DE202017004902U1

DE202017004902U1 - Datentechnische Vorrichtung zur Organisation von Arbeitsabläufen bei dem die Zusammenarbeit von Menschen und Maschinen bei optimaler Schutzwirkung der beteiligten Menschen intralogistisch gesteuert wird

Info

Publication number: DE202017004902U1
Application number: DE202017004902.3U
Authority: DE
Original assignee: Grenzebach Maschinenbau GmbH
Current assignee: Grenzebach Maschinenbau GmbH
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2017-10-11
Anticipated expiration: 2027-09-21

Abstract

Datentechnisches System zur Organisation von Arbeitsabläufen bei dem die Zusammenarbeit von Menschen und Maschinen bei optimaler Schutzwirkung der beteiligten Menschen intralogistisch gesteuert wird, mit den folgenden Merkmalen: a) ein intralogistisch relevanter Arbeitsbereich ist in Produktions- oder Lagerbereiche (1) unterteilt die mittels Transportbereiche (7) für die am Arbeitsvorgang beteiligten Menschen und Maschinen ohne Hindernisse zugänglich sind, wobei die Transportbereiche (7) mittels zweckmäßig verteilten Funk-Teilnehmern als Sender und Empfänger (6) lückenlos datentechnisch erreichbar sind und ein intralogistisches Prozessmanger-System die übergeordnete Steuerung übernimmt, b) für die Abwicklung der anfallenden Transportaufgaben sind zahlreiche FTS (fahrerlose Transportsysteme) verschiedener Ausgestaltungen und Hersteller-eigenen Steuerungs-Untersysteme neben Transportdrohnen (9) einsetzbar, c) für die Ausführung anfallender Arbeiten werden neben, mit Funkgeräten ausgestatteten, Personen (2) Roboter verschiedener Ausgestaltungen und Hersteller-eigenen Steuerungs-Untersysteme eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Datentechnische Vorrichtung zur Organisation von Arbeitsabläufen bei dem die Zusammenarbeit von Menschen und Maschinen bei optimaler Schutzwirkung der beteiligten Menschen intralogistisch gesteuert wird und ein Verfahren zu dessen Installation.
Seit den Anfängen des Einsatzes von mechanischen Hilfsmitteln zur Erleichterung der menschlichen Arbeit mit dem Einsatz von fremder Energie ist es ein zunehmend wichtiges Problem bei dem Einsatz der genutzten Fremdenergie die Sicherheit der am Produktionsprozess beteiligten Menschen nicht zu gefährden. Seit jedoch die Anwendung der elektronischen Datenverarbeitung während der Produktion von mechanischen Bauteilen oder bei der Organisation von Ereignissen immer mehr in den Vordergrund rückt sind die sicherheitstechnischen Anforderungen in Bezug auf die menschliche Beteiligung zunehmend in den Bereich der Gefährdung menschlicher Unversehrtheit gerückt. Dies wird zum Beispiel durch den kriegstechnischen Einsatz von Drohnen oder den zivilen Einsatz von Assistenzsystemen bei der Steuerung von Autos und deren Anfälligkeit bei der Auswertung von Umwelteinflüssen deutlich.
Zum Stand der Technik wird aus der Patentliteratur auf das Dokument DE 10 2015 010 402 A1 verwiesen, das das Betreiben eines fahrerlosen Transportfahrzeugs betrifft. Diesem Dokument liegt die Zielsetzung zugrunde, die Effizienz eines fahrerlosen Transportsystems zu steigern. Im Patentanspruch 1 dieses Dokuments wird ein Verfahren zum Betreiben eines ersten fahrerlosen Transportfahrzeugs (FTF1) und zweiten fahrerlosen Transportfahrzeugs (FTF2) beansprucht bei dem das Anfordern eines Auftrags (A1) von einer Datenbasis durch das erste fahrerlose Transportfahrzeug (FTF1) und das Übertragen des Auftrags von der Datenbasis zu dem ersten fahrerlosen Transportfahrzeug (FTF1) erfolgt, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Erfassen eines Ereignisses. das für das erste fahrerlose Transportfahrzeug (FTF1) eine höhere Priorität hat als der Auftrag (A1), durch das erste fahrerlose Transportfahrzeug (FTF1) und Übertragen des Auftrags (A1) an das zweite fahrerlose Transportfahrzeug (FTF2) in Abhängigkeit von dem Erfassen des Ereignisses erfolgt.
Aus dem Dokument DE 10 2007 026 399 B3 ist ein zonenorientiertes Sicherheitskonzept für unabhängige Transportsysteme bekannt, dem die Zielsetzung zugrunde liegt, ein Sicherheitskonzept anzugeben, das zonenorientiert arbeitet und nicht kostspielig ist. Im Patentanspruch 1 wird hierzu ein Verfahren zum selektiven Stillsetzen von führerlosen Transportsystemen (6) innerhalb eines von einer Vielzahl führerlosen Transportsystemen (6) befahrenen Bereichs (2) mit einer Vielzahl von Produktionsstätten (8) und/oder Bearbeitungseinheiten (10) bei einer Auslösung wenigstens eines von mehreren in diesem Bereich (2) angeordneten NOT-AUS-Schaltern (12) beansprucht, mit folgenden Verfahrensschritten:

a) sicherheitsgerichtete Übermittlung der Betätigung eines NOT-AUS-Schalters (12) und einer Information eines zugehörigen Schutzraums (14) an alle den Bereich (2) befahrenden führerlosen Transportsysteme (6),
b) transportsystemautarke Bestimmung jeweils einer Position eines jeden führerlosen Transportsystems (6) innerhalb eines Bereichs (2),
c) transportsystembezogener Vergleich seiner bestimmten Position mit einem zum betätigten NOT-AUS-Schalter (12) gehörenden Schutzraum (14), und
d) autarkes Stillsetzen eines führerlosen Transportsystems (6), dessen Positionsbestimmung in den zum betätigten NOT-AUS-Schalter (12) gehörenden Schutzraum (14) fällt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit der die Möglichkeit geschaffen wird ein datentechnisches System zur Organisation von Arbeitsabläufen zu schaffen bei dem die Zusammenarbeit von Menschen und Maschinen bei optimaler Schutzwirkung der beteiligten Menschen intralogistisch gesteuert wird.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen im Patentanspruch 1 und dem Verfahren gemäß dem Patentanspruch 6.
Die Erfindung wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen im Einzelnen:
1: eine Übersicht über den Einflussbereich eines intralogistischen Prozessbereichs
2: Einzelheiten eines intralogistischen Prozessbereichs
3: Interaktionen eines intralogistischen Prozessbereichs
4: Beispielhafter Arbeitsbereich innerhalb eines intralogistischen Prozessbereichs
Die 1: zeigt eine Übersicht über den Einflussbereich eines intralogistischen Prozessbereichs. Als intralogistischer Arbeitsbereich können jede Art von Produktionsbereichen und/oder Lagerbereichen oder Kommissionsbereichen angesehen werden. So wird ein solcher Bereich in der 1 mit 1 bezeichnet. In einem solchen intralogistischen Arbeitsbereich können zum Beispiel unterschiedliche Personen 2 erscheinen die mit einem Funkgerät, z. B. ein WLan-Gerät ausgestattet sind, wobei hier jede Art von technischem Gerät infrage kommt, das mittels einer Funk-Verbindung datentechnisch mit dem Gesamtsystem verbunden ist. Weiter sind in der 1 so genannte FTS (fahrerlose Transportsysteme) gezeigt, die ebenfalls datentechnisch mit dem Gesamtsystem verbunden sind. Als weiteres Beispiel eines im intralogistischen Arbeitsbereich vorkommenden datentechnisch relevanten Teilnehmers ist mit 4 ein Elektro-Zug mit einem Fahrer bezeichnet. Auch autonom fahrende Gabelstapler 5 können in dem gezeigten intralogistischen Arbeitsbereich der 1 am Warenverkehr teilnehmen. Zum Betrieb der aufgezeigten Verkehrsteilnehmer sind beispielhaft vier verschiedene WLan-Sender 6 im Gesamtbild gezeigt. Zwischen verschiedenen Produktions- oder Lagerbereichen sind Transport-Gassen 7 für den Warenverkehr bzw. den Produktionsablauf erforderlich. Auch Gabelstapler 8 mit Fahrer sind im intralogistischen Gesamt-Netzwerk datentechnisch zu berücksichtigen. Darüber hinaus ist auch der Luftraum zu beachten in dem nicht nur für den Warenverkehr benötigte Transport-Drohnen 9 sondern auch Überwachungs-Drohnen 10 datentechnisch gezielt mit Informationen zu versorgen sind. Mit 11 ist in der 1 zudem ein FTS bezeichnet das einen Roboter trägt, wobei ein solches FTS von dem Prozess-Manager gesteuert wird.
Die Voraussetzung für das erfindungsgemäße datentechnische System ist die Lokalisierung aller beteiligten Menschen und Maschinen innerhalb der intralogistisch relevanten Arbeitsbereiche mittels der Signallaufzeiten von elektromagnetischen Wellen, wie zum Beispiel WLan. Die exakte Positionsbestimmung von Menschen und Maschinen deren Position noch nicht bekannt ist erfolgt dezentral und relativ anhand eines Berechnungs-Algorithmus in Relation zu Netz-Teilnehmern die ihrerseits ihre exakte Position bereits bestimmt haben.
Mit Hilfe der Nutzung der Position von einzelnen fahrerlosen Transportfahrzeugen aus deren eigenen Lokalisierungssystemen kann eine eigene Funkortung durchgeführt werden. Aus diesem Grund kann zum Beispiel auf, extra in der Halle vermessene, Access-Points, wie sonst benötigt, verzichtet werden. Zudem kann jeder Funkteilnehmer zum Beispiel eine Datenbrille dadurch seine Position bestimmen. Die Fahrer/innen von Flurförderfahrzeugen oder Fahrzeugen anderer fahrerlosen Transportsystemen können dann anhand dieser Funkteilnehmer im Bereich des oben beschriebenen Funknetzes lokalisiert werden. Dadurch können auch Zusatzinformationen erfasst werden.
Die 2: zeigt Einzelheiten eines intralogistischen Prozessbereichs. In dieser 2 ist als ein Teil des gesamten Systems 18 zur Waren-Wirtschaft und/oder Waren-Herstellung das intralogistische Manager-System 17 als zentrale Bezugsstelle zuerkennen. Im rechten Teil der 2 sind hier die Personen 2 mit einem Wlan-Gerät, der Elektro-Zug 4 mit Fahrer und der Gabelstapler 8 mit Fahrer gewissermaßen als menschliche Bestandteile des intralogistischen Manager-Systems 17 herausgezeichnet. Auf der linken Seite der 2 sind dagegen die Transportdrohnen 9, die Hersteller-eigenen FTS mit ihrem Untersystem A und die Hersteller-eignen FTS mit ihrem Untersystem B zeichnerisch organisatorisch zusammen gefasst. Hierbei sind im Untersystem A FTS 3 zum Transport und FTS 13 zum Transport von Montage-Plattformen und im Untersystem B FTS 3 zum Transport, autonom fahrende Gabelstapler 5 und FTS 12 mit einem Roboter die von einem Untersystem gesteuert sind, organisatorische zusammen gefasst. Die FTS 11 mit einem Roboter, die vom Prozess-Manager gesteuert sind, sind organisatorisch separat im intralogistischen Manager-System 17 behandelt, ebenso wie die Überwachungs-Drohnen 10. Eine selbsttätig bewegbare Montage-Plattform 14 kann selbsttätig mit den FTS 11, 12 und 13 und mit den Personen 2 die ein Wlan-Gerät besitzen in Datenverkehr treten. Besonders ist darauf geachtet, dass die Personen 2, die ein Wlan-Gerät besitzen, mit den FTS, die vom Prozess-Manager gesteuert werden und der selbsttätig bewegbaren Montage-Plattform 14 eine datentechnisch kurze Verbindung haben. Der gesamte Kooperations-Bereich zur Waren-Wirtschaft und zur Waren-Herstellung ist mit 19 bezeichnet. Die 3: zeigt Interaktionen eines intralogistischen Prozessbereichs. Mit 1 sind hier Produktions- und Lagerbereiche wie in der 1 bezeichnet, wobei diese Bereiche mittels Transport-Gassen 7 abgetrennt sind. In der oben links gezeigten Transportbereich 7 ist beispielhaft ein Elektro-Zug 4 mit einem Fahrer zu sehen wobei sich in unmittelbarer Nähe zwei Personen 2 mit einem Wlan-Gerät und ein FTS 3 zum Transport in unmittelbarer Nähe einer Überwachungs-Drohne 10 befinden. In dem nächsten Transportbereich 7 ist ein autonom fahrender Gabelstapler 5 gezeigt. In dem zuerst genannten Transportbereich 7 sind ferner zwei selbsttätig bewegbare Montage-Plattformen 14 neben einem FTS 11 und einem FTS 12 zu erkennen. Im Erfassungsbereich der genannten Transport-Gassen sind Orientierungs-Marker und Abgleich-Marker 20 für FTS und andere Funktionsträger wie Drohnen und Personen als Sicherheitsbackup verteilt dargestellt.
In der 4: ist ein beispielhafter Arbeitsbereich innerhalb eines intralogistischen Prozessbereichs gezeigt. Im Mittelpunkt der 4 ist ein menschlicher Arbeiter, eine Person 2 mit einem Wlan-Gerät, mit einer Datenbrille 27 mit Kamera zu sehen der an seinem Handgelenk einen Sensor 26 zur Messung des Haut-Widerstands 26 an seiner arbeitenden Hand trägt. Mit einem solchen Sensor 26 kann sofort erkannt werden, wenn der Arbeiter nervös wird, Unsicherheiten im Produktions-Prozess verursachen kann und deshalb möglichst bald ausgetauscht werden sollte. Am Boden des Arbeitsbereichs sind zwei hintereinander aufgefahrene FTS 3 neben einem FTS 12 mit einem Roboter, von einem Untersystem gesteuert, zu erkennen, wobei das FTS 12 mittels, der vom Laser-Scan-Sensors 21 generierten Daten z. B. Abstand, Geschwindigkeit, mit dem neben ihm aufgefahrenen FTS 3 kommuniziert wo bei die beiden FTS 3 jeweils selbsttätig bewegbare Montage-Plattformen 14 aufweisen. Der unmittelbar vor der Person 2 liegende Arbeitsbereich mit einem gezeigten Produkt 30 wird mittels eines Roboters 24 als Werkzeug-Assistent auf der linken Seite über einen Werkzeug-Wechsler 23, der sich aus einer Werkzeug-Bar 22 bedient, und einem Sensor 32 zur Überwachung der Menschen-Hände bedient. Auf der rechten Seite der Person 2 wird mittels eines Roboter-Assistenten 28 und einem Sensor 31 zur Überwachung von Greif-Funktionen der Produktions-Prozess überwacht. Beide Roboter 24 und 28 weisen in ihrem Arbeitsbereich jeweils einen Sensor 25 zur Erfassung von 360-Grad-Ansichten und einen Sensor 29 zur Überwachung von Greif-Funktionen auf.
Bezugszeichenliste

1: Produktions- oder Lagerbereiche
2: Person mit einem Funkgerät
3: FTS (fahrerloses Transportsystem, Fahrzeug) zum Transport
4: Elektro-Zug mit Fahrer
5: Autonom fahrender Gabelstapler
6: Sender und Empfänger (z. B. WLan-Gerät)
7: Transportbereiche (Gasse)
8: Gabelstapler mit Fahrer
9: Transport-Drohne
10: Überwachungs-Drohne
11: FTS mit einem Roboter, vom Prozess-Manager gesteuert
12: FTS mit einem Roboter, von einem Untersystem gesteuert
13: FTS zum Transport von Montage-Plattformen
14: selbsttätig bewegbare Montage-Plattform
15: Untersystem A (Hersteller-eigenes Steuersystem für FTS)
16: Untersystem B (Hersteller-eigenes Steuersystem für FTS)
17: Intralogistisches Manager-System
18: System zur Waren-Wirtschaft und Waren-Herstellung
19: Kooperations-Bereich der Transport- und Werkzeug-Medien
20: Orientierungs-Marker und Abgleich-Marker (z. B. für FTS)
21: Laser-Scan-Sensor
22: Werkzeug-Bar
23: Werkzeug-Wechsler
24: Roboter als Werkzeug-Assistent
25: Sensor zur Erfassung von 360-Grad-Ansichten
26: Sensor zur Messung des Haut-Widerstandes
27: Datenbrille mit Kamera
28: Roboter-Assistent zur Produkt-Fixierung und Produkt-Umladung
29: Sensor mit Laser-Scanner als Überwachung von Greif-Funktionen
30: Produkt
31: Sensor zur Überwachung von Greif-Funktionen
32: Sensor zur Überwachung von Menschen-Händen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015010402 A1 [0003]
DE 102007026399 B3 [0004]

Claims

Datentechnisches System zur Organisation von Arbeitsabläufen bei dem die Zusammenarbeit von Menschen und Maschinen bei optimaler Schutzwirkung der beteiligten Menschen intralogistisch gesteuert wird, mit den folgenden Merkmalen: a) ein intralogistisch relevanter Arbeitsbereich ist in Produktions- oder Lagerbereiche (1) unterteilt die mittels Transportbereiche (7) für die am Arbeitsvorgang beteiligten Menschen und Maschinen ohne Hindernisse zugänglich sind, wobei die Transportbereiche (7) mittels zweckmäßig verteilten Funk-Teilnehmern als Sender und Empfänger (6) lückenlos datentechnisch erreichbar sind und ein intralogistisches Prozessmanger-System die übergeordnete Steuerung übernimmt, b) für die Abwicklung der anfallenden Transportaufgaben sind zahlreiche FTS (fahrerlose Transportsysteme) verschiedener Ausgestaltungen und Hersteller-eigenen Steuerungs-Untersysteme neben Transportdrohnen (9) einsetzbar, c) für die Ausführung anfallender Arbeiten werden neben, mit Funkgeräten ausgestatteten, Personen (2) Roboter verschiedener Ausgestaltungen und Hersteller-eigenen Steuerungs-Untersysteme eingesetzt.
Datentechnisches System nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Nutzung der Position der einzelnen fahrerlosen Transportfahrzeuge aus deren eigenen Lokalisierungssystemen eine eigene Funkortung durchgeführt wird, wobei auf extra vermessene Access-Points verzichtet wird.
Datentechnisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der intralogistisch relevante Arbeitsbereich bei Bedarf zusätzlich zur Orientierung aller datentechnisch zu erreichenden Funktionsträger zweckmäßig verteilte Orientierungsmarker und Abgleichmarker 20 aufweist.
Datentechnisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass menschliche Arbeiter in ihrer Arbeit von einem Roboter (24) als Werkzeug-Assistent und/oder einem Roboter-Assistent (28) unterstützt werden.
Datentechnisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Roboter (24) und/oder ein Roboter-Assistent (28) jeweils einen Sensor (25) zur Erfassung von 360-Grad-Ansichten und einen Sensor (31) zur Erfassung von Greif ä Funktionen aufweisen.