EP4305499A1 - Verfahren zur steuerung von förderfahrzeugen und fördersystem - Google Patents

Verfahren zur steuerung von förderfahrzeugen und fördersystem

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Publication number
EP4305499A1
EP4305499A1 EP22713860.9A EP22713860A EP4305499A1 EP 4305499 A1 EP4305499 A1 EP 4305499A1 EP 22713860 A EP22713860 A EP 22713860A EP 4305499 A1 EP4305499 A1 EP 4305499A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conveying
conveyor
delivery
vehicles
order
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22713860.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefano BELL
Johannes BAYHA
Michael Lauer
Benny FRASCH
Marcus Schneider
Lazaros ZACHARIADIS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
Publication of EP4305499A1 publication Critical patent/EP4305499A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/60—Intended control result
    • G05D1/644—Optimisation of travel parameters, e.g. of energy consumption, journey time or distance
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4189—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the transport system
    • G05B19/41895—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the transport system using automatic guided vehicles [AGV]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D65/00—Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for
    • B62D65/02—Joining sub-units or components to, or positioning sub-units or components with respect to, body shell or other sub-units or components
    • B62D65/18—Transportation, conveyor or haulage systems specially adapted for motor vehicle or trailer assembly lines
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31274—Convey products, move equipment according to production plan in memory
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31277—Dispatching rules, shortest travel time or bidding based to reduce empty travel
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2101/00—Details of software or hardware architectures used for the control of position
    • G05D2101/10—Details of software or hardware architectures used for the control of position using artificial intelligence [AI] techniques
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D2107/00—Specific environments of the controlled vehicles
    • G05D2107/70—Industrial sites, e.g. warehouses or factories

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling conveyor vehicles and a conveyor system for conveying objects to be conveyed.
  • Conveyor systems with conveyor vehicles can be used in particular in production plants, for example in the manufacture of passenger cars.
  • the conveyor vehicles are used in particular to convey vehicle bodies within a treatment facility and/or assembly facility.
  • the conveyor system includes a large number of conveyor vehicles which are to transport a large number of objects to be conveyed
  • efficient control of the conveyor vehicles is essential in order to avoid congestion or other waiting times which can lead to production disruptions.
  • the conveyor vehicles can be guided along predefined routes, for example.
  • predefined routes can be problematic, particularly in the case of unexpected obstacles or other disturbances.
  • the present invention is based on the object of providing a method for controlling conveyor vehicles which enables energy-efficient and cost-efficient operation of a conveyor system.
  • this object is achieved by a method according to claim 1 .
  • a haulage order data set is thus preferably determined for controlling a haulage vehicle when the haulage order is being carried out.
  • the funding order data set preferably contains configuration data or is determined from configuration data or taking into account configuration data.
  • configuration data are in particular properties of the conveyor system and/or a higher-level production plant or a production plant comprising the conveyor system.
  • a haulage order data record contains the course of a haulage route and/or a speed profile and/or information about stops and/or other stopovers for carrying out the haulage order.
  • a determination of the subsidy order data record can in particular be a creation, a compilation and/or a calculation.
  • the subsidy order data record includes one or more subsidy order-specific and/or subsidy object-specific data and/or if one or more of these data are taken into account when determining the subsidy order data record.
  • one or more of the following data can be funding order-specific and/or funding object-specific data:
  • the data specific to the hauling order and/or to the hauling object are preferably independent of a current status of the hauling system, in particular the respective hauling vehicle, and/or the one or more, in particular all, stations.
  • further data specific to the funding order and/or specific to the funding object can be the following or include one or more of the following data: Designation of a station, in particular a work station, for example a production cell, treatment station, assembly station, etc.; work steps that can be carried out in the respective station, in particular treatment steps, production steps and/or assembly steps;
  • Time components of conveyor technology elements for example clock information of a clock conveyor, speeds of a continuous conveyor, etc.;
  • different conveying times and/or conveying durations between different stations can be determined on the basis of previous conveying runs, for example determined as an average value. From this, a funding period for further funding orders can preferably be determined, in particular specified.
  • the subsidy order data record includes one or more status data of the current and/or expected status of the conveyor system and/or one or more stations and/or that one or several of these status data are taken into account when determining the subsidy order data record.
  • provision can be made for one or more of the following data to be determined and/or taken into account as status data: current and/or expected capacity utilization of one or more conveyor vehicles; Current and/or expected capacity utilization of one or more conveyor line sections; current and/or expected utilization of one or more stations; Current disruption and/or maintenance-related route closures or station failures.
  • provision can be made for a current occupancy of individual stations and/or a remaining duration of a stay of a conveyed object located in the respective station to be determined as status data and taken into account when determining the conveyance order data record.
  • One or more or all of the status data is preferably determined on the basis of data that is provided by sensors and/or by transmission of current and/or expected operating parameters to one or more other conveyor vehicles and/or one or more stations.
  • a basic conveying route and/or a basic speed profile for carrying out the conveying order is first determined on the basis of one or more data specific to the conveying order and/or object to be conveyed.
  • an update and/or, if necessary, a correction of the basic course of the conveying route and/or the basic speed is preferably carried out made profile, in particular depending on status data of the current and / or expected status of the conveyor system and / or one or more stations to be approached.
  • a rough planning of the course of the conveying route and the speed profile can be carried out before the start of the execution of the conveying order.
  • detailed planning and/or corrections are then carried out in order to optimally adapt the funding to current circumstances and circumstances.
  • a modified conveying path and/or a modified speed profile are preferably obtained. Such updating and/or correction can be carried out in particular at one or more intermediate stations.
  • provision can be made for multiple updates and/or corrections to be made during the execution of a funding order, in particular before, during and/or after a stay at a station.
  • the delivery order data set is incomplete at the beginning of the execution of the delivery order and/or that initially at least one course of the delivery route and/or a speed profile for the complete execution of the delivery order are incomplete.
  • the conveying vehicle reaches a predetermined intermediate position, the course of the conveying route and/or the speed profile is then preferably determined in order to complete the same.
  • such a determination can be provided for completion at one or more intermediate positions.
  • a group of stations can then be defined as the probable destination or intermediate destination, with the course of the conveying route and/or the speed profile being updated or corrected at one or more intermediate positions, for example, in order to decide on the specific station to be approached. This can be provided in particular when it is not certain at the beginning of the delivery order which station of a group of stations is available at the time the group of stations is reached.
  • At least one local funding specification and/or at least one global funding specification is taken into account when determining the funding order data record.
  • a local delivery specification applies in particular to a sub-area of a delivery area of the delivery system and/or to a subset of the delivery vehicles.
  • a global funding specification preferably applies to the entire extraction area and/or to all extraction vehicles.
  • a local conveying specification applies only in a specified environment of a conveying vehicle.
  • funding specifications can be provided as local or global funding specifications: and/or
  • a currently selected global delivery specification preferably always applies to all delivery vehicles and/or all delivery orders during a specified period of time and/or until another global delivery specification is selected.
  • conveying speeds in particular are reduced and/or the shortest distances between specified stations are selected.
  • This funding requirement can be provided in particular when a maximum Conveying capacity and/or conveying speed of the conveying system does not have to be utilized due to a small number of conveying orders.
  • the curve speeds of the conveying vehicles are reduced and/or conveying routes with the largest possible curve radii are selected.
  • wear and/or the generation of abrasion can preferably be minimized in order to be able to operate the conveyor vehicles with extended maintenance intervals.
  • the speed profiles can be adapted as a function of a conveying weight, in particular the mass of the object to be conveyed in each case, with a higher mass in particular leading to a reduced speed in order to minimize wear on the vehicles.
  • the conveying speeds are maximized and/or the shortest conveying sections are selected.
  • a conveying capacity of the conveying system can be maximized.
  • the speeds of the conveyor vehicles are selected depending on the capacity utilization of the stations, so that the objects to be transported preferably arrive at the stations precisely when they become free or available for receiving and treating, producing and/or assembling the respective object to be transported (just in time funding).
  • self-optimization of the conveyor system in particular the control system and/or the conveyor vehicles, can also be provided, in particular using artificial intelligence.
  • Subsidy orders that have already been completed are then evaluated, in particular with regard to the duration of the subsidy, speed profiles and/or conveying routes, and used to optimize future subsidy orders.
  • Utilization optimization can be provided in particular to avoid congestion and/or to equalize the use of the conveying area.
  • an upper limit can be provided for certain conveyor track sections for a number of conveyor vehicles located therein or on it at a given point in time.
  • Equalization of the spatial distribution of the conveyor vehicles within the global conveyor area of the conveyor system is equalization of the spatial distribution of the conveyor vehicles within the global conveyor area of the conveyor system:
  • an equalization is preferably made with regard to the route utilization, with a larger number of conveyor routes preferably being provided in particular in areas with a higher volume of transport, in order to keep the route utilization of individual conveyor routes as uniform as possible.
  • a local funding specification and/or a global funding specification can be varied during a funding order.
  • This preferably triggers an update and/or correction of a conveying path and/or speed profile, in particular the basic conveying path and/or the basic speed profile or the modified conveying path and/or the modified speed profile.
  • the funding specification takes into account the, in particular at least partially variable or changing, qualifications of (work) stations with regard to their individual or special production possibilities, for example with regard to special colors, special assembly tools, availability in a shift, employees and/or knights, etc.).
  • the delivery specification takes into account and/or preferably enables the anticipatory reserving of (work) stations for workpieces.
  • this can mean that a station is already reserved for a workpiece arriving in the future, although this workpiece is not yet directly at the station.
  • Other, in particular indirect, workpieces are then preferably diverted to other stations.
  • the delivery specification preferably allows absolutely free flexibility of the delivery order. For example, it can be provided that stations and/or processes can be skipped. As an alternative or in addition to this, it can be provided that stations and/or processes can be run through repeatedly and/or again. Workpieces can preferably deviate from an original conveying sequence and/or receive individual or further or other or additional conveying specifications, for example in order to carry out and/or approach individual or further or other or additional processes, production steps or stations.
  • the funding requirement can be influenced or parameterized according to the individual requirement. For example, this can mean that the decision on the (funding) goal can be made at the start of funding, during funding or directly before/at the point of decision (e.g. at an intersection or fork) between the same or similar goals.
  • the delivery specification or the time of the decision preferably has no influence on the delivery behavior and preferably takes place seamlessly without stopping or interrupting the delivery flow.
  • conveyance specification always allows for the smallest possible individual process time per station or total throughput time through the process plant that is optimal for the workpiece. This can mean, for example, that the residence time of the workpiece in the factory can be kept as short as possible.
  • the delivery specification preferably excludes inefficient and unnecessary waiting times for a workpiece, since this preferably does not have to wait for the previously delivered workpiece (with a longer production time) as in line production.
  • the funding specification enables the station(s) to be utilized as efficiently as possible.
  • the conveyance order data record contains information about conveyance area sections of a conveyance area of the conveyance system that are to be kept free, or is determined taking such information into account.
  • the information about sections of the area to be kept free describes in particular a spatially and/or temporally limited conveyor corridor for exclusive use by one or more other conveyor vehicles.
  • the control system of the conveying system which in particular is superior to all conveying vehicles, is preferably used.
  • the conveyor vehicles thus preferably do not block each other, but rather the higher-level control system grants prioritization to individual conveyor vehicles depending on the order, in particular depending on a predetermined prioritization of the conveyance of the respective object to be conveyed.
  • the present invention also relates to a conveyor system for conveying objects to be conveyed.
  • the invention is based on the object of providing a conveyor system which enables energy-efficient and cost-efficient operation. According to the invention, this object is achieved by the independent device claim.
  • the conveyor system for conveying objects to be conveyed preferably comprises the following: a plurality of self-propelled and/or driverless conveyor vehicles for receiving one or more objects to be conveyed; a conveying area within which the conveying vehicles can be moved along conveying routes, in particular variable conveying routes; a control system for selecting and/or influencing the conveying routes and/or speeds of the conveying vehicles, the control system being designed and set up to carry out the method according to the invention.
  • the conveyor system according to the invention preferably has one or more features and/or advantages which are described in connection with the method according to the invention.
  • the conveyor vehicles preferably have control devices which are designed and set up in such a way that the method steps described can be carried out.
  • the conveyor system according to the invention is particularly suitable for use in a production plant for the production of vehicles, in particular passenger cars.
  • the present invention therefore also relates to a production plant for the production of vehicles, in particular passenger cars, the production plant comprising a conveyor system according to the invention.
  • the objects to be conveyed are in particular vehicle bodies, which can be fed to a number of stations, in particular processing stations and/or assembly stations, in particular one after the other by means of the conveying system.
  • the conveyor vehicles are in particular driverless industrial trucks, in particular so-called automated guided vehicles (AGV).
  • AGV automated guided vehicles
  • one or more conveyor vehicles are gantry cranes or each include one or more gantry cranes.
  • the conveyor vehicles are preferably floor-bound and/or can be moved on a floor by means of wheels.
  • the conveyor vehicles can in particular be used autonomously, in particular after a conveyor order data record has been transmitted to the respective conveyor vehicle.
  • the conveyor vehicles are electrically driven and for this purpose include in particular an energy store, for example a battery store and/or capacitor store, for driving the electric drive.
  • an energy store for example a battery store and/or capacitor store
  • an external energy supply can be provided for driving the electric drive, in particular for directly driving the electric drive, for example inductive or contact-based energy transmission from an external energy source to the respective conveyor vehicle.
  • a contact-bound energy transmission is in particular a wired energy transmission, an energy transmission by means of a sliding contact or another, a circuit-closing, touching energy transmission.
  • the electric drive can be supplied with electric energy directly by the external energy supply in order to drive the respective conveyor vehicle.
  • the electric drive can be indirectly supplied with electric energy by the external energy supply, in particular using an intermediate storage device, for example a battery storage and/or capacitor storage, in order to drive the respective conveyor vehicle.
  • the external transfer of energy can take place before and/or during and/or after the implementation of a delivery order and/or delivery process for delivering a delivery item.
  • electrical energy can be supplied to an energy storage device, for example a battery storage device and/or capacitor storage device, for later driving the electric drive by means of an external energy supply.
  • the external energy transmission takes place exclusively before and/or after the implementation of one or more conveying orders and/or conveying processes for conveying one or more conveying objects.
  • electrical energy can be supplied to an energy storage device, for example a battery storage device and/or capacitor storage device, exclusively before and/or after one or more treatment processes for treating one or more conveying objects by means of an external energy supply.
  • a continuous operation of the conveying system can preferably be implemented by means of a suitable supply of energy.
  • the control system of the conveyor system is in particular a fleet management system.
  • the control system is preferably used to monitor and/or manage not only the movements of the conveying vehicles, but also the movements of the objects to be conveyed.
  • control system serves to control the material flow, that is to say to control the conveyance of the objects to be conveyed.
  • control system regularly and/or continuously and/or permanently records and/or monitors information about the spatial and/or logical and/or logistical position and/or orientation of one or more, in particular all, conveyor vehicles.
  • sensor information from conveyor vehicle-based sensors and/or from conveyor vehicle-independent sensors and/or operating data from the conveyor vehicles can be used.
  • control system regularly and/or continuously and/or permanently records and/or information about the spatial and/or logical and/or logistical position and/or orientation of one or more, in particular all, conveyance objects be monitored.
  • sensor information from conveyor vehicle-based sensors and/or from conveyor vehicle-independent sensors and/or operating data from the conveyor vehicles can be used.
  • Optimal utilization of all resources is preferably achieved by means of the control system, with the conveying specifications preferably ensuring long-term stable and low-maintenance operation of the conveying system.
  • the conveyor vehicles in particular the industrial trucks (AGVs)
  • AGVs industrial trucks
  • the conveyor vehicles line up in one or more queues in an organized and/or structured manner after the completion of a funding requirement. Provision is preferably made for the conveyor vehicle at the front in the one or more queues and/or the conveyor vehicle with the most effective/shortest distance for the next/latest conveyance specification to travel from the queue to the workpiece to be transported.
  • the conveyor vehicles can preferably each be assigned to one or more queues, in particular to a fixed queue or to different queues.
  • a size or length of the queue can preferably be designed individually.
  • one or more of the following features and/or advantages can preferably be provided:
  • the conveyor vehicles preferably leave the queue and are commanded and/or driven to their energy charging stations via optimized and/or the shortest possible routes.
  • Conveyor vehicles that are not in the queue are preferably also commanded and/or driven to the nearest energy charging stations and remain there.
  • the selection of the respective energy charging station for the respective conveyor vehicle is preferably based on availability and/or occupancy status and is preferably determined anew and/or individually at each end of production.
  • the conveying vehicles preferably remain on their energy charging stations until before the start of production, in order not to suffer a failure due to a lack of energy.
  • the conveyor vehicles preferably leave their energy charging stations in good time before the start of production in order to join the queue again and/or to link up with a process flow.
  • the production can preferably be started without loss of time, in particular there are preferably no waiting, non-productive or lost times.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a production plant with a
  • Conveyor system for conveying objects to be conveyed.
  • a production plant shown schematically in FIG. 1 and denoted as a whole by 100 is used, for example, to manufacture workpieces, for example motor vehicles.
  • the production plant 100 comprises a plurality of stations 102 for carrying out treatment steps, production steps and/or assembly steps.
  • the stations 102 are arranged and/or constructed independently of one another, but are connected to one another by means of a conveyor system 104 in such a way that objects to be conveyed, for example vehicle bodies, can be fed to the stations 102 in varying sequences.
  • the conveyor system 104 comprises, in particular, a plurality of conveyor vehicles 106, for example driverless industrial trucks, which can be moved freely as ground-based vehicles on a floor, in particular a hall floor.
  • conveyor vehicles 106 for example driverless industrial trucks, which can be moved freely as ground-based vehicles on a floor, in particular a hall floor.
  • the conveyor vehicles 106 can thus in principle cover any route within a conveyor area 108 of the conveyor system 104 .
  • the conveying vehicles 106 can be assigned a conveying order for each conveying object to be conveyed.
  • control system 110 is shown several times in FIG.
  • control system 110 can on the one hand act on a conveyor vehicle 106 at a starting position 112 .
  • a delivery order data record is initially determined, which includes a basic course of the delivery route and a basic speed profile for carrying out the delivery order.
  • the conveyor vehicle 106 then moves along the specified conveyor route on a conveyor route 114 from the starting position 112 to, for example, one of two stations 102, which are designed, for example, as a production cell. After passing through several stations 102, the conveyor vehicle 106 finally arrives at an end position 113.
  • Processing, production or assembly then takes place in the respective station 102 .
  • An intermediate position 116 can be arranged between the starting position 112 and the stations 102 , at which position the conveyor vehicle 106 can also be acted on by the control system 110 .
  • control system 110 can be used to act on any conveyor vehicle 106, preferably wirelessly, at any point of the conveyor system 104.
  • the conveying order data record, in particular the basic conveying route profile and/or the basic speed profile, of the respective conveying vehicle 106 is only updated and/or corrected at certain intermediate positions 116 by means of the control system 110.
  • the control system 110 can be used at an intermediate position 116 to determine which station 102 of a group of identical stations 102 is approached by the respective conveyor vehicle 106, for example depending on a current occupancy of the stations 102 of the said group.
  • control system 110 can preferably also be used to affect respective conveyor vehicle 106, for example in order to determine the course of the conveyor route and depending on a current route utilization and/or station utilization /or to optimize the speed profile of the conveyor vehicle 106.
  • an alternative conveying line 114' can be selected as required, for example if a fault 118, for example an obstacle, has been detected in a conveying line section of the initially specified conveying line course, in particular the basic conveying line course .
  • the data for creating and/or updating and/or correcting the conveyor order data record are particularly important.
  • data specific to the delivery order and/or to the delivery object can be used, which are independent of the current status of the delivery system 104 .
  • status data of the current and/or expected status of the conveyor system 104 and/or one or more stations 102 are preferably used to optimize the conveyor order data record, in particular to optimize the course of the conveyor route and/or the speed profile.
  • provision can preferably be made for one or more delivery specifications to be taken into account when determining the delivery order data record and/or updating and/or correcting it.
  • these can be local conveying specifications which, for example, provide for a reduced cornering speed of the respective conveying vehicle 106 in certain conveying sections in order to minimize wear.
  • these can be global delivery specifications, in order to minimize the overall energy requirement of the delivery system 104, particularly when the delivery system 104 is not being fully utilized, by using reduced speeds of the delivery vehicles 106.

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Abstract

Um ein Verfahren zur Steuerung von Förderfahrzeugen eines Fördersystems bereitzustellen, welches einen energie- und kosteneffizienten Betrieb des Fördersystems ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen mehrerer Förderfahrzeuge des Fördersystems; Vorgeben eines Förderauftrags zum Fördern eines oder mehrerer Förderobjekte; Ermitteln eines Förderauftragsdatensatzes zur Steuerung eines Förderfahrzeugs bei der Durchführung des Förderauftrags; Durchführung des Förderauftrags.

Description

Verfahren zur Steuerung von Förderfahrzeugen und Fördersystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Förderfahrzeugen sowie ein Fördersystem zum Fördern von Förderobjekten.
Fördersysteme mit Förderfahrzeugen können insbesondere in Produktionsanlagen, beispielsweise bei der Herstellung von Personenkraftwagen, zum Einsatz kommen. Die Förderfahrzeuge dienen dabei insbesondere zur Förderung von Fahrzeugkarosserien innerhalb einer Behandlungsanlage und/oder Montageanlage.
Insbesondere dann, wenn das Fördersystem eine große Anzahl von Förderfahrzeugen umfasst, welche eine große Anzahl von Förderobjekten transportieren soll, ist eine effiziente Steuerung der Förderfahrzeuge unerlässlich, um Staubildung oder sonstige Wartezeiten, welche zu Produktionsstörungen führen können, zu vermeiden.
Die Förderfahrzeuge können dabei beispielsweise entlang vordefinierter Routen geführt werden. Insbesondere bei unerwarteten Hindernissen oder sonstigen Störungen können solche vordefinierten Routen jedoch problematisch sein.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung von Förderfahrzeugen bereitzustellen, welches einen energie- und kosteneffizienten Betrieb eines Fördersystems ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung von Förderfahrzeugen eines Fördersystems ist vorzugsweise Folgendes vorgesehen:
Bereitstellen mehrerer Förderfahrzeuge des Fördersystems; und/oder Vorgeben eines Förderauftrags zum Fördern eines oder mehrerer Förderobjekte; und/oder
Ermitteln eines Förderauftragsdatensatzes zur Steuerung eines Förderfahrzeugs bei der Durchführung des Förderauftrags; und/oder Durchführen des Förderauftrags. Vorzugsweise erfolgt somit die Ermittlung eines Förderauftragsdatensatzes zur Steuerung eines Förderfahrzeugs bei der Durchführung des Förderauftrags. Der Förderauftrags datensatz enthält dabei vorzugsweise Konfigurationsdaten oder wird aus Konfigurations daten oder unter Berücksichtigung von Konfigurationsdaten ermittelt. Konfigurationsdaten sind dabei insbesondere Eigenschaften des Fördersystems und/oder einer übergeord neten oder das Fördersystem umfassenden Produktionsanlage.
Beispielsweise enthält ein Förderauftragsdatensatz einen Förderstreckenverlauf und/oder ein Geschwindigkeitsprofil und/oder Informationen über Aufenthalte und/oder sonstige Zwischenstopps zur Durchführung des Förderauftrags.
Günstig kann es sein, wenn für jedes Förderfahrzeug und/oder für jeden Förderauftrag jeweils ein individueller Förderauftragsdatensatz ermittelt wird. Eine Ermittlung des Förderauftragsdatensatzes kann insbesondere eine Erstellung, eine Zusammenstellung und/oder eine Berechnung sein.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Förderauftragsdatensatz einzelne oder mehrere förder auftragsspezifische und/oder förderobjektspezifische Daten umfasst und/oder wenn einzelne oder mehrere dieser Daten bei der Ermittlung des Förderauftragsdatensatzes berücksichtigt werden. Insbesondere können einzelne oder mehrere der folgenden Daten förderauftragsspezifische und/oder förderobjektspezifische Daten sein:
Typ des zu fördernden Förderobjekts; und/oder räumliche Position und/oder Abfolge einer oder mehrerer Stationen, insbesondere Arbeitsstationen, bei der Förderung des Förderobjekts; und/oder voraussichtliche und/oder erforderliche Aufenthaltszeit des Förderobjekts und/oder des Förderfahrzeugs an einer jeweiligen Station.
Die förderauftragsspezifischen und/oder förderobjektspezifischen Daten sind vorzugs weise unabhängig von einem aktuellen Zustand des Fördersystems, insbesondere des jeweiligen Förderfahrzeugs, und/oder der einen oder der mehreren, insbesondere sämtlicher, Stationen. Beispielsweise können weitere förderauftragsspezifische und/oder förderobjektspezifische Daten Folgendes sein oder einzelne oder mehrere der folgenden Daten umfassen: Bezeichnung einer Station, insbesondere Arbeitsstation, beispielsweise Produktionszelle, Behandlungsstation, Montagestation, etc.; in der jeweiligen Station durchführbare Arbeitsschritte, insbesondere Behandlungsschritte, Produktionsschritte und/oder Montageschritte;
Zeitkomponenten von Fördertechnikelementen, beispielsweise Taktinformationen eines Taktförderers, Geschwindigkeiten eines kontinuierlichen Förderers, etc.;
Transferzeiten zur Übergabe eines oder mehrerer Förderobjekte an oder von einem Förderfahrzeug, insbesondere zu einer Station und/oder von einer Station weg; Produktionsschritte des zu produzierenden Förderobjekts oder Behandlungsschritte des zu behandelnden Förderobjekts oder Montageschritte des zu montierenden Förderobjekts.
Es kann vorgesehen sein, dass einzelne oder mehrere oder sämtliche der förderauftrags spezifischen und/oder förderobjektspezifischen Daten aus Erfahrungswerten und/oder Messwerten erledigter Förderaufträge und/oder Kalibrierfahrten ermittelt und/oder generiert werden.
Beispielsweise können verschiedene Förderzeiten und/oder Förderdauern zwischen verschiedenen Stationen auf der Basis von vorhergehenden Förderfahrten ermittelt werden, beispielsweise als Mittelwert festgestellt werden. Hieraus kann vorzugsweise eine Förderdauer für weitere Förderaufträge ermittelt, insbesondere vorgegeben, werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Förderauftragsdatensatz einzelne oder mehrere Zustandsdaten des aktuellen und/oder erwarteten Zustands des Fördersystems und/oder einer oder mehrerer Stationen umfasst und/oder dass einzelne oder mehrere dieser Zustandsdaten bei der Ermittlung des Förderauftragsdatensatzes berücksichtigt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass einzelne oder mehrere der folgenden Daten als Zustandsdaten ermittelt und/oder berücksichtigt werden: aktuelle und/oder erwartete Auslastung eines oder mehrerer Förderfahrzeuge; aktuelle und/oder erwartete Auslastung einzelner oder mehrerer Förder streckenabschnitte; aktuelle und/oder erwartete Auslastung einzelner oder mehrerer Stationen; aktuelle störungs- und/oder wartungsbedingte Streckensperrungen oder Stationsausfälle.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass als Zustandsdaten eine aktuelle Belegung einzelner Stationen und/oder eine verbleibende Restdauer eines Aufenthalts eines in der jeweiligen Station befindlichen Förderobjekts ermittelt und bei der Ermittlung des Förderauftragsdatensatzes berücksichtigt werden.
Einzelne oder mehrere oder sämtliche der Zustandsdaten werden vorzugsweise auf Basis von Daten ermittelt, welche mittels Sensoren und/oder durch Übertragung von aktuellen und/oder erwarteten Betriebsparametern einer oder mehrerer weiterer Förderfahrzeuge und/oder einer oder mehrerer Stationen bereitgestellt werden.
Günstig kann es sein, wenn zunächst auf der Basis einzelner oder mehrerer förder auftragsspezifischer und/oder förderobjektspezifischer Daten ein Basis-Förderstrecken- verlauf und/oder ein Basis-Geschwindigkeitsprofil zur Durchführung des Förderauftrags ermittelt werden. Bei Beginn der Durchführung des Förderauftrags und/oder während der Durchführung des Förderauftrags, insbesondere vor, während und/oder nach einem Aufenthalt an einer Station, wird vorzugsweise eine Aktualisierung und/oder bedarfsweise eine Korrektur des Basis-Förderstreckenverlaufs und/oder des Basis-Geschwindigkeits profils vorgenommen, insbesondere abhängig von Zustandsdaten des aktuellen und/oder erwarteten Zustands des Fördersystems und/oder einer oder mehrerer noch anzufahrender Stationen.
Gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann somit eine Grobplanung des Förderstrecken verlaufs und des Geschwindigkeitsprofils vor Start der Durchführung des Förderauftrags erfolgen. Während der Durchführung des Förderauftrags erfolgt dann insbesondere eine Feinplanung und/oder Korrektur zur optimalen Anpassung der Förderung an aktuelle Umstände und Gegebenheiten.
Durch die Aktualisierung und/oder durch die Korrektur des Basis-Förderstreckenverlaufs und/oder des Basis-Geschwindigkeitsprofils werden vorzugsweise ein modifizierter Förderstreckenverlauf und/oder ein modifiziertes Geschwindigkeitsprofil erhalten. Eine solche Aktualisierung und/oder Korrektur kann insbesondere an einer oder mehreren Zwischenstationen vorgenommen werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass während der Durchführung eines Förderauftrags mehrfach eine Aktualisierung und/oder Korrektur vorgenommen wird, insbesondere vor, während und/oder nach einem Aufenthalt an einer Station.
Es kann vorgesehen sein, dass der Förderauftragsdatensatz bei Beginn der Durchführung des Förderauftrags unvollständig ist und/oder dass zunächst mindestens ein Förder streckenverlauf und/oder ein Geschwindigkeitsprofil zur vollständigen Durchführung des Förderauftrags lückenhaft sind. Bei Erreichen einer vorgegebenen Zwischenposition des Förderfahrzeugs wird dann vorzugsweise eine Ermittlung des Förderstreckenverlaufs und/oder des Geschwindigkeitsprofils zur Vervollständigung desselben durchgeführt.
Beispielsweise kann eine solche Ermittlung zur Vervollständigung an einer oder mehreren Zwischenpositionen vorgesehen sein.
Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Förderauftrag generiert wird, ohne eine finale Station, beispielsweise Arbeitsstation oder Produktionszelle, zu ermitteln oder festzulegen. Es kann dann insbesondere eine Gruppe von Stationen als voraussichtliches Ziel oder Zwischenziel festgelegt werden, wobei beispielsweise an einer oder mehreren Zwischenpositionen eine Aktualisierung oder Korrektur des Förderstreckenverlaufs und/oder des Geschwindigkeitsprofils vorgenommen wird, um über die konkret anzufahrende Station zu entscheiden. Dies kann insbesondere dann vorgesehen sein, wenn zu Beginn des Förderauftrags noch nicht sicher feststeht, welche Station einer Gruppe von Stationen zum Zeitpunkt des Erreichens der Gruppe von Stationen verfügbar ist.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass beim Ermitteln des Förderauftragsdatensatzes mindestens eine lokale Fördervorgabe und/oder mindestens eine globale Fördervorgabe berücksichtigt wird.
Eine lokale Fördervorgabe gilt dabei insbesondere für einen Teilbereich eines Förderareals des Fördersystems und/oder für eine Teilmenge der Förderfahrzeuge. Eine globale Fördervorgabe gilt vorzugsweise für das gesamte Förderareal und/oder für sämtliche Förderfahrzeuge.
Ferner kann vorgesehen sein, dass eine lokale Fördervorgabe lediglich in einer vorgegebenen Umgebung eines Förderfahrzeugs gilt.
Als lokale oder globale Fördervorgabe können insbesondere einzelne oder mehrere der folgenden Fördervorgaben vorgesehen sein: und/oder
Minimierung des Energiebedarfs des Fördersystems; und/oder
Minimierung des Verschleißes des Fördersystems; und/oder
Maximierung der Fördergeschwindigkeit; und/oder
Optimierung der Produktionsauslastung; und/oder
Vergleichmäßigung der Förderstreckenauslastung; und/oder
Vergleichmäßigung der räumlichen Verteilung der Förderfahrzeuge innerhalb eines globalen Förderareals des Fördersystems.
Günstig kann es sein, wenn mehrere der vorstehend genannten Fördervorgaben nach Bedarf mittels eines Steuersystems des Fördersystems auswählbar sind.
Für das gesamte Fördersystem gilt zu einem beliebigen Zeitpunkt im Falle einer ausgewählten globalen Fördervorgabe vorzugsweise stets nur eine einzige globale Fördervorgabe.
Eine aktuell ausgewählte globale Fördervorgabe gilt vorzugsweise stets für sämtliche Förderfahrzeuge und/oder sämtliche Förderaufträge während eines vorgegebenen Zeitraums und/oder bis zu einer Auswahl einer anderen globalen Fördervorgabe.
Als Fördervorgabe können insbesondere die folgenden vorgesehen sein:
Minimierung des Energiebedarfs des Fördersystems:
Bei dieser Fördervorgabe werden insbesondere die Fördergeschwindigkeiten reduziert und/oder kürzeste Strecken zwischen vorgegebenen Stationen gewählt. Diese Fördervorgabe kann insbesondere dann vorgesehen sein, wenn eine maximale Förderkapazität und/oder Fördergeschwindigkeit des Fördersystems aufgrund einer geringen Anzahl an Förderaufträgen nicht ausgenutzt werden muss.
Minimierung des Verschleißes des Fördersystems:
Bei dieser Fördervorgabe werden insbesondere Kurvengeschwindigkeiten der Förderfahrzeuge reduziert und/oder Förderstrecken mit größtmöglichen Kurvenradien gewählt. Hierdurch kann vorzugsweise eine Abnutzung und/oder die Erzeugung von Abrieb minimiert werden, um die Förderfahrzeuge mit verlängerten Wartungsintervallen betreiben zu können. Ferner kann eine Anpassung der Geschwindigkeitsprofile abhängig von einem Fördergewicht, insbesondere der Masse des jeweils zu fördernden Förderobjekts, vorgesehen sein, wobei insbesondere eine höhere Masse zu einer reduzierten Geschwindigkeit führt, um den Verschleiß der Fahrzeuge zu minimieren.
Maximierung der Fördergeschwindigkeit:
Bei dieser Fördervorgabe werden die Fördergeschwindigkeiten maximiert und/oder die kürzesten Förderstrecken ausgewählt. Hierdurch kann eine Förderkapazität des Fördersystems maximiert werden.
Optimierung der Produktionsauslastung:
Bei dieser Fördervorgabe werden insbesondere die Geschwindigkeiten der Förderfahrzeuge abhängig von der Auslastung der Stationen gewählt, so dass die Förderobjekte vorzugsweise genau dann an den Stationen eintreffen, wenn diese zur Aufnahme und Behandlung, Produktion und/oder Montage des jeweiligen Förderobjekts frei oder verfügbar werden (just in time-Förderung). Für die Optimierung der Produktionsauslastung kann ferner eine Selbstoptimierung des Fördersystems, insbesondere des Steuersystems und/oder der Förderfahrzeuge, vorgesehen sein, insbesondere unter Nutzung von künstlicher Intelligenz. Bereits absolvierte Förderaufträge werden dann insbesondere hinsichtlich der Förderdauer, Geschwindigkeitsprofile und/oder Förderstrecken ausgewertet und zur Optimierung zukünftiger Förderaufträge genutzt.
Vergleichmäßigung der Förderstreckenauslastung:
Insbesondere zur Vermeidung von Staubildung und/oder zur Vergleichmäßigung der Förderarealnutzung kann eine Auslastungsoptimierung vorgesehen sein. Beispielsweise kann für bestimmte Förderstreckenabschnitte eine Obergrenze für eine zu einem vorgegebenen Zeitpunkt darin oder darauf befindliche Anzahl von Förderfahrzeugen vorgesehen sein.
Vergleichmäßigung der räumlichen Verteilung der Förderfahrzeuge innerhalb des globalen Förderareals des Fördersystems:
Auch bei dieser Fördervorgabe wird vorzugsweise eine Vergleichmäßigung mit Hinblick auf die Streckenauslastung vorgenommen, wobei insbesondere in Bereichen mit höherem Förderaufkommen vorzugsweise eine größere Anzahl von Förderstrecken vorgesehen ist, um die Streckenauslastung einzelner Förderstrecken möglichst gleichmäßig zu halten.
Vorteilhaft kann es sein, wenn eine lokale Fördervorgabe und/oder eine globale Fördervorgabe während eines Förderauftrags variierbar ist. Hierbei wird vorzugsweise eine Aktualisierung und/oder Korrektur eines Förderstreckenverlaufs und/oder Geschwindigkeitsprofils, insbesondere des Basis-Förderstreckenverlaufs und/oder des Basis-Geschwindigkeitsprofils oder des modifizierten Förderstreckenverlaufs und/oder des modifizierten Geschwindigkeitsprofils, ausgelöst.
Günstig kann es sein, wenn die Fördervorgabe die Priorisierung von Werkstücken berücksichtigt.
Ferner kann es günstig sein, wenn die Fördervorgabe die Priorisierung von (Arbeits-) Stationen berücksichtigt.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Fördervorgabe die, insbesondere zumindest teilweise auch variablen oder wechselnden, Befähigungen von (Arbeits-) Stationen bezüglich ihrer individuellen oder speziellen Fertigungsmöglichkeiten berücksichtigt, beispielsweise mit Hinblick auf Sonderfarben, Spezialmontagewerkzeuge, Verfügbarkeit in einer Schicht, Mitarbeiter und/oder Springer, etc.).
Die Fördervorgabe berücksichtigt und/oder ermöglicht vorzugsweise das vorausschauende Reservieren von (Arbeits-) Stationen für Werkstücke. Dies kann insbesondere bedeuten, dass für ein in Zukunft eintreffendes Werkstück bereits eine Station reserviert wird, obwohl dieses Werkstück noch nicht unmittelbar an der Station ist. Andere, insbesondere mittelbare, Werkstücke werden dann vorzugsweise auf andere Stationen umgeleitet.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Fördervorgabe individuelle Fertigungsanforderungen des Werkstücks berücksichtigt.
Die Fördervorgabe ermöglicht ferner vorzugsweise eine absolut freie Flexibilität der Förderreihenfolge. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass Stationen und/oder Prozesse übersprungen werden können. Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass Stationen und/oder Prozesse wiederholt und/oder erneut durchlaufen werden können. Werkstücke können vorzugsweise aus einer ursprünglichen Förderreihenfolge ausscheren und/oder individuelle oder weitere oder andere oder zusätzliche Fördervorgaben erhalten, beispielsweise um individuelle oder weitere oder andere oder zusätzliche Prozesse, Fertigungsschritte oder Stationen durchzuführen und/oder anzufahren.
Es kann vorgesehen sein, dass die Fördervorgabe entsprechend der individuellen Anforderung beeinflusst oder parametriert werden kann. Beispielsweise kann dies bedeuten, dass die Entscheidung des (Förder-) Ziels bei Förderbeginn, während der Förderung oder direkt vor/auf der Entscheidungsstelle (z.B. einer Kreuzung oder Gabelung) zwischen gleichen oder ähnlichen Zielen getroffen werden kann.
Die Fördervorgabe bzw. der Zeitpunkt der Entscheidung hat vorzugsweise keinen Einfluss auf das Förderverhalten und findet vorzugsweise nahtlos ohne Stopp oder Unterbrechung des Förderflusses statt.
Günstig kann es sein, wenn die Fördervorgabe eine immer zum Werkstück optimale, kleinstmögliche individuelle Prozesszeit pro Station bzw. Gesamtdurchlaufzeit durch die Prozessanlage ermöglicht. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass die Aufenthaltszeit des Werkstückes in der Fabrik so klein wie möglich gehalten werden kann.
Die Fördervorgabe schließt vorzugsweise ineffiziente und unnötige Wartezeiten eines Werkstückes aus, da dieses vorzugsweise nicht wie in einer Linienfertigung auf das voraus geförderte Werkstück (mit höherer Fertigungszeit) warten muss. Vorzugsweise ermöglicht die Fördervorgabe eine maximal effiziente Auslastung der Station(en).
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Förder auftragsdatensatz Informationen über freizuhaltende Förderarealabschnitte eines Förderareals des Fördersystems enthält oder unter Berücksichtigung derartiger Informationen ermittelt wird. Die Informationen über freizuhaltende Arealabschnitte beschreiben insbesondere einen räumlich und/oder zeitlich beschränkten Förderkorridor zur exklusiven Nutzung durch ein oder mehrere andere Förderfahrzeuge.
Günstig kann es sein, wenn nach Ermittlung eines Förderauftragsdatensatzes, insbeson dere nach Ermittlung und/oder Aktualisierung und/oder Korrektur eines Förderstrecken verlaufs und/oder eines Geschwindigkeitsprofils, ein oder mehrere räumlich und/oder zeitlich beschränkte Förderkorridore zur exklusiven Nutzung durch das Förderfahrzeug ausgewiesen werden, wobei diesbezügliche Informationen bei der Ermittlung von zukünftigen Förderauftragsdatensätzen für weitere Förderfahrzeuge verwendet oder berücksichtigt werden.
Bei der Ermittlung und/oder Berücksichtigung von Informationen über freizuhaltende Förderarealabschnitte und/oder Förderkorridore wird vorzugsweise das Steuersystem des Fördersystems, welches insbesondere sämtlichen Förderfahrzeugen übergeordnet ist, genutzt. Die Förderfahrzeuge blockieren sich damit vorzugsweise nicht gegenseitig, sondern vielmehr wird vorzugsweise durch das übergeordnete Steuersystem förder auftragsabhängig einzelnen Förderfahrzeugen eine Priorisierung eingeräumt, insbesondere abhängig von einer vorgegebenen Priorisierung der Förderung des jeweiligen Förderobjekts.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fördersystem zum Fördern von Förder objekten.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Fördersystem bereit zustellen, welches einen energie- und kosteneffizienten Betrieb ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den unabhängigen Vorrichtungsanspruch gelöst.
Das Fördersystem zum Fördern von Förderobjekten, insbesondere Fahrzeugkarosserien, umfasst vorzugsweise Folgendes: mehrere selbstfahrende und/oder fahrerlose Förderfahrzeuge zur Aufnahme von jeweils einem oder mehreren Förderobjekten; ein Förderareal, innerhalb dessen die Förderfahrzeuge längs Förderstrecken, insbesondere variabler Förderstrecken, verfahrbar sind; ein Steuersystem zur Auswahl und/oder Beeinflussung der Förderstrecken und/oder Geschwindigkeiten der Förderfahrzeuge, wobei das Steuersystem ausgebildet und eingerichtet ist, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
Das erfindungsgemäße Fördersystem weist vorzugsweise einzelne oder mehrere Merkmale und/oder Vorteile auf, welche im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind.
Insbesondere weisen vorzugsweise die Förderfahrzeuge Steuervorrichtungen auf, welche so ausgebildet und eingerichtet sind, dass die beschriebenen Verfahrensschritte durchführbar sind.
Das erfindungsgemäße Fördersystem eignet sich insbesondere zur Verwendung in einer Produktionsanlage zur Produktion von Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch eine Produktionsanlage zur Produktion von Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, wobei die Produktionsanlage ein erfindungsgemäßes Fördersystem umfasst. Die Förderobjekte sind dabei insbesondere Fahrzeugkarosserien, welche mittels des Fördersystems insbesondere nacheinander mehreren Stationen, insbesondere Bearbeitungsstationen und/oder Montagestationen, zuführbar sind.
Die Förderfahrzeuge sind insbesondere fahrerlose Flurförderfahrzeuge, insbesondere sogenannte automated guided vehicles (AGV). Alternativ oder ergänzend kann es vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Förderfahrzeuge Portalkräne sind oder jeweils einen oder mehrere Portalkräne umfassen.
Die Förderfahrzeuge sind vorzugsweise bodengebunden und/oder mittels Rädern auf einem Boden verfahrbar.
Die Förderfahrzeuge sind insbesondere autonom nutzbar, insbesondere nachdem ein Förderauftragsdatensatz an das jeweilige Förderfahrzeug übermittelt wurde.
Günstig kann es sein, wenn die Förderfahrzeuge elektrisch angetrieben sind und hierfür insbesondere einen Energiespeicher, beispielsweise einen Batteriespeicher und/oder Kondensatorspeicher, zum Antreiben des elektrischen Antriebs umfassen.
Alternativ oder ergänzend zu einem Energiespeicher kann eine externe Energie versorgung zum Antreiben des elektrischen Antriebs, insbesondere zum unmittelbaren Antreiben des elektrischen Antriebs, vorgesehen sein, beispielsweise eine induktive oder kontaktgebundene Energieübertragung von einer externen Energiequelle auf das jeweilige Förderfahrzeug. Eine kontaktgebundene Energieübertragung ist insbesondere eine kabelgebundene Energieübertragung, eine Energieübertragung mittels Schleif kontakts oder eine sonstige, einen Stromkreis schließende, berührende Energieüber tragung.
Es kann vorgesehen sein, dass der elektrische Antrieb unmittelbar durch die externe Energieversorgung mit elektrischer Energie versorgbar ist, um das jeweilige Förder fahrzeug anzutreiben.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der elektrische Antrieb mittelbar, insbesondere unter Nutzung einer Zwischenspeichervorrichtung, beispielsweise eines Batteriespeichers und/oder Kondensatorspeichers, durch die externe Energie versorgung mit elektrischer Energie versorgbar ist, um das jeweilige Förderfahrzeug anzutreiben. Die externe Energieübertragung kann vor und/oder während und/oder nach der Durch führung eines Förderauftrags und/oder Fördervorgangs zum Fördern eines Förderobjekts erfolgen. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn während eines Behandlungs vorgangs zur Behandlung eines Förderobjekts mittels einer externen Energieversorgung elektrische Energie zu einem Energiespeicher, beispielsweise einem Batteriespeicher und/oder Kondensatorspeicher, zum späteren Antreiben des elektrischen Antriebs zuführbar ist.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die externe Energieübertragung ausschließ lich vor und/oder nach der Durchführung eines oder mehrerer Förderaufträge und/oder Fördervorgänge zum Fördern eines oder mehrerer Förderobjekte erfolgt. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn ausschließlich vor und/oder nach einem oder mehreren Behandlungsvorgängen zur Behandlung eines oder mehrerer Förderobjekte mittels einer externen Energieversorgung elektrische Energie zu einem Energiespeicher, beispiels weise einem Batteriespeicher und/oder Kondensatorspeicher, zuführbar ist.
Durch geeignete Energiezuführung ist vorzugsweise ein kontinuierlicher Betrieb des Fördersystems realisierbar.
Das Steuersystem des Fördersystems ist insbesondere ein Flottenmanagementsystem.
Mittels des Steuersystems werden vorzugsweise nicht nur die Bewegungen der Förder fahrzeuge, sondern vielmehr auch die Bewegungen der Förderobjekte überwacht und/oder gemanagt.
Insbesondere dient das Steuersystem der Materialflusssteuerung, das heißt der Steuerung der Förderung der Förderobjekte.
Günstig kann es sein, wenn mittels des Steuersystems regelmäßig und/oder kontinuierlich und/oder permanent Informationen über die räumliche und/oder logische und/oder logistische Position und/oder Orientierung eines oder mehrerer, insbesondere sämtlicher, Förderfahrzeuge erfasst und/oder überwacht werden. Hierfür können beispielsweise Sensorinformationen von förderfahrzeugbasierten Sensoren und/oder von förderfahrzeugunabhängigen Sensoren und/oder Betriebsdaten der Förderfahrzeuge herangezogen werden. Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass mittels des Steuersystems regelmäßig und/oder kontinuierlich und/oder permanent Informationen über die räumliche und/oder logische und/oder logistische Position und/oder Orientierung eines oder mehrerer, insbesondere sämtlicher, Förderobjekte erfasst und/oder überwacht werden. Hierfür können beispielsweise Sensorinformationen von förderfahrzeugbasierten Sensoren und/oder von förderfahrzeugunabhängigen Sensoren und/oder Betriebsdaten der Förderfahrzeuge herangezogen werden.
Mittels des Steuersystems wird vorzugsweise eine optimale Auslastung sämtlicher Ressourcen erzielt, wobei durch die Fördervorgaben vorzugsweise ein langzeitstabiler und wartungsarmer Betrieb des Fördersystems gewährleistet wird.
Insbesondere mit Hinblick auf einen energie- und/oder kosteneffizienten Betrieb können vorzugsweise einzelne oder mehrere der folgenden Merkmale und/oder Vorteile vorgesehen sein:
Günstig kann es sein, wenn die Förderfahrzeuge, insbesondere die Flurförderfahrzeuge (AGVs), sich nach Abschluss einer Fördervorgabe organisiert und/oder strukturiert in einer oder mehreren Warteschlangen aufreihen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das in der einen oder den mehreren Warteschlangen vorderste Förderfahrzeug und/oder das Förderfahrzeug mit der effektivsten / kürzesten Distanz für die nächste / neueste Fördervorgabe von der Warteschlange zum zu transportierenden Werkstück fährt.
Verlässt ein Förderfahrzeug die Warteschlange, so rücken alle weiteren Förderfahrzeuge vorzugsweise in der Warteschlange auf.
Die Förderfahrzeuge können vorzugsweise jeweils einer oder mehreren Warteschlagen, insbesondere jeweils einer festen oder aber verschiedenen Warteschlangen, zugeordnet werden.
Günstig kann es sein, wenn die Förderfahrzeuge zwischen Warteschlangen flexibel ausgetauscht werden können.
Eine Größe oder Länge der Warteschlange kann vorzugsweise individuell gestaltet werden. Insbesondere mit Hinblick auf ein optimales Produktionsende und einen optimalen Produktionsstart können vorzugsweise einzelne oder mehrere der folgenden Merkmale und/oder Vorteile vorgesehen sein:
Bei Produktionsende verlassen die Förderfahrzeuge vorzugsweise die Warteschlange und werden über optimierte und/oder möglichst kurze Fahrstrecken zu Ihren Energielade stationen kommandiert und/oder gefahren.
Förderfahrzeuge, die sich nicht in der Warteschlange befinden, werden vorzugsweise ebenfalls zu den nächsten Energieladestationen kommandiert und/oder gefahren und verharren dort.
Die Auswahl der jeweiligen Energieladestation für das jeweilige Förderfahrzeug erfolgt vorzugsweise basierend auf Verfügbarkeit und/oder Belegt-Zustand und wird vorzugsweise bei jedem Produktionsende neu und/oder individuell ermittelt.
Die Förderfahrzeuge verbleiben vorzugsweise bis vor dem Produktionsstart auf ihren Energieladestationen, um keinen Ausfall aufgrund von Energiemangel zu erleiden. Rechtzeitig vor Produktionsstart verlassen die Förderfahrzeuge vorzugsweise ihre Energieladestationen, um sich erneut in der Warteschlange einzureihen und/oder um an einem Prozessfluss anzuknüpfen.
Die Produktion kann vorzugsweise ohne Zeitverlust gestartet werden, insbesondere entstehen vorzugsweise keine Warte-, Neben- oder Verlustzeiten.
Günstig kann es sein, wenn immer mindestens genau so viel oder mehr Energielade stationen vorgesehen sind, wie bzw. als Förderfahrzeuge vorhanden sind.
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
Zeichnerisch dargestellt ist in Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Produktionsanlage mit einem
Fördersystem zum Fördern von Förderobjekten.
Eine in Fig. 1 schematisch dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete Produktionsanlage dient beispielsweise der Herstellung von Werkstücken, beispielsweise Kraftfahrzeugen.
Die Produktionsanlage 100 umfasst hierfür mehrere Stationen 102 zur Durchführung von Behandlungsschritten, Produktionsschritten und/oder Montageschritten.
Die Stationen 102 sind unabhängig voneinander angeordnet und/oder aufgebaut, dabei jedoch mittels eines Fördersystems 104 derart miteinander verbunden, dass Förderobjekte, beispielsweise Fahrzeugkarosserien, in variierenden Reihenfolgen den Stationen 102 zuführbar sind.
Das Fördersystem 104 umfasst hierfür insbesondere mehrere Förderfahrzeuge 106, beispielsweise fahrerlose Flurförderfahrzeuge, welche als bodengebundene Fahrzeuge auf einem Boden, insbesondere Hallenboden, frei verfahrbar sind.
Die Förderfahrzeuge 106 können somit grundsätzlich beliebige Strecken innerhalb eines Förderareals 108 des Fördersystems 104 abfahren.
Mittels eines Steuersystems 110 des Fördersystems 104, welches insbesondere ein übergeordnetes Steuersystem 110 zur Steuerung sämtlicher Förderfahrzeuge 106 ist, kann den Förderfahrzeugen 106 für jedes zu fördernde Förderobjekt ein Förderauftrag zugeteilt werden.
Zur vereinfachten Darstellung ist das Steuersystem 110 in Fig. 1 mehrfach dargestellt, wobei die von dem Steuersystem 110 wegragenden Pfeile eine Einflussnahme auf das an der jeweiligen Stelle angeordnete Förderfahrzeug 106 andeuten.
Wie hierdurch beispielhaft gezeigt ist, kann mittels des Steuersystems 110 einerseits an einer Startposition 112 auf ein Förderfahrzeug 106 eingewirkt werden. Mittels des Steuersystems 110 wird dabei insbesondere zunächst ein Förder auftragsdatensatz ermittelt, welcher einen Basis-Förderstreckenverlauf und ein Basis- Geschwindigkeitsprofil zur Durchführung des Förderauftrags umfasst.
Das Förderfahrzeug 106 bewegt sich dann längs des vorgegebenen Förderstrecken verlaufs auf einer Förderstrecke 114 von der Startposition 112 zu beispielsweise einer von zwei Stationen 102, welche beispielsweise als Produktionszelle ausgebildet sind. Nach Durchlaufen mehrere Stationen 102 gelangt das Förderfahrzeug 106 schließlich zu einer Endposition 113.
In der jeweiligen Station 102 erfolgt dann eine Bearbeitung, Produktion oder Montage.
Zwischen der Startposition 112 und den Stationen 102 kann beispielsweise eine Zwischenposition 116 angeordnet sein, an welcher ebenfalls mittels des Steuersystems 110 auf das Förderfahrzeug 106 einwirkbar ist.
Grundsätzlich kann mittels des Steuersystems 110 vorzugsweise kabellos an jeder be liebigen Stelle des Fördersystems 104 auf jedes Förderfahrzeug 106 eingewirkt werden.
Für eine optimierte Steuerung ist hingegen vorgesehen, dass lediglich an bestimmten Zwischenpositionen 116 eine Aktualisierung und/oder Korrektur des Förderauftragsdatensatzes, insbesondere des Basis-Förderstreckenverlaufs und/oder des Basis-Geschwindigkeitsprofils, des jeweiligen Förderfahrzeugs 106 mittels des Steuersystems 110 erfolgt. Insbesondere kann an einer Zwischenposition 116 mittels des Steuersystems 110 festgelegt werden, welche Station 102 einer Gruppe von identischen Stationen 102 von dem jeweiligen Förderfahrzeug 106 angefahren wird, beispielsweise abhängig von einer aktuellen Belegung der Stationen 102 der genannten Gruppe.
In den Stationen 102 und/oder beim Verlassen der Stationen 102 sowie auch beim Eintreffen an einer jeweiligen Station 102 kann vorzugsweise ebenfalls mittels des Steuersystems 110 auf das jeweilige Förderfahrzeug 106 eingewirkt werden, beispielsweise um abhängig von einer aktuellen Streckenauslastung und/oder Stationsauslastung den Förderstreckenverlauf und/oder das Geschwindigkeitsprofil des Förderfahrzeugs 106 zu optimieren. Ferner kann, wie durch die gestrichelte Verbindung zwischen den beiden mittleren Stationen 102 in Fig. 1 angedeutet ist, nach Bedarf eine alternative Förderstrecke 114' gewählt werden, beispielsweise wenn in einem Förder streckenabschnitt des zunächst vorgegebenen Förderstreckenverlaufs, insbesondere des Basis-Förderstreckenverlaufs, eine Störung 118, beispielsweise ein Hindernis, festgestellt wurde.
Zur Optimierung des Betriebs des Fördersystems 104 sind insbesondere die Daten zur Erstellung und/oder Aktualisierung und/oder Korrektur des Förderauftragsdatensatzes entscheidend. Hierbei können insbesondere förderauftragsspezifische und/oder förderobjektspezifische Daten herangezogen werden, welche unabhängig vom aktuellen Zustand des Fördersystems 104 sind.
Ferner werden vorzugsweise Zustandsdaten des aktuellen und/oder erwarteten Zustands des Fördersystems 104 und/oder einer oder mehrerer Stationen 102 zur Optimierung des Förderauftragsdatensatzes, insbesondere zur Optimierung des Förderstreckenverlaufs und/oder des Geschwindigkeitsprofils herangezogen.
Als weitere Optimierung kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass beim Ermitteln des Förderauftragsdatensatzes und/oder bei der Aktualisierung und/oder Korrektur desselben eine oder mehrere Fördervorgaben berücksichtigt werden. Insbesondere können dies lokale Fördervorgaben sein, welche beispielsweise in bestimmten Förderstrecken abschnitten eine zur Verschleißminimierung reduzierte Kurvengeschwindigkeit des jeweiligen Förderfahrzeugs 106 vorsehen. Ferner können dies globale Fördervorgaben sein, um insbesondere bei geringer Auslastung des Fördersystems 104 durch die Nutzung reduzierter Geschwindigkeiten der Förderfahrzeuge 106 den Gesamtenergie bedarf des Fördersystems 104 zu minimieren.
Ferner kann beispielsweise als globale Fördervorgabe eine Vergleichmäßigung der Förderstreckenauslastung vorgesehen sein, wobei dann insbesondere über die verschiedenen denkbaren Förderstrecken 114 hinweg eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Förderfahrzeuge 106 erfolgt. Hierdurch kann insbesondere eine Staubildung in einzelnen Förderstreckenabschnitten vermieden werden. Letztlich ergibt sich durch die genannten Optimierungsoptionen ein energie- und kosteneffizienter Betrieb des Fördersystems 104 und somit eine optimale Nutzung der Produktionsanlage 100. Bezugszeichenliste Produktionsanlage Station Fördersystem Förderfahrzeug Förderareal Steuersystem Startposition Endposition Förderstrecke Zwischenposition Störung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung von Förderfahrzeugen (106) eines Fördersystems (104), wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
Bereitstellen mehrerer Förderfahrzeuge (106) des Fördersystems (104); Vorgeben eines Förderauftrags zum Fördern eines oder mehrerer Förderobjekte;
Ermitteln eines Förderauftragsdatensatzes zur Steuerung eines Förderfahrzeugs (106) bei der Durchführung des Förderauftrags; Durchführen des Förderauftrags.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Förder auftragsdatensatz einzelne oder mehrere förderauftragsspezifische und/oder förderobjektspezifische Daten umfasst und/oder dass einzelne oder mehrere dieser Daten bei der Ermittlung des Förderauftragsdatensatzes berücksichtigt werden, insbesondere einzelne oder mehrere der folgenden Daten:
Typ des zu fördernden Förderobjekts; räumliche Position und/oder Abfolge einer oder mehrerer Stationen (102), insbesondere Arbeitsstationen, bei der Förderung des Förderobjekts; voraussichtliche und/oder erforderliche Aufenthaltszeit des Förderobjekts und/oder des Förderfahrzeugs (106) an einer jeweiligen Station (102).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne oder mehrere oder sämtliche der förderauftragsspezifischen und/oder förderobjektspezifischen Daten aus Erfahrungswerten und/oder Messwerten erledigter Förderaufträge und/oder Kalibrierfahrten ermittelt und/oder generiert werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderauftragsdatensatz einzelne oder mehrere Zustandsdaten des aktuellen und/oder erwarteten Zustands des Fördersystems (104) und/oder einer oder mehrerer Stationen (102) umfasst und/oder dass einzelne oder mehrere dieser Zustandsdaten bei der Ermittlung des Förderauftragsdatensatzes berücksichtigt werden, insbesondere einzelne oder mehrere der folgenden Daten: aktuelle und/oder erwartete Auslastung der Förderfahrzeuge (106); aktuelle und/oder erwartete Auslastung einzelner oder mehrerer Förderstreckenabschnitte; aktuelle und/oder erwartete Auslastung einzelner oder mehrerer Stationen (102); aktuelle störungs- oder wartungsbedingte Streckensperrungen oder Stationsausfälle.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne oder mehrere oder sämtliche der Zustandsdaten auf Basis von Daten ermittelt werden, welche mittels Sensoren und/oder durch Übertragung von aktuellen und/oder erwarteten Betriebsparametern eines oder mehrerer weiterer Förderfahrzeuge (106) und/oder einer oder mehrerer Stationen (102) bereitgestellt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst auf der Basis einzelner oder mehrerer förderauftragsspezifischer und/oder förderobjektspezifischer Daten ein Basis-Förderstreckenverlauf und/oder ein Basis-Geschwindigkeitsprofil zur Durchführung des Förderauftrags ermittelt werden und dass bei Beginn der Durchführung des Förderauftrags und/oder während der Durchführung des Förderauftrags, insbesondere vor, während und/oder nach einem Aufenthalt an einer Station (102), eine Aktualisierung und/oder bedarfsweise eine Korrektur des Basis-Förderstreckenverlaufs und/oder des Basis-Geschwindigkeitsprofils vorgenommen wird, insbesondere abhängig von Zustandsdaten des aktuellen und/oder erwarteten Zustands des Fördersystems (104) und/oder einer oder mehrerer noch anzufahrender Stationen (102).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Aktualisierung und/oder durch die Korrektur des Basis-Förderstreckenverlaufs und/oder des Basis-Geschwindigkeitsprofils ein modifizierter Förderstreckenverlauf und/oder ein modifiziertes Geschwindigkeitsprofil erhalten werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderauftragsdatensatz bei Beginn der Durchführung des Förderauftrags unvollständig ist und/oder dass zunächst zumindest ein Förderstreckenverlauf und/oder ein Geschwindigkeitsprofil zur vollständigen Durchführung des Förderauftrags lückenhaft sind, wobei beispielsweise bei Erreichen einer vorgegebenen Zwischenposition des Förderfahrzeugs (106) eine Ermittlung des Förderstreckenverlaufs und/oder des Geschwindigkeitsprofils zur Vervollständigung desselben durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ermitteln des Förderauftragsdatensatzes mindestens eine lokale Fördervorgabe und/oder mindestens eine globale Fördervorgabe berücksichtigt wird, wobei eine lokale Fördervorgabe für einen Teilbereich eines Förderareals (108) des Fördersystems (104) und/oder für eine Teilmenge der Förderfahrzeuge (106) gilt und wobei eine globale Fördervorgabe für das gesamte Förderareal (108) und für sämtliche Förderfahrzeuge (106) gilt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als lokale oder globale Fördervorgabe einzelne oder mehrere der folgenden vorgesehen sind: a) Minimierung des Energiebedarfs des Fördersystems (104); b) Minimierung des Verschleißes des Fördersystems (104); c) Maximierung der Fördergeschwindigkeit; d) Optimierung der Produktionsauslastung; e) Vergleichmäßigung der Förderstreckenauslastung; und/oder f) Vergleichmäßigung der räumlichen Verteilung der Förderfahrzeuge (106) innerhalb eines globalen Förderareals (108) des Fördersystems (104).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine lokale Fördervorgabe und/oder eine globale Fördervorgabe während eines Förderauftrags variierbar ist, wobei hierdurch eine Aktualisierung und/oder Korrektur eines Förderstreckenverlaufs und/oder Geschwindigkeitsprofils, insbesondere des Basis-Förderstreckenverlaufs und/oder des Basis- Geschwindigkeitsprofils oder des modifizierten Förderstreckenverlaufs und/oder des modifizierten Geschwindigkeitsprofils, ausgelöst wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderauftragsdatensatz Informationen über freizuhaltende Förderarealabschnitte eines Förderareals (108) des Fördersystems (104) enthält oder unter Berücksichtigung derartiger Informationen ermittelt wird, wobei diese Informationen insbesondere einen räumlich und/oder zeitlich beschränkten Förderkorridor zur exklusiven Nutzung durch ein oder mehrere andere Förderfahrzeuge (106) beschreiben.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ermittlung eines Förderauftragsdatensatzes, insbesondere nach Ermittlung und/oder Aktualisierung und/oder Korrektur eines Förderstreckenverlaufs und/oder eines Geschwindigkeitsprofils, ein oder mehrere räumlich und/oder zeitlich beschränkte Förderkorridore zur exklusiven Nutzung durch das Förderfahrzeug (106) ausgewiesen werden, wobei diesbezügliche Informationen bei der Ermittlung von zukünftigen Förderauftragsdatensätzen für weitere Förderfahrzeuge (106) verwendet oder berücksichtigt werden.
14. Fördersystem (104) zum Fördern von Förderobjekten, insbesondere Fahrzeugkarosserien, wobei das Fördersystem (104) Folgendes umfasst: mehrere selbstfahrende und/oder fahrerlose Förderfahrzeuge (106) zur Aufnahme von jeweils einem oder mehreren Förderobjekten; ein Förderareal (108), innerhalb dessen die Förderfahrzeuge (106) längs Förderstrecken (114) verfahrbar sind; ein Steuersystem (110) zur Auswahl und/oder Beeinflussung der Förderstrecken (114) und/oder Geschwindigkeiten der Förderfahrzeuge (106), wobei das Steuersystem (110) ausgebildet und eingerichtet ist, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 durchzuführen.
15. Produktionsanlage (100) zur Produktion von Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, wobei die Produktionsanlage (100) ein Fördersystem (104) nach Anspruch 14 zum Fördern von Fahrzeugkarosserien umfasst, wobei die Fahrzeugkarosserien mittels des Fördersystems (104) insbesondere nacheinander mehreren als Bearbeitungsstationen und/oder Montagestationen ausgebildeten Stationen (102) zuführbar sind.
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