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Die vorliegende Erfindung betrifft die Fertigung und Montage von elektrischen Leitungssätzen. Insbesondere betrifft die Erfindung Vorrichtungen, Verfahren und ein System zum Erstellen eines Datensatzes zur automatisierten Fertigung eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug und zur automatisierten Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug.
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Leitungssätze (auch als Kabelbäume bezeichnet) werden in zahlreichen Produkten und Industriezweigen zum Verbinden von elektrischen Komponenten eingesetzt, damit die elektrischen Komponenten beispielsweise mit Energie versorgt werden und/oder miteinander kommunizieren können. Insbesondre in der Fahrzeugtechnik werden in Kraftfahrzeugen, Flugzeugen, Zügen und dergleichen teils komplexe Leitungssätze als Komponenten von Bordnetzen verbaut. Solche Leitungssätze können eine hohe Komplexität, insbesondere zahlreiche Leitungen, Steckverbinder, Halteeinrichtungen zur Befestigung im Fahrzeug und dergleichen aufweisen.
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Bislang erfolgt die Fertigung und Montage von Leitungssätzen, wenn überhaupt, lediglich teilautomatisiert. Dies liegt insbesondere daran, dass bei unterschiedlichen Teilprozessen der Fertigung und der Montage unterschiedliche Daten notwendig seien können. Beispielsweise kommen Produkt-Daten wie beispielsweise 3D-Geometrie-Daten des Leitungssatzes und/oder der Leitungssatzkomponenten, Prozess-Daten wie beispielsweise Verarbeitungsschritte einer Leitung des Leitungssatzes und Ressourcen-Daten wie Informationen über Anlagen zur Erstellung und/oder Montage des Leitungssatzes zum Einsatz. Diese Daten werden oft noch manuell erzeugt und können nicht digital, nur unvollständig und/oder in unterschiedlichen Formaten bzw. Datenmodellen vorliegen, und werden daher bislang auch nicht genutzt, um die Fertigung und Montage eines Leitungssatzes zu automatisieren.
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Die Aufgabe besteht deshalb darin, eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein System zu realisieren, um auf effiziente Weise einen Datensatz zur im Wesentlichen automatisierten Fertigung und Montage eines Leitungssatz zu bestimmen und bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Figuren, der Beschreibung sowie der abhängigen Patentansprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Erstellen eines Datensatzes für eine Fertigungsanlage zur automatisierten Fertigung eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug und für eine Montageanlage zur automatisierten Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug. Der Leitungssatz umfasst eine Vielzahl von Leitungssatzkomponenten. Die Vielzahl von Leistungssatzkomponenten kann insbesondre eine Vielzahl von Steckverbindern, eine Vielzahl von elektrischen Leitungen zum Verbinden der Vielzahl von Steckverbindern, eine Vielzahl von Gehäuseaufnahmen und/oder eine Vielzahl von Halteeinrichtungen umfassen. Ein Steckverbinder kann beispielsweise ein elektrisches Kontaktteil aufweisen, das von einem, insbesondere aus Kunststoff gefertigten, Steckverbindergehäuse umgeben sein kann.
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Die Vorrichtung umfasst eine Prozessoreinrichtung, welche ausgebildet ist, den Datensatz auf der Grundlage von virtuellen 3D-Modellen der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes und einem virtuellen 3D-Modell des Leitungssatzes zu erstellen. Mit anderen Worten: die Prozessoreinrichtung ist ausgebildet, die virtuellen 3D-Modelle der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten und das virtuelle 3D-Modell des Leitungssatzes in einem einzigen Datensatz zu fusionieren.
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Die Vorrichtung umfasst ferner eine Kommunikationsschnittstelle, welche ausgebildet ist, den Datensatz der Fertigungsanlage, insbesondere einer Steuerungseinrichtung der Fertigungsanlage, und der Montageanlage, insbesondere einer Steuerungseinrichtung der Montageanlage, bereitzustellen.
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Der Datensatz umfasst erste Daten, welche derart ausgebildet sind, dass die Fertigungsanlage den Leitungssatz auf der Grundlage der ersten Daten automatisiert fertigt. Der Datensatz umfasst ferner zweite Daten, welche derart ausgebildet sind, dass die Montageanlage den Leitungssatz auf der Grundlage der zweiten Daten automatisiert in dem Fahrzeug montiert bzw. einbaut.
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Dadurch kann bewirkt werden, dass der Datensatz sowohl zur automatisierten Fertigung als auch zur automatisierten Montage des Leitungssatzes verwendet werden kann. Ferner kann der Leitungssatz über ein durchgängiges Datenmodell dargestellt werden und ein durchgängiger Informationsfluss sichergestellt werden. Somit lässt sich beispielsweise die Prozessqualität und Fertigungsqualität des Leitungssatzes effizient überwachen und optimieren.
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Zur automatisierten Herstellung des Leitungssatzes kann die Fertigungsanlage beispielsweise zumindest einen Automaten bzw. Roboter umfassen. Der zumindest eine Automat der Fertigungsanlage kann beispielsweise einen Bestückungsautomaten und/oder einen Wicklungsautomaten umfassen, welcher insbesondere durch die Steuerungseinrichtung der Fertigungsanlage gesteuert wird.
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Zur automatisierten Montage des Leitungssatzes kann die Montageanlage beispielsweise zumindest einen Automaten bzw. Montageroboter zur Montage, d.h. zum Einbauen des Leitungssatzes in dem Fahrzeug umfassen. Der zumindest eine Automat der Montageanlage kann insbesondere durch die Steuerungseinrichtung der Montageanlage gesteuert werden.
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Der Datensatz kann beispielsweise basierend auf Produktdaten und/oder Prozessdaten des Leitungssatzes generiert werden, welche beispielsweise von der Montageanlage, insbesondere der Steuerungseinrichtung der Montageanlage, an die Kommunikationsschnittstelle übermittelt werden können. Ferner kann der Datensatz beispielsweise basierend auf Ressourcendaten der Fertigungsanlage generiert werden, welche beispielsweise von der Fertigungsanlage, insbesondere der Steuerungseinrichtung der Fertigungsanlage, an die Kommunikationsschnittstelle übermittelt werden können.
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Die Produktdaten können beispielsweise Informationen über eine Gehäuseposition eines den herzustellenden Leitungssatz umgebenden Gehäuses umfassen, insbesondere eine 3D Geometrie. Die Produktdaten können ferner beispielsweise Informationen über Kammerbelegungen des herzustellenden Leitungssatzes umfassen. Kammern können Teil des Gehäuses sein, und vordefinierten Räumen entsprechen, die ein Kontaktteil und Leitungen des Leitungssatzes aufnehmen und festhalten.
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Die Prozessdaten können beispielsweise Informationen über Steckbreiten, Stecktiefen und Steckhöhen der zu steckenden Leitungen des Leitungssatzes umfassen. Ferner können die Prozessdaten beispielsweise Informationen über eine Gegenzugprüfung und/oder eine Verarbeitung des Leistungssatzes umfassen, insbesondere durch Schneid-, Crimp- und/oder Löt-Prozesse, welche von der Fertigungsanlage durchgeführt werden.
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Die Ressourcendaten können beispielsweise Informationen über unterstützte Bestückungspaletten, verfügbare Werkzeuge und Informationen über einen oder mehrere Automaten der Fertigungsanlage, insbesondere den Bestückungsautomaten und/oder einen Wicklungsautomaten, umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Prozessoreinrichtung ausgebildet, die zweiten Daten auf der Grundlage der ersten Daten zu erzeugen oder die zweiten Daten mit den ersten Daten semantisch zu verknüpfen. Die Prozessoreinrichtung kann ausgebildet sein, ein Ontologie-Modul zu implementieren, welches ausgebildet ist, die zweiten Daten auf der Grundlage der ersten Daten zu erzeugen oder die zweiten Daten mit den ersten Daten semantisch zu verknüpfen.
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Mittels des Ontologiemoduls kann eine semantische Verknüpfung, insbesondere eine Vernetzung, aller verschiedenen proprietären Datenmodelle von beispielsweise einzelnen Einheiten der Fertigungsanlage und/oder der Montageanlage eines Fahrzeugherstellers erfolgen. Damit wird ein durchgehender Austausch von Informationen zwischen allen proprietären Datenmodellen ermöglicht, ohne dass auf Systemebene einzelne Schnittstellen vorgesehen werden müssen. Die mit dem Ontologiemodul erzielte semantische Vernetzung ermöglicht vielmehr eine Abbildung der Datenmodelle in einem übergreifenden digitalen Modell, einen sogenannten digitalen Zwilling, mittels denen ohne zusätzlichen Hardwareaufwand auf Systemebene ein bidirektionaler harmonisierter Datenstrom zwischen allen Einheiten der Fertigungsanlage und allen Einheiten der Montageanlage ermöglicht wird. Hierbei können insbesondere völlig unterschiedliche proprietäre Datenmodelle aus den Bereichen Produktentwicklung, Fertigung und Montage vernetzt werden.
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Beispielsweise können in dem Ontologiemodul Ontologien bildende Klassenstrukturen vorgegeben sein, die hierarchisch oder in Verbänden strukturierte Klassen aufweisen, mittels derer eine semantische Vernetzung der proprietären Datenmodelle durchführbar ist.
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Vorteilhaft erfolgt die Klassifizierung mittels Metamodellen, die in Ontologie-Bibliotheken strukturiert sind. Mit diesen Ontologien ist vorteilhaft die semantische Vernetzung der proprietären Datenmodelle konfigurierbar. Damit kann ein flexibles Datenmapping aller proprietären Datenmodelle durchgeführt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform definieren die ersten Daten eine Referenzposition des Leitungssatzes und die Positionen und/oder Orientierungen der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten relativ zu der Referenzposition des Leitungssatzes.
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Gemäß einer Ausführungsform definieren die zweiten Daten eine Referenzposition des Fahrzeugs und die Position und/oder Orientierung des Leitungssatzes relativ zu der Referenzposition des Fahrzeugs.
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Dadurch kann die Montageanlage des Fahrzeugherstellers den Leitungssatz effizient in das Fahrzeug montieren, beispielsweise kann damit eine Kalibrierung eines Automaten der Montageanlage nicht mehr nötig sein.
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Gemäß einer Ausführungsform definieren die ersten Daten und/oder die zweiten Daten einen oder mehrere Prozessparameter der Fertigungsanlage und/oder der Montageanlage.
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Beispielsweise kann der eine oder die mehreren Prozessparameter Parameter für den Herstellungsprozess des Leitungssatzes durch den zumindest einen Automaten der Fertigungsanlage, insbesondere den Bestückungsautomaten und/oder den Wicklungsautomaten, umfassen. Beispielsweise kann der eine oder die mehreren Prozessparameter Parameter für den Montageprozess des Leitungssatzes durch den Automaten der Montageanlage umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet, den Datensatz der Fertigungsanlage und/oder der Montageanlage über ein Kommunikationsnetzwerk bereitzustellen oder den Datensatz auf einem tragbaren Datenträger abzuspeichern und den tragbaren Datenträger der Fertigungsanlage und/oder der Montageanlage bereitzustellen.
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Dadurch kann, je nach Anforderungen, der Datensatz besonders sicher und/oder besonders verzögerungsfrei an die Fertigungsanlage und/oder die Montageanlage übermittelt werden.
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Der tragbare Datenträger kann beispielsweise ein mechanisch-verriegelbarer Datenträger, insbesondere ein USB-Stick sein. Das Kommunikationsnetzwerk kann beispielsweise über einen Cloud-Server realisiert sein, welcher insbesondere eine Cloud-Anwendung implementiert.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein System zur Fertigung eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug und zur Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug. Das System umfasst eine Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt zur Erstellung eines Datensatzes, eine Fertigungsanlage zur automatisierten Fertigung eines Leitungssatzes auf der Grundlage des Datensatzes und eine Montageanlage zur automatisierten Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug.
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Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erstellen eines Datensatzes für eine Fertigungsanlage zur automatisierten Fertigung eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug und für eine Montageanlage zur automatisierten Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug, wobei der Leitungssatz eine Vielzahl von Leitungssatzkomponenten umfasst. Das Verfahren umfasst ein Erstellen des Datensatzes auf der Grundlage von virtuellen 3D-Modellen der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes und einem virtuellen 3D-Modell des Leitungssatzes und ein Bereitstellen des Datensatzes an die Fertigungsanlage und an die Montageanlage, wobei der Datensatz erste Daten umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass die Fertigungsanlage den Leitungssatz auf der Grundlage der ersten Daten automatisiert fertigt, und wobei der Datensatz zweite Daten umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass die Montageanlage den Leitungssatz auf der Grundlage der zweiten Daten automatisiert in dem Fahrzeug montiert bzw. einbaut.
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Die für den Gegenstand des ersten Aspekts genannten Ausführungsformen sind ebenfalls Ausführungsformen für den Gegenstand des zweiten Aspekts und des dritten Aspekts.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden beispielhaft anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigt:
- 1 in einem Blockschaubild ein System gemäß einer Ausführungsform zum Fertigen eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug und zur Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug;
- 2 schematisch einen beispielhaften Leitungssatz; und
- 3 in einem Flussdiagramm ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform zum Erstellen eines Datensatzes für eine Fertigungsanlage zur Fertigung eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug und für eine Montageanlage zur Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug.
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Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einem schematischen Blockschaubild ein System 100 zur Fertigung eines Leitungssatzes 140 für ein Fahrzeug 180, insbesondere einen PKW 180, und zur Montage des Leitungssatzes in dem Fahrzeug 180. Wie der Fachmann erkennen wird, müssen die nachfolgend beschriebenen Komponenten des Systems 100 nicht zwingend an einer gemeinsamen Fertigungsstätte zum Einsatz kommen, sondern können auch voneinander entfernt betrieben werden. Einige oder alle nachfolgend beschriebenen Komponenten des Systems 100 können untereinander oder mit einer zentralen Vorrichtung 110 über ein Kommunikationsnetzwerk 150 verbunden sein, um eine Kommunikation untereinander bzw. eine Kommunikation mit der zentralen Vorrichtung 110 zu ermöglichen. Die Vorrichtung 110 ist zum Erstellen eines Datensatzes 117 für eine Fertigungsanlage 120, 130 zur automatisierten Fertigung des Leitungssatzes 140 für das Fahrzeug 180 und für eine Montageanlage 160, 170 zur automatisierten Montage des Leitungssatzes 140 in dem Fahrzeug 180 ausgebildet. Das Kommunikationsnetzwerk 150 kann ein lokales Kommunikationsnetzwerk wie beispielsweise ein Unternehmensnetzwerk und/oder ein globales Kommunikationsnetzwerk wie beispielsweise das Internet umfassen. Die Fertigungsanlage 120, 130 ist zur automatisierten Fertigung des Leitungssatzes 140 auf der Grundlage des Datensatzes 117 ausgebildet und die Montageanlage 160, 170 ist zur automatisierten Montage des Leitungssatzes 140 in dem Fahrzeug 180 auf der Grundlage des Datensatzes 117 ausgebildet.
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In der 1 ist die Vorrichtung 110 dargestellt, welche mit einer Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130 und mit einer Steuerungseinrichtung 160 der Montageanlage 160, 170 eines Fahrzeugherstellers 190 (auch als OEM 190 bezeichnet) kommunizieren kann. Hierzu umfasst die Vorrichtung 110 eine Kommunikationsschnittstelle 113. Die Vorrichtung 110 umfasst ferner eine Prozessoreinrichtung 111 und kann einen nichtflüchtigen Speicher 115 umfassen. Der nichtflüchtige Speicher 115 kann ausgebildet sein, Daten und ausführbaren Programmcode zu speichern, der, wenn von der Prozessoreinrichtung 111 der Vorrichtung 110 ausgeführt, die Prozessoreinrichtung 111 veranlasst, die im Folgenden beschriebenen Funktionen, Operationen und Verfahren durchzuführen.
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Auch wenn dies in der 1 nicht dargestellt ist, können entsprechend auch die Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130 und die Steuerungseinrichtung 160 der Montageanlage 160, 170 zur Kommunikation Kommunikationsschnittstellen und zur Datenverarbeitung Prozessoren und Speicher aufweisen.
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Die Prozessoreinrichtung 111 der Vorrichtung 110 ist ausgebildet, den Datensatz 117 auf der Grundlage von virtuellen 3D-Modellen einer Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes 140 und einem virtuellen 3D-Modell des Leitungssatzes 140 zu erstellen. Mit anderen Worten: die Prozessoreinrichtung 111 ist ausgebildet, die virtuellen 3D-Modelle der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes 140 und das virtuelle 3D-Modell des Leitungssatzes 140 zu fusionieren. Wie in der 2 genauer dargestellt, kann die Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes 140 insbesondere eine Vielzahl von Steckverbindern 141a-c, 142a-c, eine Vielzahl von elektrischen Leitungen 143a-c zum Verbinden der Vielzahl von Steckverbindern 141a-c, 142a-c, eine Vielzahl von Gehäuseaufnahmen und/oder eine Vielzahl von Halteeinrichtungen 145a,b umfassen.
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Die Kommunikationsschnittstelle 113 der Vorrichtung 110 ist ausgebildet, den Datensatz 117 der Fertigungsanlage 120, 130, insbesondere der Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage, und der Montageanlage 160, 170, insbesondere der Steuerungseinrichtung 160 der Montageanlage, bereitzustellen.
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Der Datensatz 117 umfasst erste Daten, welche derart ausgebildet sind, dass die Fertigungsanlage 120, 130 den Leitungssatz 140 auf der Grundlage der ersten Daten automatisiert fertigt. Der Datensatz 117 umfasst ferner zweite Daten, welche derart ausgebildet sind, dass die Montageanlage 160, 170 den Leitungssatz 140 auf der Grundlage der zweiten Daten automatisiert in dem Fahrzeug 180 montiert bzw. einbaut.
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Der Datensatz 117 kann beispielsweise basierend auf Produktdaten und/oder Prozessdaten des Leitungssatzes 140 generiert werden, welche beispielsweise von der Montageanlage 160, 170, insbesondere der Steuerungseinrichtung 160 der Montageanlage 160, 170, an die Kommunikationsschnittstelle 113 übermittelt werden können. Ferner kann der Datensatz 117 beispielsweise basierend auf Ressourcendaten der Fertigungsanlage 120, 130 generiert werden, welche beispielsweise von der Fertigungsanlage 120, 130, insbesondere der Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130, an die Kommunikationsschnittstelle 113 übermittelt werden können.
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Die Produktdaten können beispielsweise Informationen über eine Gehäuseposition eines den herzustellenden Leitungssatz 140 umgebenden Gehäuses umfassen, insbesondere eine 3D Geometrie. Die Produktdaten können ferner beispielsweise Informationen über Kammerbelegungen des herzustellenden Leitungssatzes 140 umfassen. Kammern können Teil des Gehäuses sein, und vordefinierten Räumen entsprechen, die ein Kontaktteil und die elektrischen Leitungen 143a-c des Leitungssatzes 140 aufnehmen und festhalten.
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Die Prozessdaten können beispielsweise Informationen über Steckbreiten, Stecktiefen und Steckhöhen der zu steckenden elektrischen Leitungen 143a-c des Leitungssatzes 140 umfassen. Ferner können die Prozessdaten beispielsweise Informationen über eine Gegenzugprüfung und/oder eine Verarbeitung des Leistungssatzes 140 umfassen, insbesondere Schneid-, Crimp-, Löt- und/oder zusätzliche Wickel-Prozesse, welche von der Fertigungsanlage 120, 130 durchgeführt werden können.
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Die Prozessoreinrichtung 111, insbesondere ein von der Prozessoreinrichtung 111 implementiertes Ontologie-Modul, kann ausgebildet sein, die zweiten Daten auf der Grundlage der ersten Daten zu erzeugen oder die zweiten Daten mit den ersten Daten semantisch zu verknüpfen. Das Ontologiemodul kann insbesondere ferner ausgebildet sein, die zweiten Daten mit den ersten Daten semantisch zu vernetzen und/oder die Produktdaten, die Prozessdaten und die Ressourcendaten semantisch zu vernetzen.
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Mittels des Ontologiemoduls kann eine semantische Vernetzung aller verschiedenen proprietären Datenmodelle von beispielsweise einzelnen Einheiten der Fertigungsanlage 120, 130 und/oder der Montageanlage 160, 170 des Fahrzeugherstellers 190 erfolgen. Damit wird ein durchgehender Austausch von Informationen zwischen allen proprietären Datenmodellen ermöglicht, ohne dass auf Systemebene einzelne Schnittstellen vorgesehen werden müssen. Die mit dem Ontologiemodul erzielte semantische Vernetzung ermöglicht vielmehr eine Abbildung der Datenmodelle in einem übergreifenden digitalen Modell, einen sogenannten digitalen Zwilling, mittels denen ohne zusätzlichen Hardwareaufwand auf Systemebene ein bidirektionaler harmonisierter Datenstrom zwischen allen Einheiten der Fertigungsanlage 120, 130 und der Montageanlage 160, 170 des Fahrzeugherstellers 190 ermöglicht wird. Hierbei können insbesondere völlig unterschiedliche proprietäre Datenmodelle aus den Bereichen Produktentwicklung, Fertigung und Montage vernetzt werden.
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Beispielsweise können in dem Ontologiemodul Ontologien bildende Klassenstrukturen vorgegeben sein, die hierarchisch oder in Verbänden strukturierte Klassen aufweisen, mittels derer eine semantische Vernetzung der proprietären Datenmodelle durchführbar ist. Vorteilhaft erfolgt die Klassifizierung mittels Metamodellen, die in Ontologie-Bibliotheken strukturiert sind. Mit diesen Ontologien ist vorteilhaft die semantische Vernetzung der proprietären Datenmodelle konfigurierbar. Damit kann ein flexibles Datenmapping aller proprietären Datenmodelle durchgeführt werden. Weitere Details des Ontologiemoduls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform lassen sich der
DE 10 2019 128 104 A1 entnehmen, auf die hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.
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Die ersten Daten können eine Referenzposition des Leitungssatzes 140 und die Positionen und/oder Orientierungen der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten relativ zu der Referenzposition des Leitungssatzes 140 definieren. Ferner können die zweiten Daten eine Referenzposition des Fahrzeugs 180 und die Position und/oder Orientierung des Leitungssatzes 140 relativ zu der Referenzposition des Fahrzeugs 180 definieren. Ferner können die ersten Daten und/oder die zweiten Daten einen oder mehrere Prozessparameter der Fertigungsanlage 120, 130 und/oder der Montageanlage 160, 170 definieren.
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Die Kommunikationsschnittstelle 113 kann ausgebildet sein, den Datensatz 117 der Fertigungsanlage 120, 130 und/oder der Montageanlage 160, 170 über das Kommunikationsnetzwerk 150 bereitzustellen oder den Datensatz 117 auf einem tragbaren Datenträger abzuspeichern und den tragbaren Datenträger der Fertigungsanlage 120, 130 und/oder der Montageanlage 160, 170 bereitzustellen.
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Die Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130 kann ausgebildet sein, den Datensatz 117 zu empfangen und den zumindest einen Bestückungsautomaten 130 der Fertigungsanlage 120, 130 zu steuern. Die Fertigungsanlage 120, 130, insbesondere der zumindest eine Bestückungsautomat 130, kann ausgebildet sein, den Leitungssatz 140 auf der Grundlage des Datensatzes 117 zu fertigen. Neben der Steuerungseinrichtung 120 und dem Bestückungsautomaten 130 kann die Fertigungsanlage 120, 130 ferner einen Wicklungsautomaten umfassen, welcher den Leitungssatz 140 nach der Teilfertigung durch den Bestückungsautomaten 130 bandagiert.
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In einer Ausführungsform kann die Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130 ausgebildet sein, die Ressourcendaten an die Vorrichtung 110 zu übermitteln, welche beispielsweise Informationen über unterstützte Bestückungspaletten, verfügbare Werkzeuge und Informationen über den oder die Bestückungsautomaten 130 der Fertigungsanlage 120, 130 umfassen können.
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Die Steuerungseinrichtung 160 der Montageanlage 160, 170 des Fahrzeugherstellers 190 kann ausgebildet sein, eine Montage des Leitungssatzes 140 in einem Fahrzeug 180, insbesondere PKW 180, durch einen Automat bzw. Montageroboter 170 der Montageanlage 160, 170 basierend auf dem Datensatz 117 zu steuern.
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Die zentrale Vorrichtung 110 kann ausgebildet sein, basierend auf den Ressourcendaten von der Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130 sowie den Produktdaten und den Prozessdaten von der Steuerungseinrichtung 160 der Montageanlage 160, 170 die Fertigung des Leitungssatzes 140 zu steuern. Hierzu kann die zentrale Vorrichtung 110 ausgebildet sein, den Datensatz 117 an die Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130 zu übermitteln, welcher Fertigungsarbeitsschritte, beispielsweise ausführbaren Programmcode für den zumindest einen Bestückungsautomaten 130 der Fertigungsanlage 120, 130, und/oder Fertigungskomponenten definieren kann.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung 100, welche beispielsweise als ein Industrie-PC 100 ausgebildet sein kann, ferner eine in der 1 nicht dargestellte Anzeigevorrichtung umfassen. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise ausgebildet sein, die virtuellen 3D-Modelle der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes 140 und/oder das virtuellen 3D-Modell des Leitungssatzes 140 anzuzeigen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des basierend auf dem Datensatz 117 hergestellten Leitungssatzes 140. Der Datensatz 117 kann den Bestückungsautomaten 130 der Fertigungsanlage 120, 130 veranlassen oder einem Benutzer des Bestückungsautomaten 130 anweisen, zunächst auf der Bestückungspalette sogenannte Aufnahmevorrichtungen an definierte Positionen zu montieren und danach in die einzelnen Aufnahmevorrichtungen jeweils gleichartige oder verschiedene Steckverbinder 141a-c, 142a-c einzusetzen. Anschließend kann der Bestückungsautomat 130 ausgebildet sein, die elektrischen Leitungen 143a-c mit den Steckverbindern 141 a-c, 142a-c zu verbinden. Die Steckverbinder 141 a-c, 142a-c können eine der Anzahl von elektrischen Leitungen 143a-c entsprechende Anzahl oder eine davon abweichende Anzahl von Pins und/oder Kontaktteilen aufweisen.
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Ferner kann die Fertigungsanlage 120, 130 eine oder mehrere weitere Einheiten und/oder Vorrichtungen (nicht gezeigt) aufweisen, wie etwa beispielsweise eine Vorrichtung zum Schneiden der elektrischen Leitungen 143a-c, eine Vorrichtung zum Anbringen von elektrischen Kontaktteilen und/oder einen Crimp-Automaten. In einer weiteren Ausführungsform können diese weiteren Einheiten und/oder Vorrichtungen auch in den Bestückungsautomaten 130 integriert sein.
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Die mit den Steckverbindern 141 a-c, 142a-c verbundenen elektrischen Leitungen 143a-c können anschließend von der Bestückungspalette abgenommen und auf einem Baubrett (auch als Montagehilfe bezeichnet) insbesondere manuell oder auch automatisch ausgelegt werden. Anschließend können die elektrischen Leitungen 143a-c weiterbearbeitet werden. Dies kann ein zumindest abschnittsweises Umwickeln der elektrischen Leitungen 143a-c (auch als Bandagieren bezeichnet) mit einem Material durch den Wicklungsautomat umfassen, um mehrere elektrische Leitungen 143a-c zu bündeln.
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In einer weiteren Ausführungsform können die elektrischen Leitungen 143a-c alternativ und/oder zusätzlich auf der Bestückungspalette weiterbearbeitet werden, insbesondere zumindest abschnittsweises mit einem Material durch den Wicklungsautomat umwickelt bzw. bandagiert werden, um mehrere elektrische Leitungen 143a-c zu bündeln.
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Ferner können Halteeinrichtungen 145a-b an bestimmten Positionen der elektrischen Leitungen 143a-c angebracht werden. Die Halteeinrichtungen 145a-b können insbesondere unterschiedlich ausgestaltet sein, beispielsweise als Auflage für die elektrischen Leitungen 143a-c und/oder als Halter für die Steckverbinder 141 a-c, 142a-c. Auf diese Weise entsteht basierend auf dem Datensatz 117 ein Leitungssatz 140 mit einer definierten 3D-Struktur, der in das Fahrzeug 180 eingebaut werden kann.
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Die 3 zeigt in einem Flussdiagramm ein Verfahren 300 zum Erstellen des Datensatzes 117 für die Fertigungsanlage 120, 130 zur automatisierten Fertigung des Leitungssatzes 140 für das Fahrzeug 180 und für die Montageanlage 160, 170 zur automatisierten Montage des Leitungssatzes 140 in dem Fahrzeug 180.
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Das Verfahren 300 umfasst einen Schritt 301 des Erstellens des Datensatzes 117 auf der Grundlage von virtuellen 3D-Modellen der Vielzahl von Leitungssatzkomponenten des Leitungssatzes 140 und einem virtuellen 3D-Modell des Leitungssatzes 140.
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Das Verfahren 300 umfasst ferner einen Schritt 303 des Bereitstellens des Datensatzes 117 an die Fertigungsanlage 120, 130 und an die Montageanlage 160, 170, wobei der Datensatz 117 erste Daten umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass die Fertigungsanlage 120, 130 den Leitungssatz 140 auf der Grundlage der ersten Daten automatisiert fertigt, und wobei der Datensatz 117 zweite Daten umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass die Montageanlage 160, 170 den Leitungssatz 140 auf der Grundlage der zweiten Daten automatisiert in dem Fahrzeug 180 montiert bzw. einbaut.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- System
- 110
- Vorrichtung
- 111
- Prozessoreinrichtung der Vorrichtung
- 113
- Kommunikationsschnittstelle der Vorrichtung
- 115
- Speicher der Vorrichtung
- 117
- Datensatz
- 120, 130
- Fertigungsanlage
- 120
- Steuerungseinrichtung der Fertigungsanlage
- 130
- Bestückungsautomat
- 140
- Leitungssatz
- 141a-c, 142a-c
- Steckverbinder
- 143a-c
- Elektrische Leitungen
- 145a-b
- Halteeinrichtung
- 150
- Kommunikationsnetzwerk
- 160, 170
- Montageanlage
- 160
- Steuerungseinrichtung der Montageanlage
- 170
- Montageroboter
- 180
- Fahrzeug
- 190
- Fahrzeughersteller
- 300
- Verfahren zum Bestimmen einer Fertigungskonfiguration
- 301
- Erster Verfahrensschritt des Verfahrens
- 303
- Zweiter Verfahrensschritt des Verfahrens
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019128104 A1 [0045]
