eines fahrerlosen Transportsystems befördert. Durch die flexible Ansteuerbarkeit solcher FTF lassen sich unterschiedliche Montagereihenfolgen für unterschiedliche Produkte abbilden. Ein fahrerloses Transportfahrzeug kann beispielsweise als schienenlos fahrender Roboter oder ein Schienenfahrzeug sein.In a modular assembly system, workpieces are transported from one assembly location to the next assembly location using driverless transport vehicles, AGV, a driverless transport system. Due to the flexible controllability of such AGVs, different assembly sequences for different products can be mapped. A driverless transport vehicle can, for example, be a railless robot or a rail vehicle.

In einem solchen modularen Montagesystem werden Produkte an den verschiedenen Montageorten in einer jeweiligen Montagestation gefertigt oder verarbeitet. Je nachdem, welcher Montageschritt gerade benötigt wird und welche Station diesen Schritt ausführen kann, werden die noch halbfertigen Produkte von einer Montagestation zu nächsten gebracht. Ein Beispiel für eine solche Montagestation kann beispielsweise ein Fertigungsautomat zum Bohren oder Löten eines Werkstücks oder zum Montieren mehrerer Werkstücke sein. Zwischen diesen einzelnen Montagestationen werden die Werkstücke transportiert, um für den nachfolgenden Fertigungsschritt an einer anderen Montagestation bereitzustehen. Der Begriff „modular“ bezeichnet hier ein Montagesystem, bei welchem die einzelnen Montagestationen frei kombinierbar sind.In such a modular assembly system, products are manufactured or processed at the various assembly locations in a respective assembly station. Depending on which assembly step is required and which station can carry out this step, the semi-finished products are taken from one assembly station to the next. An example of such an assembly station can be, for example, a production machine for drilling or soldering a workpiece or for assembling a plurality of workpieces. The workpieces are transported between these individual assembly stations so that they are ready for the subsequent production step at another assembly station. The term "modular" refers to an assembly system in which the individual assembly stations can be freely combined.

Handelt es sich um unterschiedliche Produkte, so ist ein solches System hoch dynamisch und durch viele Zufallsfaktoren gesteuert. Ziel ist dabei eine maximale Ausbringung oder Fertigungsrate. Der Transport von einer Montagestation zur nächsten erfolgt durch das fahrerlose Transportsystem, dass hierzu über eine zentrale Systemsteuerung verfügt. Ein agentenbasierter Ansatz mittels eines neuronalen Netzwerks ist möglich. Im Folgenden wird von einem zentralen Steuersystem ausgegangen, es kann aber auch ein verteiltes, agentenbasiertes Steuersystem zugrunde gelegt werden. Für die Steuerung sind verschiedene Verfahren möglich. So kann die Montage zum Beispiel über ein Pull-Verfahren gesteuert werden, d.h. eine Montagestation holt sich einen neuen Arbeitsauftrag, wenn sie dafür bereit ist. Eine andere Möglichkeit ist es, einen Fahrplan aufzustellen, mit dem die Produkte durch die Montagestationen gefahren werden. Dieser Fahrplan muss dann immer wieder aktualisiert werden, da sich die Gegebenheiten durch z.B. Maschinenstörungen oder Qualitätsproblemen ändern.If different products are involved, such a system is highly dynamic and controlled by many random factors. The goal is a maximum output or production rate. The transport from one assembly station to the next is carried out by the driverless transport system, which has a central system control for this purpose. An agent-based approach using a neural network is possible. A central control system is assumed below, but a distributed, agent-based control system can also be used as a basis. Various methods are possible for the control. For example, assembly can be controlled using a pull process, i.e. an assembly station gets a new work order when it is ready for it. Another option is to set up a timetable to drive the products through the assembly stations. This timetable must then be updated again and again, as the circumstances change, e.g. due to machine malfunctions or quality problems.

In jedem Fall verfügt ein solches Montagesystem über verschiedenste Parameter und Einflussfaktoren, die sich auf die Performanz oder den Durchsatz auswirken. Diese können sich im Betrieb ändern oder sich für eine aktuelle Betriebssituation als ungünstig erweisen und entsprechend nachteilig auf die Effizienz auswirken.In any case, such an assembly system has a wide variety of parameters and influencing factors that affect performance or throughput. These can change during operation or turn out to be unfavorable for a current operating situation and have a correspondingly disadvantageous effect on efficiency.

Aus der EP 2 996 006 B1 ist bekannt, dass in einem Montagesystem an den einzelnen Montagestationen jeweils Sensoren in einem vorgelagerten Schritt, im Hauptschritt, und in einem nachgelagerten Schritt angeordnet werden können, um jede Montagestation dahingehend zu beobachten, ob sie gemäß vorgegebenen Soll-Sensorsignalen arbeitet. Hierzu müssen die Sensorsignale miteinander synchronisiert werden, sodass sich ein entsprechender Schaltungsaufwand zum Beobachten der drei Schritte jeder Montagestation und das Synchronisieren der Sensoren ergibt.From the EP 2 996 006 B1 It is known that in an assembly system, sensors can be arranged at the individual assembly stations in an upstream step, in the main step, and in a downstream step, in order to monitor each assembly station to see whether it is working according to specified target sensor signals. For this purpose, the sensor signals must be synchronized with one another, so that there is a corresponding circuit complexity for observing the three steps of each assembly station and for synchronizing the sensors.

Aus der DE 44 06 723 B4 ist bekannt, dass an einer Maschine oder Anlage Schwingungssignale an deren Teilen erfasst werden können, um auf den Betriebszustand der Maschine oder Anlage Rückschlüsse ziehen zu können. Hierzu ist eine mehrzeilige Mustermatrix notwendig, um einen Vergleich eines aktuellen Betriebszustandsvektors mit der Mustermatrix berechnen zu können, woraus dann eine Wahrscheinlichkeitsaussage betreffend den Betriebszustand berechnet werden kann. Hierdurch kann lediglich auf den aktuellen Zustand einer einzelnen Montagestation in Form einer Maschine oder Anlage rückgeschlossen werden, aber ein Überblick über die Effizienz der Gesamtkonfiguration eines Montagesystems lässt sich hieraus nur aufwendig herleiten.From the DE 44 06 723 B4 It is known that vibration signals can be detected on the parts of a machine or system in order to be able to draw conclusions about the operating status of the machine or system. A multi-line pattern matrix is necessary for this in order to be able to calculate a comparison of a current operating state vector with the pattern matrix, from which a probability statement relating to the operating state can then be calculated. This only allows conclusions to be drawn about the current status of an individual assembly station in the form of a machine or system, but an overview of the efficiency of the overall configuration of an assembly system can only be derived from this with great effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Montagesystem mit mehreren Montagestationen zu überwachen, ob eine aktuelle Konfiguration des Montagesystems einen ausreichend hohen Grad an Effizienz erreicht und im Betrieb beibehält.The object of the invention is to monitor, for an assembly system with a number of assembly stations, whether a current configuration of the assembly system achieves a sufficiently high degree of efficiency and maintains it during operation.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.The object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous embodiments of the invention are described by the dependent patent claims, the following description and the figures.

Ein Aspekt der Erfindung beschreibt ein modulares Montagesystem, umfassend mehrere Montagestationen, welche zur Durchführung jeweiliger Montageschritte an einem jeweiligen Werkstück vorgesehen sind, sowie mehrere fahrerlose Transportfahrzeuge, FTF, welche dafür vorgesehen sind, zu montierende Werkstücke zwischen den jeweiligen Montagestationen zur dortigen Durchführung von jeweiligen Montageschritten zu verfahren. Es ist ein Steuersystem bereitgestellt und dafür konfiguriert, entsprechende Fahr-/ Routenpläne für die FTF bereitzustellen. Das Steuersystem kann hierzu Auftragsdatensätze erzeugen, welche jeweils einen Fahrauftrag oder Transportauftrag für ein jeweiliges FTF vorgeben. Somit geht die Erfindung also von dem eingangs beschriebenen und an sich bekannten modularen Montagesystem aus, in welchem ein Steuersystem in an sich bekannter Weise aktuelle Zustände der Montagestationen und Transportfahrzeuge erfasst und daraufhin für zukünftige weitere Montageschritte die Transportfahrzeuge entsprechend ansteuert, um die Montagestationen mit zu verarbeitenden Werkstücken zu versorgen und solche Werkstücke, an denen der jeweilige Montageschritt vollzogen wurde, wieder abzutransportieren. Dazu ist ein Zusammenspiel oder eine Koordination der Transportfahrzeuge untereinander und mit den Montagestationen notwendig. Kommt es hierbei zu einer Fehlkonfiguration, so kann es sein, dass eine Montagestation beispielsweise leerläuft (kein weiteres Werkstück zum Durchführen des Montageschritts verfügbar) und/oder mehrere Transportfahrzeuge jeweils mit einem herantransportierten Werkstück vor einer Montagestation warten müssen, weil diese noch nicht das aktuell bearbeitete Werkstück fertig bearbeitet hat. Dies kann dann dazu führen, dass das Montagesystem insgesamt weniger effizient läuft als in einem optimalen oder ursprünglich geplanten Zustand. Ein Effizienzverlust kann z.B. dann gegeben sein, wenn Transportfahrzeuge anfangen, sich mit Werkstücken vor einer Montagestation zu stauen, während eigentlich gleichzeitig eine andere, gleichartige Montagestation noch wartende Werkstücke aufnehmen und verarbeiten könnte. Hier hätte das Montagesystem noch ein Potential für einen größeren Durchsatz.One aspect of the invention describes a modular assembly system, comprising several assembly stations, which are provided for carrying out respective assembly steps on a respective workpiece, as well as several driverless transport vehicles, AGV, which are intended for carrying workpieces to be assembled between the respective assembly stations for carrying out respective assembly steps there to proceed. A control system is provided and configured to provide corresponding timetables/route plans for the AGV. For this purpose, the control system can generate order data records, which each specify a driving order or transport order for a respective AGV. The invention is therefore based on the modular assembly system described at the beginning and known per se, in which a control system detects current states of the assembly stations and transport vehicles in a manner known per se and then controls the transport vehicles accordingly for further future assembly steps in order to process the assembly stations as well To supply workpieces and to transport away those workpieces on which the respective assembly step has been completed. This requires interaction or coordination between the transport vehicles and with the assembly stations. If there is a misconfiguration, it may be that an assembly station runs empty (no other workpiece is available to carry out the assembly step) and/or several transport vehicles have to wait in front of an assembly station with a workpiece that has been transported to it, because they have not yet processed the one currently being processed has finished machining the workpiece. This can then lead to the assembly system running less efficiently overall than in an optimal or originally planned state. A loss of efficiency can occur, for example, when transport vehicles begin to pile up with workpieces in front of an assembly station, while actually at the same time another, similar assembly station could still be receiving and processing workpieces that are still waiting. Here the assembly system still has potential for greater throughput.

Um ein Absinken der Effizient im Zusammenspiel der Montagestationen und der Transportfahrzeuge zu erkennen, ist erfindungsgemäß eine Überwachungsvorrichtung bereitgestellt und dazu eingerichtet, zu vorbestimmten Zeitpunkten den Betrieb des modularen Montagesystems charakterisierende Kenngrößen zu messen oder zu erfassen und damit wenigstens einen Kennwert für einen Effizienzwert oder Effizienzgrad des modularen Montagesystems für einen aktuellen Zeitraum zu ermitteln und für den Fall, dass der ermittelte Effizienzgrad in einem vorbestimmten Werteintervall liegt, z.B. einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet, ein Warnsignal zu generieren. Der jeweilige Kennwert kann direkt gemessen sein, also einer Kenngröße entsprechen, und/oder aus einem oder mehreren Messwerten zumindest einer Kenngröße berechnet sein.In order to detect a drop in efficiency in the interaction of the assembly stations and the transport vehicles, a monitoring device is provided according to the invention and set up to measure or record parameters characterizing the operation of the modular assembly system at predetermined points in time and thus at least one parameter for an efficiency value or degree of efficiency of the modular assembly system for a current period of time and in the event that the determined degree of efficiency is within a predetermined value interval, e.g. falls below a predetermined limit value, to generate a warning signal. The respective parameter can be measured directly, ie correspond to a parameter, and/or be calculated from one or more measured values of at least one parameter.

Das Verfahren geht davon aus, dass in einer anfänglichen oder initialen Konfiguration, wenn das Montagesystem bestimmungsgemäß aufgesetzt oder konfiguriert ist, sich entsprechend in diesem Initialzustand für den wenigstens einen Kennwert ein vorbestimmter jeweiliger Bezugswert ergibt, der als Orientierungsgröße für einen „effizienten Betrieb“, d.h. als Referenz dienen kann. Die Überwachungsvorrichtung ist entsprechend dazu eingerichtet, den aktuellen Effizienzgrad unter Berücksichtigung des jeweiligen Bezugswerts zu ermitteln. Somit orientiert sich also die Überwachungsvorrichtung an dem Initialzustand, in welchem das Montagesystem durch initiale Konfigurationsdaten, wie sie beispielsweise mittels einer Simulation oder durch einen Operateur festgelegt wurden, gemäß der initialen Konfiguration betrieben wird oder läuft und damit den optimalen oder zumindest den gewünschten Effizienzgrad aufweist. Der jeweilige Bezugswert kann z.B. in einem Probebetrieb oder in einer Initialisierungsphase im Betrieb des Monatesystems selbst und/oder im Betrieb eines Referenz-Montagesystem (z.B. an einem anderen Werksstandort) und/oder in einem simulierten Betrieb des Montagesystems ermittelt werden.The method is based on the assumption that in an initial or initial configuration, when the mounting system is set up or configured as intended, a predetermined respective reference value results for the at least one characteristic value in this initial state, which serves as a benchmark for "efficient operation", i.e. can serve as a reference. The monitoring device is accordingly set up to determine the current degree of efficiency, taking into account the respective reference value. The monitoring device is therefore based on the initial state in which the assembly system is operated or running according to the initial configuration using initial configuration data, as determined for example by means of a simulation or by an operator, and thus has the optimum or at least the desired degree of efficiency. The respective reference value can be determined e.g. in a trial operation or in an initialization phase in the operation of the monthly system itself and/or in the operation of a reference assembly system (e.g. at another factory location) and/or in a simulated operation of the assembly system.

Für den wenigstens einen beobachteten Kennwert ergibt sich somit ein jeweiliger Bezugswert, der angibt, wie sich innerhalb des Montagesystems an derjenigen lokalen Beobachtungsposition, an welcher der jeweilige Kennwert ermittelt wird, sich dieser Kennwert verhalten müsste oder in welchem Werteintervall er sich befinden müsste, wenn das Montagesystem den initialen Effizienzgrad weiter beibehält oder immer noch aufweist. Die Überwachungsvorrichtung kann zum Ermitteln des Effizienzgrads eine Prozessorschaltung aufweisen. Eine geeignete Beobachtungsvorrichtung kann zum Ermitteln des wenigstens einen Kennwerts zumindest einen Sensor aufweisen und/oder beispielsweise über einen Feldbus mit einer jeweiligen Steuerschaltung der zumindest einen Montagestation und/oder des zumindest eines Transportfahrzeugs gekoppelt sein, um als Kenngröße und/oder Kennwert z.B. eine Fahrgeschwindigkeit und/oder einen Vorrat an Werkstücken abzufragen. Das Ermitteln des wenigstens einen Kennwerts kann zu den besagten vorbestimmten Zeitpunkten erfolgen, beispielsweise in Zeitabständen in einem Bereich von zehn Millisekunden bis zehn Minuten. Je geringer die Zeitabstände sind, je mehr nähert sich die Überwachung einer kontinuierlichen Überwachung an. Bei mehreren Kennwerten kann die Überwachung der Kennwerte synchronisiert oder asynchron oder unabhängig voneinander erfolgen.For the at least one observed characteristic value, there is thus a respective reference value that indicates how this characteristic value should behave within the assembly system at that local observation position at which the respective characteristic value is determined, or in which value range it should be if the Mounting system maintains or still has the initial level of efficiency. The monitoring device can have a processor circuit for determining the degree of efficiency. A suitable monitoring device can have at least one sensor for determining the at least one characteristic value and/or can be coupled, for example via a fieldbus, to a respective control circuit of the at least one assembly station and/or the at least one transport vehicle in order to record a driving speed and /or query a stock of workpieces. The at least one characteristic value can be determined at said predetermined points in time, for example at time intervals in a range from ten milliseconds to ten minutes. The smaller the time intervals are, the more the monitoring approaches continuous monitoring. If there are several characteristic values, the characteristic values can be monitored synchronously or asynchronously or independently of one another.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Überwachung des Montagesystems in Bezug auf zumindest einen initialen Bezugswert erfolgt, von dem angenommen werden kann, dass er den idealen oder zumindest den voreingestellten oder gewünschten Effizienzgrad des Montagesystems widerspiegelt oder beschreibt. Somit ist keine aufwändige Analyse des Montagesystems (z.B. betreffend einen theoretisch möglichen maximalen Effizienzgrad) notwendig, um einen ungünstigen Effizienzgrad zu erkennen. Damit kann das Verfahren mit geringem Aufwand an ein bestehendes und zu überwachendes Montagesystem angepasst werden. Der Effizienzgrad kann eine Prozentangabe oder eine Angabe eines Bruchteils des initialen oder gewünschten Effizienzgrads sein. Der Effizienzgrad kann z.B. eine Wertangabe für einen Durchsatz oder eine Stückzahl sein.The advantage of the invention is that the assembly system is monitored in relation to at least one initial reference value, which can be assumed to reflect or describe the ideal or at least the preset or desired degree of efficiency of the assembly system. This means that no complex analysis of the assembly system (e.g. regarding a theoretically possible maximum degree of efficiency) necessary to identify an unfavorable degree of efficiency. The method can thus be adapted to an existing assembly system that is to be monitored with little effort. The efficiency level can be a percentage or a fraction of the initial or desired efficiency level. The degree of efficiency can, for example, be a value for a throughput or a number of pieces.

Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes embodiments that result in additional advantages.

Eine Ausführungsform umfasst, dass die den Betrieb des modularen Montagesystems charakterisierenden Kenngrößen wenigstens eine der folgenden Kenngrößen umfasst: Wartezeit eines oder mehrerer FTF (beispielsweise durch ein Hindernis, wie z.B. ein wartendes TFT); Abholzeiten bestimmter Werkstücke an jeweiligen Montagestationen; jeweiliger Durchsatz an Werkstücken pro Zeiteinheit an zumindest einer Montagestation. Diese Kenngrößen haben sich als aussagekräftig in Bezug auf die Beschreibung des Effizienzgrads eines Montagesystems insgesamt erwiesen.An embodiment includes that the parameters characterizing the operation of the modular assembly system include at least one of the following parameters: waiting time of one or more AGVs (e.g. due to an obstacle, such as a waiting TFT); pick-up times of certain workpieces at the respective assembly stations; respective throughput of workpieces per unit of time at at least one assembly station. These parameters have proven to be meaningful in relation to the description of the degree of efficiency of an assembly system as a whole.

Eine Ausführungsform umfasst, dass das Montagesystem eine Anzeigetafel für den ermittelten wenigstens einen Kennwert für den Effizienzgrad und/oder für den ermittelten Effizienzgrad umfasst. Somit ist innerhalb des Montagesystems, beispielsweise in einer Montagehalle oder auf einem Montagegelände oder einem Leitstand, der ermittelte aktuelle Effizienzgrad selbst und/oder der wenigstens eine Kennwert, der zu dem Effizienzgrad geführt hat, einsehbar. Insbesondere erfolgt das Anzeigen des wenigstens einen Kennwerts und/oder des aktuellen Effizienzgrads während einer Veränderung zumindest eines Parameters beispielsweise in dem Steuersystem und/oder in wenigstens einem Transportfahrzeug und/oder in wenigstens einer Montagestation. Somit kann während der Veränderung des zumindest einen Parameters anhand der Anzeigetafel als Feedback oder Rückmeldung erkannt werden, inwieweit sich der Effizienzgrad des Montagesystems durch die Veränderung des zumindest einen Parameterwerts entwickelt oder verändert. Dies ermöglicht eine Regelung, die eine Abweichung des wenigstens einen Kennwerts von seinem jeweiligen Referenzwert verringern kann. Eine solche Regelung kann auch unabhängig von einer Anzeigetafel und/oder ohne Anzeigetafel automatisiert mittels einer Regelungsschaltung und/oder einem Regelungsalgorithmus (z.B. eine PI-Regler oder einem PID-Regler; PID - proportional, Integral, Differenzial) erfolgen.One embodiment includes that the mounting system includes a display board for the determined at least one characteristic value for the degree of efficiency and/or for the determined degree of efficiency. Thus, within the assembly system, for example in an assembly hall or on an assembly site or a control station, the determined current degree of efficiency itself and/or the at least one characteristic value that led to the degree of efficiency can be viewed. In particular, the at least one characteristic value and/or the current degree of efficiency is displayed during a change in at least one parameter, for example in the control system and/or in at least one transport vehicle and/or in at least one assembly station. Thus, while the at least one parameter is changing, the display panel can be used as feedback to identify the extent to which the degree of efficiency of the assembly system develops or changes as a result of the change in the at least one parameter value. This enables a regulation that can reduce a deviation of the at least one characteristic value from its respective reference value. Such a control can also be automated independently of a display board and/or without a display board using a control circuit and/or a control algorithm (e.g. a PI controller or a PID controller; PID - proportional, integral, differential).

Eine Ausführungsform umfasst, dass das Überwachungssystem dazu eingerichtet ist, den wenigstens einen Kennwert zum Ermitteln des Effizienzgrads auf seinen jeweiligen Bezugswert zu normieren. Somit ergibt sich eine Bruchteilsangabe aus Kennwert K und Bezugswert B (somit also K/B, beispielsweise 7/10) oder eine Prozentangabe, beispielsweise 70 Prozent (70 %). Es wird hierdurch in vorteilhafter Weise nicht nur die Veränderung des zumindest einen Kennwerts quantifiziert, sondern auch das relative Verhältnis oder das relative Ausmaß der Veränderung in Bezug auf den Referenzwert. Somit kann bei mehreren Kennwerten ein Vergleich dahingehend erfolgen, zu welchem Anteil oder Verhältnis sich der jeweilige Kennwert verändert hat. Dies ermöglicht insbesondere, denjenigen Kennwert mit der größten relativen Veränderung zu identifizieren und eine entsprechende Maßnahme zum Korrigieren dieses Kennwerts einzuleiten oder zu priorisieren. Als Maßnahme kann das Umkonfigurieren einer Montagestation und/oder eines Transportfahrzeugs vorgesehen werden, die bzw. das einen funktionalen Zusammenhang oder eine funktionale Abhängigkeit mit dem jeweiligen Kennwert aufweist.One embodiment includes that the monitoring system is set up to standardize the at least one characteristic value for determining the degree of efficiency to its respective reference value. This results in a fraction of the characteristic value K and the reference value B (therefore K/B, for example 7/10) or a percentage, for example 70 percent (70%). This advantageously quantifies not only the change in the at least one characteristic value, but also the relative ratio or the relative extent of the change in relation to the reference value. Thus, in the case of several characteristic values, a comparison can be made as to the proportion or ratio to which the respective characteristic value has changed. In particular, this makes it possible to identify that parameter with the greatest relative change and to initiate or prioritize a corresponding measure to correct this parameter. The reconfiguration of an assembly station and/or a transport vehicle that has a functional connection or a functional dependency with the respective characteristic value can be provided as a measure.

Eine Ausführungsform umfasst, dass die Überwachungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, mehrere Kennwerte für den Effizienzgrad zu ermitteln und jeweils zu normieren und den Effizienzgrad durch Multiplizieren der normierten Kennwerte zu berechnen. Diese Berechnungsformel ermöglicht es somit durch einfache Multiplikationen der mehreren normierten Kennwerte, eine Aussage über den aktuellen Effizienzgrad, das heißt eine Angabe oder einen Wert des aktuellen Effizienzgrads, zu berechnen. Dies hat sich als recheneffizient erwiesen. Die Multiplikation ergibt in der Regel bei normierten Kennwerten für jeden normierten Kennwert eine Angabe oder eine Zahl kleiner oder gleich 1 (aber größer 0), sodass durch das Multiplizieren als Effizienzgrad unmittelbar ein Prozentwert (ab 0% bis 100%) oder eine Angabe zwischen 0 und 1 oder gleich 1 resultiert. Der Wert gleich 1 entspricht dem Effizienzgrad, wie er auch im Initialzustand des Montagesystems vorgelegen hat, sodass also davon auszugehen ist, dass das Montagesystem bei einem Effizienzgrad von 1 bestimmungsgemäß funktioniert. Ein Effizienzgrad kleiner als 1 indiziert, dass einer der Kennwerte im Vergleich zu seinen Bezugswerten verschlechtert ist.One specific embodiment includes the monitoring device being set up to determine a number of characteristic values for the degree of efficiency and to normalize them in each case and to calculate the degree of efficiency by multiplying the normalized characteristic values. This calculation formula thus makes it possible to calculate a statement about the current degree of efficiency, ie an indication or a value of the current degree of efficiency, by simply multiplying the number of normalized characteristic values. This has proven to be computationally efficient. In the case of standardized characteristic values, multiplication usually results in an indication or a number less than or equal to 1 (but greater than 0) for each standardized characteristic value, so that multiplying the degree of efficiency directly results in a percentage (from 0% to 100%) or an indication between 0 and 1 or equal to 1 results. The value equal to 1 corresponds to the degree of efficiency as it existed in the initial state of the assembly system, so that it can be assumed that the assembly system works as intended with an efficiency degree of 1. A degree of efficiency lower than 1 indicates that one of the parameters is degraded compared to its reference values.

Eine Ausführungsform umfasst, dass das Steuersystem dazu eingerichtet ist, im Falle des Warnsignals bei der Bereitstellung zukünftiger Fahr-/ Routenpläne für die FTF der Unterschreitung des Grenzwerts mittels einer vorbestimmten Maßnahme entgegenzuwirken. Mit anderen Worten reagiert das Steuersystem automatisiert auf das Warnsignal mittels einer vorbestimmten Maßnahme. Die Auswahl der Maßnahme kann in Abhängigkeit davon erfolgen, welcher zumindest eine Kennwert von seinem Bezugswert abweicht und/oder welches Ausmaß die Abweichung aufweist. Welche Maßnahmen infrage kommen, kann der Fachmann im Voraus anhand der Beschaffenheit des Montagesystems festlegen. So wird also im Voraus ein Maßnahmenkatalog bereitgestellt und in Abhängigkeit von dem zumindest einen Kennwert und/oder einer relativen Veränderung des Kennwerts in Bezug auf den Bezugswert wird dann automatisiert durch das Steuersystem eine Auswahl getroffen, wenn das Warnsignal ein Absinken des Effizienzgrads unter den Grenzwert erfolgt.One embodiment includes that the control system is set up to counteract the falling below the limit value by means of a predetermined measure in the event of the warning signal when future timetables/route plans are made available for the AGV. In other words, the control system automatically reacts to the warning signal by means of a predetermined measure. The measure can be selected as a function of which at least one characteristic value deviates from its reference value and/or the extent of the deviation. The specialist can decide in advance which measures are possible based on the nature of the mounting system. A catalog of measures is therefore provided in advance and, depending on the at least one characteristic value and/or a relative change in the characteristic value in relation to the reference value, a selection is then automatically made by the control system if the warning signal indicates that the degree of efficiency has fallen below the limit value .

Eine Ausführungsform umfasst, dass das Montagesystem mehrere funktionsgleiche Montagestationen zum Durchführen eines gleichen Fertigungsschritts aufweist und eine Maßnahme umfasst, dass zumindest eine Priorität, mit welcher die jeweiligen funktionsgleichen Montagestationen mit Werkstücken zu beliefern sind, zu verändern. Dies hat sich als eine sehr effiziente Maßnahme für den Fall erwiesen, dass mehrere funktionsgleiche Montagestationen verwendet werden. Durch Anpassen, insbesondere Angleichen der Prioritäten erfolgt eine Vergleichmäßigung der Verteilung der Werkstücke auf die Montagestationen, was insgesamt den Durchsatz erhöht. Für den Fall, dass sich zu den Montagestationen ungleich lange Anfahrwege und/oder Abtransportwege für die Werkstücke ergeben, kann durch entsprechend unterschiedliche Prioritäten (je länger der Weg, desto höher die Priorität der Montagestation) zusammen mit einer Fahrwegsoptimierung (je kürzer der Weg, desto bevorzugter die Montagestation) die Vergleichmäßigung der Auslastung der Montagestationen erreicht werden.One embodiment includes the assembly system having a plurality of functionally identical assembly stations for carrying out the same production step and including a measure that changes at least one priority with which the respective functionally identical assembly stations are to be supplied with workpieces. This has proven to be a very efficient measure if several assembly stations with the same function are used. By adapting, in particular aligning, the priorities, the distribution of the workpieces to the assembly stations is made more equal, which increases the throughput overall. In the event that there are unequally long access routes and/or removal routes for the workpieces to the assembly stations, correspondingly different priorities (the longer the route, the higher the priority of the assembly station) together with route optimization (the shorter the route, the higher the preferably the assembly station) the equalization of the utilization of the assembly stations can be achieved.

Eine Ausführungsform umfasst, dass die Überwachungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, mittels des Warnsignals und/oder zusätzlich zu dem Warnsignal eine Handlungsempfehlung auszugeben, die von dem zumindest einen Kennwert abhängig ist. Hierdurch ist es möglich, auch solche Maßnahmen umzusetzen, die von einem (menschlichen) Operateur ausgeführt werden müssen. Somit instruiert also die Überwachungsvorrichtung den Operateur. Zusätzlich oder alternativ dazu kann durch die Handlungsempfehlung auch eine Lokalisierung der Ursache für das Absinken des Effizienzwerts erfolgen, also eine Ortsangabe ausgegeben werden. Dazu kann anhand des zumindest einen Kennwerts die Lokalisierung der Ursache erfolgen, da anhand des jeweiligen Kennwerts ermittelt werden kann, welche Montagestation und/oder in welchem Bereich der Fahrwege der Transportfahrzeuge eine Ursache für das Absinken des Effizienzgrads vorhanden sein muss. Hierzu wird bevorzugt einem oder einigen oder jedem Kennwert dessen Erfassungsort zugeordnet, sodass also bei Erkennen einer auf den jeweiligen Bezugswert bezogenen Abweichung des jeweiligen Kennwerts bekannt ist, an welchem Ort oder an welcher Stelle innerhalb des Montagesystems diese Abweichung erfolgt. Somit kann als Handlungsempfehlung beispielsweise ausgegeben werden, diesen Ort oder diese Stelle und/oder eine im Montageprozess dorthin führende Abfolge von Montageschritten zu überprüfen.One specific embodiment includes the monitoring device being set up to use the warning signal and/or in addition to the warning signal to output a recommendation for action which is dependent on the at least one characteristic value. This makes it possible to implement measures that have to be carried out by a (human) operator. The monitoring device thus instructs the operator. In addition or as an alternative to this, the recommended action can also be used to localize the cause of the drop in the efficiency value, that is to say a location can be specified. For this purpose, the at least one characteristic value can be used to localize the cause, since the respective characteristic value can be used to determine which assembly station and/or in which area of the routes of the transport vehicles there must be a cause for the drop in the degree of efficiency. For this purpose, one or some or each characteristic value is preferably assigned its detection location, so that when a deviation of the respective characteristic value related to the respective reference value is detected, it is known at which location or at which point within the assembly system this deviation occurs. Thus, a recommendation for action can be output, for example, to check this location or this point and/or a sequence of assembly steps leading there in the assembly process.

Eine Ausführungsform umfasst, dass die Überwachungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, ein künstliches neuronales Netzwerk zu betreiben, welches den zumindest einen Kennwert empfängt und daraus den Effizienzgrad ermittelt und/oder den Effizienzgrad auf das Unterschreiten des Grenzwerts überwacht. In einer Trainingsphase kann in einem Montagesystem und/oder in einem Simulationsprogramm, welches einen Betrieb des Montagesystems nachbildet, gezielt für die Montagestationen und/oder Transportfahrzeuge und/oder eine Konfiguration des Steuersystems ermittelt werden, welcher Effizienzgrad sich ergibt und diesem Effizienzgrad dann die Konfiguration des Montagesystems und/oder der sich ergebende zumindest eine Kennwert als Eingabe für das neuronale Netzwerk vorgegeben werden und der berechnete oder beobachtete Effizienzgrad als Trainingsergebnis für ein Training des künstlichen neuronalen Netzwerks vorgegeben werden. Im eigentlichen Einsatz in der Überwachungsvorrichtung können dann ebenfalls der zumindest eine Kennwert als Eingabewerte in das künstliche neuronale Netzwerk eingegeben werden und dieses wird dann aufgrund des Trainings dann einen Effizienzgrad als Ausgabewert ausgeben, der dann mit dem Grenzwert verglichen werden kann. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das neuronale Netzwerk auch für die Überwachung des Unterschreitens des Grenzwerts genutzt werden. Durch die Verwendung eines künstlichen neuronalen Netzwerks können auch solche funktionalen Zusammenhänge abgebildet werden, die sich durch ein Gleichungssystem und/oder durch Kennlinien nur unzureichend und/oder mit großem Aufwand abbilden lassen.One embodiment includes the monitoring device being set up to operate an artificial neural network, which receives the at least one characteristic value and uses it to determine the degree of efficiency and/or monitors the degree of efficiency for falling below the limit value. In a training phase, in an assembly system and/or in a simulation program that simulates operation of the assembly system, it can be determined specifically for the assembly stations and/or transport vehicles and/or a configuration of the control system which degree of efficiency results and this degree of efficiency then determines the configuration of the Assembly system and / or the resulting at least one characteristic value are specified as input for the neural network and the calculated or observed degree of efficiency are specified as a training result for training the artificial neural network. In actual use in the monitoring device, the at least one characteristic value can then also be entered as input values into the artificial neural network, and based on the training, this will then output a degree of efficiency as an output value, which can then be compared with the limit value. In addition or as an alternative to this, the neural network can also be used to monitor when the value falls below the limit value. By using an artificial neural network, such functional relationships can also be mapped that can only be mapped inadequately and/or with great effort by a system of equations and/or by characteristic curves.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines modularen Montagesystems. Das Verfahren ergibt sich im Betrieb des erfindungsgemäßen modularen Montagesystems, wobei mehrere Montagestationen einen jeweiligen Montageschritt an einem jeweiligen Werkstück durchführen und mehrere fahrerlose Transportfahrzeuge, FTF, zu montierende Werkstücke zwischen den jeweiligen Montagestationen zur dortigen Durchführung des jeweiligen Montageschritts verfahren oder transportieren und ein Steuersystem entsprechende Fahr- und/oder Routenpläne für die FTF bereitstellt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Überwachungsvorrichtung zu vorbestimmten Zeitpunkten Kenngrößen, die den Betrieb des modularen Montagesystems charakterisieren, erfasst oder misst und somit daraus wenigstens einen Kennwert für einen Effizienzgrad des modularen Montagesystems für einen aktuellen Zeitraum ermittelt und daraus den aktuellen Effizienzgrad berechnet und für den Fall, dass der berechnete Effizienzgrad einen unteren Grenzwert unterschreitet, ein Warnsignal generiert. Für die Berechnung des aktuellen Effizienzgrads aus dem wenigstens einen Kennwert ist vorausgesetzt, dass sich in einem vorbestimmten Initialzustand des Montagesystems ein vorbestimmter jeweiliger Bezugswert für den wenigstens einen Kennwert ergibt, und es ist vorgesehen, dass die Überwachungsvorrichtung den aktuellen Effizienzgrad unter Berücksichtigung des jeweiligen Bezugswerts ermittelt.One aspect of the invention relates to a method for operating a modular assembly system. The method results from the operation of the modular assembly system according to the invention, with several assembly stations carrying out a respective assembly step on a respective workpiece and several driverless transport vehicles, AGV, moving or transporting workpieces to be assembled between the respective assembly stations for carrying out the respective assembly step there and a control system corresponding driving - and/or provides route plans for the AGV. According to the invention, it is provided that a monitoring device records or measures parameters that characterize the operation of the modular assembly system at predetermined points in time and thus determines at least one parameter for a degree of efficiency of the modular assembly system for a current period of time and calculates the current degree of efficiency from this and for the case that the calculated degree of efficiency has a lower falls below the limit value, a warning signal is generated. In order to calculate the current degree of efficiency from the at least one characteristic value, it is a prerequisite that a predetermined respective reference value for the at least one characteristic value results in a predetermined initial state of the assembly system, and it is provided that the monitoring device determines the current degree of efficiency taking the respective reference value into account .

Die beschriebene Überwachungsvorrichtung kann hierzu eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung umfassen, die dazu eingerichtet ist, die Verfahrensschritte der Überwachungsvorrichtung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Den wenigstens einen Kennwert kann die Prozessoreinrichtung aus zumindest einem Sensor und/oder zumindest einer Steuerschaltung einer Montagestation empfangen, wie es bereits beschrieben wurde. Die Prozessoreinrichtung kann zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die die Überwachungsvorrichtung betreffenden Schritte einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.For this purpose, the monitoring device described can comprise a data processing device or a processor device which is set up to carry out the method steps of the monitoring device of an embodiment of the method according to the invention. The processor device can receive the at least one characteristic value from at least one sensor and/or at least one control circuit of an assembly station, as has already been described. The processor device can have at least one microprocessor and/or at least one microcontroller and/or at least one FPGA (Field Programmable Gate Array) and/or at least one DSP (Digital Signal Processor). Furthermore, the processor device can have program code which, when executed by the processor device, is set up to carry out the steps of an embodiment of the method according to the invention which relate to the monitoring device. The program code can be stored in a data memory of the processor device.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes developments of the method according to the invention, which have features as have already been described in connection with the developments of the motor vehicle according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes the combinations of features of the described embodiments. The invention also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, unless the embodiments were described as mutually exclusive.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Montagesystems; und
2 eine Skizze zur Veranschaulichung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es in dem Montagesystem gemäß 1 durchgeführt werden kann.

Exemplary embodiments of the invention are described below. For this shows:

1 a schematic representation of an embodiment of the mounting system according to the invention; and
2 a sketch to illustrate an embodiment of the method according to the invention, as in the assembly system according to 1 can be carried out.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that each also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is also intended to encompass combinations of the features of the embodiments other than those illustrated. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols designate elements with the same function.

1 zeigt ein Produktionssystem oder Montagesystem 10, in welchem als einzelne Module Montagestationen 11 zum Durchführen eines jeweiligen Montageschrittes von Produkten 12 betrieben werden können. Die Produkte 12 können unterschiedlicher Art sein. Als Ausgangsmaterial können in einem Lager 13 Bauteile 14 gelagert sein, die einigen Montagestationen 11 als Ausgangswerkstücke zugeführt werden können, damit daraus teilmontierte Werkstücke 15 gefertigt werden, die dann jeweils zu einer weiteren Montagestation 11 verbracht werden können, wo sie weiterverarbeitet werden können, indem beispielsweise ein weiteres Bauteil 14 hinzugefügt wird und/oder eine Veränderung an dem Werkstück 15 vorgenommen wird (z.B. Stanzen oder Tiefziehen). 1 shows a production system or assembly system 10 in which assembly stations 11 for carrying out a respective assembly step of products 12 can be operated as individual modules. The products 12 can be of different types. As starting material, components 14 can be stored in a warehouse 13, which can be supplied to some assembly stations 11 as starting workpieces, so that partially assembled workpieces 15 can be manufactured from them, which can then be taken to a further assembly station 11, where they can be further processed, for example by another component 14 is added and/or a change is made to the workpiece 15 (eg stamping or deep drawing).

Zum Transportieren oder Verbringen der Bauteile 14 und/oder der teilmontierten Werkstücke 15 können in dem Montagesystem 10 fahrerlose Transportfahrzeuge FTF 16 vorgesehen sein, die zwischen dem Lager 13 und/oder den unterschiedlichen Montagestationen 11 fahren können. Es kann sich um schienenlose oder schienengebundene FTF handeln. Eine jeweilige Fahrt zum Transportieren eines Werkstückträgers, in welchem sich ein Bauteil 14 und/oder ein teilmontiertes Werkstück 15 befinden kann, wird durch einen Fahrauftrag 17 befohlen oder kommandiert, der durch ein Steuersystem 18 erzeugt werden kann. Das Steuersystem 18 kann hierzu Auftragsdatensätze 19 erzeugen, welche jeweils einen Fahrauftrag 17 für ein jeweiliges FTF 16 vorgeben. In an sich bekannter Weise kann ein aktueller Systemzustand 20 des Montagesystems 10 durch Zustandsdaten 21 beschrieben sein, die in an sich bekannter Weise in dem Montagesystem 10 erfasst werden können.In order to transport or transfer the components 14 and/or the partially assembled workpieces 15, driverless transport vehicles AGV 16 can be provided in the assembly system 10, which can drive between the warehouse 13 and/or the different assembly stations 11. It can be railless or rail-bound AGV. A respective travel for transporting a workpiece carrier, in which a component 14 and/or a partially assembled workpiece 15 can be located, is ordered or commanded by a travel order 17, which can be generated by a control system 18. For this purpose, the control system 18 can generate order data records 19 which each specify a driving order 17 for a respective AGV 16 . In a manner known per se, a current system state 20 of the assembly system 10 can be described by state data 21 which can be recorded in the assembly system 10 in a manner known per se.

Das Steuern der FTF 16 durch das Steuersystem 18 ermöglicht, dass ein Produktionsziel erreicht wird, das durch Produktionszieldaten 22 vorgegeben sein kann und eine Anzahl sowie eine Art der Produkte 12 beschreiben kann, die mittels des Montagesystems 10 erzeugt werden sollen. Hierbei kann da Steuersystem 18 in Bezug auf einen Durchsatz 23 (Durchsatzrate) an Produkten 12 optimiert oder konfiguriert sein. Das Steuersystem 18 kann hierzu eine Prozessorschaltung 24 aufweisen, durch welche ein selbstlernender Algorithmus betrieben werden kann, welcher mittels einer Zuordnungsvorschrift oder Zuordnungsregel die jeweiligen aktuellen Zustandsdaten 21 auf einen jeweiligen Auftragsdatensatz19 abbildet, um in aufeinanderfolgenden Zeitschritten die FTF 16 zu steuern. Die Zuordnungsregel kann als künstliches neuronales Netz realisiert sein.Controlling the AGV 16 by the control system 18 enables a production goal to be achieved, which may be specified by production goal data 22 and may describe a number and type of products 12 to be produced by the assembly system 10 . In this case, the control system 18 can be optimized or configured in relation to a throughput 23 (throughput rate) of products 12 . For this purpose, the control system 18 can have a processor circuit 24, through which a self-learning algorithm can be operated, which uses an assignment specification or assignment rule to map the respective current status data 21 to a respective order data record 19 in order to control the AGV 16 in successive time steps. The assignment rule can be implemented as an artificial neural network.

Die Prozessorschaltung 24 (oder eine weitere, andere Prozessorschaltung) kann eine Überwachungsvorrichtung 25 bereitstellen, durch welche überprüft wird, welchen Effizienzwert oder welchen Effizienzgrad 26 das Montagesystem 10 aktuell beim Erzeugen der Produkte 12 aufweist. Hierzu kann der Überwachungsvorrichtung 25 zumindest ein Kennwert 27 zugeführt werden, der beispielsweise Bestandteil der Zustandsdaten 21 sein kann. Zusätzlich oder alternativ dazu kann zumindest ein Kennwert 27 durch eine zusätzliche Sensorschaltung mit zumindest einem Sensor ermittelt werden. Der jeweilige Kennwert kann einen Messwert oder Beobachtungswert einer jeweiligen vorbestimmten Kenngröße, z.B. eine Anzahl von wartenden Werkstücken, angeben.The processor circuit 24 (or a further, different processor circuit) can provide a monitoring device 25 which checks which efficiency value or which degree of efficiency 26 the assembly system 10 currently has when producing the products 12 . For this purpose, the monitoring device 25 can be supplied with at least one characteristic value 27, which can be a component of the status data 21, for example. In addition or as an alternative to this, at least one characteristic value 27 can be determined by an additional sensor circuit with at least one sensor. The respective parameter can indicate a measured value or observation value of a respective predetermined parameter, e.g., a number of waiting workpieces.

Durch die Überwachungsvorrichtung 25 kann eine Anzeigetafel 28 angesteuert werden, welche den aktuellen Effizienzgrad 26 beispielsweise als Prozentwert E% in dem Montagesystem 10 anzeigen kann, sodass ein sich in dem Montagesystem 10 aufhaltender Operateur erkennen kann, bei welchem Effizienzgrad 26 das Montagesystem aktuell betrieben wird und/oder wie sich der Effizienzgrad 26 ändert, wenn der Operateur aktuell eine Veränderung an mindestens einer Montagestation 11 und/oder dem Steuersystem 18 und/oder dem Steuersystem vornimmt.A display panel 28 can be controlled by the monitoring device 25, which can display the current degree of efficiency 26, for example as a percentage E% in the assembly system 10, so that an operator present in the assembly system 10 can see at which degree of efficiency 26 the assembly system is currently being operated and /or how the degree of efficiency 26 changes when the operator is currently making a change to at least one assembly station 11 and/or the control system 18 and/or the control system.

2 veranschaulicht, wie durch die Überwachungsvorrichtung 25 aus dem wenigstens einen Kennwert 27 der aktuelle Wert des Effizienzgrads 26 berechnet werden kann. Zu jeder Kenngröße, die durch den jeweiligen Kennwert 27 quantifiziert oder beschrieben ist, kann in der Überwachungsvorrichtung 25 ein Bezugswert 30 gespeichert sein. Zur beispielhaften Veranschaulichung ist in 2 angegeben, dass drei Kennwerte K1, K2, K3 erfasst oder beobachtet werden und zu jedem dieser Kennwerte K1, K2, K3 ein zugehöriger Bezugswert B1, B2, B3 bereitgehalten oder gespeichert ist. Der jeweilige Bezugswert 30 kann in einem Initialzustand des Montagesystems 10 erfasst worden sein, also einem Kennwert 27 im Initialzustand des Montagesystems 10 entsprechen. Der Initialzustand kann sich ergeben, nachdem das Montagesystem initial oder anfänglich oder einmalig in einen Soll-Zustand gebracht worden ist, in welchem das Montagesystem 10 die Produkte 12 in der gewünschten oder angestrebten Effizienz erzeugt, z.B. mit einer vorgegebenen Durchsatzrate. Zu jedem aktuellen Kennwert 27 und dem zugehörigen Bezugswert 30 kann somit ein normierter Kennwert 31 als Division des Kennwerts durch den Bezugswert (im vorliegenden Beispiel: K1/B1, K2/B2, K3/B3) berechnet werden. Durch eine Multiplikation 32 der normierten Kennwerte 31 kann der Wert des Effizienzgrads 26 ebenfalls als Prozentwert berechnet werden, ohne dass eine aufwändige Umrechnung notwendig wäre. 2 illustrates how the current value of the degree of efficiency 26 can be calculated by the monitoring device 25 from the at least one characteristic value 27 . A reference value 30 can be stored in the monitoring device 25 for each parameter that is quantified or described by the respective parameter 27 . For example illustration is in 2 stated that three characteristic values K1, K2, K3 are recorded or observed and an associated reference value B1, B2, B3 is kept ready or stored for each of these characteristic values K1, K2, K3. The respective reference value 30 can have been recorded in an initial state of the assembly system 10, that is to say correspond to a characteristic value 27 in the initial state of the assembly system 10. The initial state can result after the assembly system has been initially or once brought into a target state in which the assembly system 10 produces the products 12 with the desired or targeted efficiency, for example with a predetermined throughput rate. A standardized characteristic value 31 can thus be calculated for each current characteristic value 27 and the associated reference value 30 by dividing the characteristic value by the reference value (in the present example: K1/B1, K2/B2, K3/B3). By multiplying 32 the normalized characteristic values 31, the value of the degree of efficiency 26 can also be calculated as a percentage without a complex conversion being necessary.

Für den Fall, dass der aktuelle Effizienzgrad 26 in einem vorbestimmten Werteintervall liegt, also z.B. unter einen vorgegebenen Grenzwert sinkt, kann ein Warnsignal 33 (siehe 1) ausgegeben oder erzeugt werden, in dessen Folge automatisiert eine Maßnahme zur Steigerung des Effizienzgrads 26 oder zum Rekonstruieren des initialen Effizienzgrads, wie er den Bezugswerten 30 entspricht, zu rekonstruieren oder wiederherzustellen. In Abhängigkeit davon, welcher normierte Kennwert 31 die größte Abweichung vom Wert 1 aufweist (größte Veränderung des Kennwerts 27), kann eine Maßnahme aus mehreren vorbereiteten Maßnahmen ausgewählt werden und/oder es kann lokalisiert werden, an welcher Stelle im Montagesystem 10, beispielsweise an welcher Montagestation, eine Veränderung vorzunehmen ist.In the event that the current degree of efficiency 26 is within a predetermined value interval, that is, for example, falls below a predetermined limit value, a warning signal 33 (see 1 ) are issued or generated, as a result of which an automated measure to increase the degree of efficiency 26 or to reconstruct the initial degree of efficiency, as it corresponds to the reference values 30, is to be reconstructed or restored. Depending on which normalized characteristic value 31 has the greatest deviation from the value 1 (greatest change in characteristic value 27), a measure can be selected from several prepared measures and/or it can be localized at which point in the assembly system 10, for example at which Assembly station to make a change.

Der jeweilige Kennwert kann für die in 2 veranschaulichte Berechnung (normierter Kennwert 31 und Multiplikation 32) in der Weise ausgedrückt werden, dass sich für den normierten Kennwert 31 ein Wert im Bereich von 1 bis 0 ergibt. Wird eine Dauer gemessen, die sich bei Verringerung der Effizienz in der Regel vergrößert, so kann anstelle der Dauer der inverse Werte 1/Dauer, das heißt der Durchsatz oder die Rate, als Kennwert und eine entsprechende Bezugsrate zugrunde gelegt werden, um entsprechende normierte Kennwerte zwischen 1 und 0 zu erhalten.The respective characteristic value can be used for the in 2 illustrated calculation (normalized characteristic value 31 and multiplication 32) can be expressed in such a way that the normalized characteristic value 31 has a value in the range from 1 to 0. If a duration is measured that usually increases with a reduction in efficiency, the inverse value 1/duration, i.e. the throughput or the rate, can be used as a characteristic value and a corresponding reference rate as a basis instead of the duration in order to corresponding standardized characteristic values between 1 and 0 to get.

Die Anzeigetafel 28 kann beispielsweise auf der Grundlage eines Monitors oder Bildschirms beruhen, beispielsweise einem TFT-Display (TFT - Thin Film Transistor) oder einer OLED-Display (OLED - Organic Light Emitting Diode), um nur Beispiele zu nennen.The display panel 28 may, for example, be based on a monitor or screen, such as a TFT display (TFT - Thin Film Transistor) or an OLED display (OLED - Organic Light Emitting Diode) just to name examples.

Die Idee besteht somit darin, bestimmte Verhaltensmuster des Systems auszuwählen und automatisch zu überwachen, so dass eine Früherkennung des Performanceverlustes möglich ist. Dazu können ausgewählte Transportzeiten von einer Station zur nächsten zählen, wenn sie für die Gesamtperformance wichtig sind oder auch Abholzeiten der Werkstücke an bestimmten Stationen oder auch die Anzahl manueller Eingriffe der Systembediener zur Korrektur des Systemverhaltens oder Wartezeiten der Fahrzeuge bei extremen Abweichungen vom vorberechneten Fahrplan. Diese Werte müssen anfangs über Erfahrung ermittelt werden. Es ist aber nicht zielführend, diese über den gesamten Lebenszyklus der Montage manuell zu überwachen. Daher werden diese Werte normiert und ihr Normalwert auf 100 % gesetzt. Dann werden alle diese Werte z.B. multipliziert und ergeben dann den Healthzustand/Gesundheitszustand des Montagesystems (insbesondere ein Effizienzgrad), der in der Montagehalle auf einer Anzeigetafel mit angezeigt wird und bei Unterschreitung eines Schwellwertes zu einer Warnung führt.So the idea is to select certain behavior patterns of the system and auto to be monitored automatically so that an early detection of the loss of performance is possible. This can include selected transport times from one station to the next if they are important for the overall performance, or pick-up times for the workpieces at certain stations, or the number of manual interventions by the system operator to correct the system behavior, or waiting times for the vehicles in the event of extreme deviations from the pre-calculated timetable. These values must initially be determined through experience. However, it is not expedient to monitor this manually over the entire life cycle of the assembly. Therefore, these values are normalized and their normal value is set to 100%. All of these values are then multiplied, for example, and then result in the state of health of the assembly system (in particular a degree of efficiency), which is also displayed on a display board in the assembly hall and leads to a warning if a threshold value is not reached.

Ein Vorteil besteht in einem rechtzeitigen Erkennen von Abweichungen in der Steuerung des Montagesystems.One advantage is the timely detection of deviations in the control of the assembly system.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des modularen Montagesystems, umfassend

- mehrere Montagestationen, welche zur Durchführung jeweiliger Montageschritte an einem jeweiligen Werkstück vorgesehen sind,
- mehrere fahrerlose Transportfahrzeuge, FTF, welche dafür vorgesehen sind, zu montierende Werkstücke zwischen den jeweiligen Montagestationen zur dortigen Durchführung von jeweiligen Montageschritten zu verfahren,
- ein Steuersystem, welches dafür konfiguriert ist, zukünftige Fahr-/ Routenpläne für die FTF bereitzustellen, wobei

Mittel vorhanden sind, kontinuierlich den Betrieb des modularen Montagesystems charakterisierende Kenngrößen zu erfassen, daraus wenigstens einen Kennwert für den Healthzustand des modularen Montagesystems für einen aktuellen Zeitraum zu ermitteln und im Falle eines Unterschreiten eines unteren Grenzwertes des Healthzustandes ein Warnsignal zu generieren.Particularly preferred is an embodiment of the modular assembly system comprising

- several assembly stations, which are provided for carrying out respective assembly steps on a respective workpiece,
- several driverless transport vehicles, AGVs, which are intended to move workpieces to be assembled between the respective assembly stations in order to carry out the respective assembly steps there,
- a control system configured to provide future travel/route plans for the AGV, where

Means are available to continuously record parameters characterizing the operation of the modular assembly system, to determine from this at least one parameter for the state of health of the modular assembly system for a current period of time and to generate a warning signal if the state of health falls below a lower limit value.

Bevorzugt ist die den Betrieb des modularen Montagesystems charakterisierende Kenngrößen wenigstens eine der folgenden Kenngrößen ist: unplanmäßige Wartezeit eines oder mehrerer FTF, Abholzeiten bestimmter Werkstücke an jeweiligen Montagestationen, Durchsatz an Werkstücken pro Zeiteinheit. Bevorzugt weist das Montagesystem eine Anzeigetafel für den ermittelten wenigstens einen Kennwert für den Healthzustand umfasst. Bevorzugt ist der wenigstens eine Kennwert für den Healthzustand auf einen Bezugswert normiert.The parameters characterizing the operation of the modular assembly system are preferably at least one of the following parameters: unscheduled waiting time of one or more AGVs, pick-up times for certain workpieces at the respective assembly stations, throughput of workpieces per time unit. The mounting system preferably includes a display panel for the determined at least one characteristic value for the state of health. The at least one parameter for the state of health is preferably normalized to a reference value.

Bevorzugt ist das Steuersystem dafür vorgesehen, im Falle eines Warnsignals bei der Bereitstellung zukünftiger Fahr-/ Routenpläne für die FTF der Unterschreitung des wenigstens einen Kennwert für den Healthzustand entgegenzuwirken.The control system is preferably provided to counteract the falling below of the at least one characteristic value for the state of health in the event of a warning signal when future timetables/route plans are made available for the AGV.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie ein Healthzustand (Gesundheitszustand / Effizienzgrad) eines modularen Montagesystems ermittelt werden kann.Overall, the examples show how a state of health (state of health / degree of efficiency) of a modular assembly system can be determined.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 2996006 B1 [0006]
DE 4406723 B4 [0007]

Claims

Modular assembly system (10), comprising - several assembly stations (11), which are provided for carrying out respective assembly steps on a respective workpiece (15), - several driverless transport vehicles, AGV (16), which are intended for workpieces (15) to be assembled to move between the respective assembly stations (11) to carry out the respective assembly step there, and - a control system (18) which is configured to provide timetables and/or route plans for the AGV (16), characterized in that a monitoring device ( 25) is provided and set up to record parameters that characterize the operation of the modular assembly system (10) at predetermined points in time, and from this at least one parameter (27) for a degree of efficiency (26) of the modular assembly system (10) for a current period to determine and from this to calculate the current degree of efficiency (26) and in the event that the calculated efficiency zgrad (26) falls below a lower limit value, to generate a warning signal (33), with a predetermined respective reference value (30) for the at least one characteristic value (27) being obtained in a predetermined initial state of the assembly system (10) and the monitoring device (25) is set up to determine the current degree of efficiency (26) taking into account the respective reference value (30).

Modular mounting system (10) according to claim 1 , characterized in that the parameters characterizing the operation of the modular assembly system (10) comprises at least one of the following parameters: an unscheduled waiting time of one or more AGVs (16) and/or one or more assembly stations (11); a pick-up time of specific workpieces (15) at at least one of the assembly stations (11); a respective throughput (23) of workpieces (15) per unit of time at at least one assembly station (11).

Modular assembly system (10) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a display panel (28) for the determined at least one characteristic value (27) for the degree of efficiency (26) and/or for the determined current degree of efficiency (26).

Modular assembly system (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring system is set up to standardize the at least one characteristic value (27) for determining the degree of efficiency (26) to the respective reference value (30).

Modular mounting system (10) according to claim 4 , wherein the monitoring device (25) is set up to determine and normalize a plurality of characteristic values (27) for the degree of efficiency (26) and to calculate the degree of efficiency (26) by multiplying the normalized characteristic values (31).

Modular assembly system (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control system (18) is set up to, in the case of the warning signal (33) when providing future timetables/route plans for the AGV (16) of falling below the limit value by means to counteract a predetermined measure.

Modular mounting system (10) according to claim 6 , wherein the assembly system (10) has a plurality of functionally identical assembly stations (11) for carrying out the same production step and includes the measure of changing at least one priority with which the respective functionally identical assembly stations (11) are to be supplied with workpieces (15).

Modular assembly system (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring system is set up to use the warning signal (33) and/or in addition to the warning signal (33) to issue a recommendation for action which depends on the at least one characteristic value (27 ) is selected.

Modular assembly system (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring device (25) is set up to operate an artificial neural network which receives the at least one characteristic value (27) and uses it to determine the degree of efficiency (26) and/ or monitors the degree of efficiency (26) for falling below the limit value.

Method for operating a modular assembly system (10), wherein - several assembly stations (11) carry out respective assembly steps on a respective workpiece (15), - several driverless transport vehicles, AGV (16), workpieces (15) to be assembled between the respective assembly stations (11 ) to carry out the respective assembly step there, and - a control system (18) provides timetables and/or route plans for the AGV (16), characterized in that a monitoring device (25) at predetermined times transmits parameters that determine the operation of the modular assembly system (10) characterize, detect; determined from this at least one parameter (27) for a degree of efficiency (26) of the modular assembly system (10) for a current period and from this the current degree of efficiency (26) is calculated and, if the calculated degree of efficiency (26) falls below a lower limit value, a warning signal (33) is generated, in a predetermined initial state of the assembly system (10) a predetermined respective reference value (30) for the at least a characteristic value (27) results and the monitoring device (25) determines the current degree of efficiency (26) taking into account the respective reference value (30).