WO2013083144A1 - Method for operating a production plant - Google Patents

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WO2013083144A1
WO2013083144A1 PCT/EP2011/006203 EP2011006203W WO2013083144A1 WO 2013083144 A1 WO2013083144 A1 WO 2013083144A1 EP 2011006203 W EP2011006203 W EP 2011006203W WO 2013083144 A1 WO2013083144 A1 WO 2013083144A1
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workstation
transport device
workstations
transported
production
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PCT/EP2011/006203
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Willi Klumpp
Matthias Reichenbach
Matthias Schreiber
Volker Zipter
Michael ZÜRN
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Daimler Ag
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Publication date
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P21/00Machines for assembling a multiplicity of different parts to compose units, with or without preceding or subsequent working of such parts, e.g. with programme control
    • B23P21/004Machines for assembling a multiplicity of different parts to compose units, with or without preceding or subsequent working of such parts, e.g. with programme control the units passing two or more work-stations whilst being composed
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    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/4189Total 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
    • G05B19/41895Total 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]
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    • G05B2219/30Nc systems
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P90/60Electric or hybrid propulsion means for production processes

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a production plant according to the preamble of patent claim 1.
  • Transport speed which is determined by the cycle times of the individual workstations of the production plant. For cycle time adjustment often buffer zones in the transport device are necessary, which take up a lot of space.
  • the present invention is therefore based on the object, a method for
  • a plurality of workstations and a transport device for transporting goods between the workstations which comprises a plurality of driverless forklifts, each of which is assigned to predetermined paths between
  • Forklifts are not used in analogy to a fixed conveyor system that connects a number of workstations in a fixed, always the same order. Rather, the trucks are routed as needed between the respective workstations, which at this moment have a transport need.
  • the workstations of such a production system are thus no longer linearly linked, but can by the transport device in any, quickly changeable
  • Buffer zones can be omitted, all workstations can be optimally supplied by the transport system at any time with goods, so that the production plant is optimally operated under all requirements.
  • Transport device transported to a plurality of second workstations, where they are further processed in parallel and then transported by the transport device to a third workstation. This parallelization of a
  • Embodiment also serve for the preparation of variants.
  • the goods flow into several branches, according to the respective variants, divided. Then the respective variant-specific working steps are carried out in the second workstations. After these variant-specific work steps are completed, the goods are brought together again and in the third workstation further, common to all variants work steps.
  • the method can also be used to classify such product variants according to the production requirements.
  • the trucks transport
  • the trucks can also serve to transport robots, tools or the like in carrying out the described method. This is particularly useful when the work task of a workstation changes.
  • robots and / or tools are transported from and / or to the workstation by means of the transport device.
  • This allows a flexible reconfiguration of the entire production plant according to current requirements, for example when changing a number of pieces to be produced or when changing a variant spectrum to be produced.
  • the production plant can therefore always be optimally adapted to the requirements in its entirety.
  • a robot newly transported to a workstation is reprogrammed by means of a data transmission system assigned to the workstation in order to carry out a task assigned to the workstation.
  • a data transmission system assigned to the workstation can be realized for example via RFID chips, local wireless networks or the like.
  • the entire reconfiguration of the production plant can therefore be done autonomously without robots being transported to new workstations manually
  • spatial reconfigurations of the entire production plant can be realized by means of the transport device.
  • the transport device at Change a production request to transport entire workstations to assigned workspaces to create an improved spatial layout. Only heavy machinery, such as presses or the like, remain firmly installed while the remainder of the production facility is fully mobile.
  • Transport device can be realized flexibly.
  • surplus tools and materials are replaced by the
  • the trucks navigate by means of a wireless
  • Navigation system in particular by means of GPS, along the respectively assigned paths.
  • the navigation information can also be transmitted to the forklift trucks wirelessly.
  • markings applied to the navigation of the industrial trucks on a floor of the production facility This can be used as an alternative solution or as a fallback solution for GPS navigation in case of signal failure. In both cases, the web guide for the
  • Forklifts can be changed or adapted quickly.
  • Fig. 1 is a schematic representation of transport paths for different
  • Embodiment of a method according to the invention. 2 is a schematic representation of the logistical processes relating to a single workstation in a production plant using an exemplary embodiment of the method according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the communication between a robot arranged from an autonomous industrial truck and a workstation when an embodiment of the method according to the invention is used
  • Fig. 4 is a schematic representation of the processes in a task change a workstation in a production plant using an embodiment of the method according to the invention
  • Fig. 5 is a schematic representation of the transport operations in a change in the arrangement of workstations in a production plant using an embodiment of the invention
  • Overhead conveyors or the like used. Instead, to transport goods between individual workstations of the conveyor driverless, autonomously navigating trucks apply.
  • the transport routes within the production facility can be adapted very quickly to changing production needs.
  • Such autonomous industrial trucks can be guided, for example, by means of laid on the floor of the hall metal bands or navigate using GPS data. It is particularly useful if the trucks have a collision detection that avoids damage to the trucks or transported goods in collisions or ensures the safety of human activities working in the same area.
  • collision detection systems can be realized for example by radar, ultrasound or laser scanner and by acceleration sensors in flexible bumpers of the trucks. 1 shows a first example of the use of such industrial trucks 10.
  • first area 12 of the production facility goods to be processed are transported in a plurality of component variants sequentially by the industrial trucks 10 from workstation to workstation.
  • the workstations themselves are not shown in FIG. Those carried out in area 12 of the production plant
  • variant-specific further processing steps in the area 16 can be followed by a sorting of the components according to their variants, so that these are delivered in the necessary order at later processing stations.
  • Starting materials 24 are transported to the equipped with robots 26 workstations 20.
  • the workstations 20 can be reconfigured so that a workstation can perform different work steps. This further increases the flexibility of the production plant. Even the robots 26 can by the autonomous
  • Industrial trucks 10 are transported to and from the workstations 20.
  • the number of robots 26 operating on a single workstation 20 can be varied as needed.
  • the robots 26 are flexible,
  • Work stations 20 a respective data transmission device 28, for example, associated with an RFID chip, which is connected to a receiver 30 to which the robot 26th
  • transporting truck 10 arranged receiver can communicate. Due to the data transmission, the robots 26 can be reprogrammed as needed.
  • Fig. 4 shows again how new tools 22 are transported to a workstation 20 and old, no longer needed tools 22 are removed from the workstation 20 again, so that the assembly of the workstation 20 always corresponds only to the current needs.
  • the autonomous industrial trucks 10 can not only serve for the transport of components 18 to be processed, starting materials 24, tools 22 and robots 26, but they can also be used to transport complete workstations 20. This is shown schematically in FIG.
  • the workstations can be freely arranged in assigned work areas, so that the entire spatial arrangement of the production plant can be freely configured and adapted to current needs. Only heavy equipment such as presses 32 or the like are stationarily arranged in the production plant. If a press 32, which was previously not used, find use in the production process, then the entire workstation 20 is brought to the press 32 by means of the autonomous industrial trucks and there with further material handling equipment 10 with tools 22,
  • Source materials 24 and machined components 18 supplies are highly flexible.
  • a highly flexible production plant is created that can be adapted to changing production needs at any time, both in terms of its layout and its logistical networking.

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Abstract

The invention relates to a method for operating a production plant having a plurality of work stations (20) and a transport device for transporting goods between the work stations (20), said transport device comprising a plurality of driverless industrial trucks (10) which move in each case on predetermined paths between assigned work stations (20), wherein the respective predetermined paths of the industrial trucks (10) are modified as a function of at least one criterion that relates to a production requirement and when the at least one criterion is modified.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Produktionsanlage  Method for operating a production plant
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Produktionsanlage nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. The invention relates to a method for operating a production plant according to the preamble of patent claim 1.
Der Transport von Gütern in Produktionsanlagen wird heutzutage üblicherweise durch fest installierte, starre Transporteinrichtungen wie beispielsweise Förderbänder, The transport of goods in production facilities is nowadays usually by permanently installed, rigid transport facilities such as conveyor belts,
Hängebahnen oder dergleichen bewerkstelligt. Solche Transporteinrichtungen haben festgelegte Transportpfade und üblicherweise auch eine festgelegte Overhead conveyors or the like accomplished. Such transport facilities have fixed transport paths and usually also a fixed one
Transportgeschwindigkeit, die durch die Taktzeiten der einzelnen Arbeitsstationen der Produktionsanlage bestimmt wird. Zur Taktzeitanpassung sind oftmals Pufferzonen in der Transporteinrichtung notwendig, die viel Raum beanspruchen. Transport speed, which is determined by the cycle times of the individual workstations of the production plant. For cycle time adjustment often buffer zones in the transport device are necessary, which take up a lot of space.
Neben solchen starren Transporteinrichtungen sind auch autonom navigierende In addition to such rigid transport facilities are also navigating autonomously
Flurförderzeuge als Transporteinrichtungen für Produktionsanlagen bekannt. Ein derartiges Flurförderzeug ist beispielsweise in der DE 20 2009 005 644 U1 offenbart. Solche Transporteinrichtungen zeichnen sich durch einen geringeren Platzbedarf aus als starr installierte Bänder und bieten eine bessere Zugänglichkeit für die Bearbeitung von darauf transportierten Gütern. In heutzutage üblichen Produktionsanlagen werden solche Flurförderzeuge teilweise als Ersatz für fest installierte Bänder verwendet, wobei die Flurförderzeuge im Wesentlichen auf die gleiche Art betrieben werden wie ein fest installiertes Band oder eine fest installierte Hängebahn und daher unter den gleichen Problemen insbesondere bezüglich der mangelnden Flexibilität leiden wie diese. Industrial trucks known as transport facilities for production facilities. Such a truck is disclosed for example in DE 20 2009 005 644 U1. Such transport facilities are characterized by a smaller footprint than rigid installed bands and provide better accessibility for the processing of goods transported thereon. In today's conventional production facilities such trucks are used in part as a substitute for fixed bands, the trucks are operated in much the same way as a fixed band or a fixed overhead railway and therefore suffer from the same problems, especially in terms of lack of flexibility as these.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum The present invention is therefore based on the object, a method for
Betreiben einer Produktionsanlage nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bereitzustellen, welches eine flexible Anpassung des Betriebs der Produktionsanlage an jeweils aktuelle Produktionsanforderungen ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Operate a production plant according to the preamble of claim 1 to provide, which allows flexible adaptation of the operation of the production facility to each current production requirements. This object is achieved by a method having the features of patent claim 1.
Bei einem derartigen Verfahren zum Betreiben einer Produktionsanlage mit einer In such a method for operating a production plant with a
Mehrzahl von Arbeitsstationen sowie einer Transporteinrichtung zum Transportieren von Gütern zwischen den Arbeitsstationen, welche eine Mehrzahl fahrerloser Flurförderzeuge umfasst, die sich auf jeweils vorgegebenen Pfaden zwischen zugeordneten A plurality of workstations and a transport device for transporting goods between the workstations, which comprises a plurality of driverless forklifts, each of which is assigned to predetermined paths between
Arbeitsstationen bewegen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die jeweils vorgegebenen Pfade der Flurförderzeuge in Abhängigkeit von wenigstens einem eine Produktionsanforderung betreffenden Kriterium festgelegt und bei Änderung des wenigstens einen Kriteriums geändert werden. Mit anderen Worten werden die Moving workstations, it is inventively provided that the respective predetermined paths of the trucks depending on at least one criterion relating to a production requirement and changed when changing the at least one criterion. In other words, the
Flurförderzeuge nicht in Analogie zu einer fest installierten Förderanlage eingesetzt, die eine Anzahl von Arbeitsstationen in einer fest vorgegebenen, immer gleichen Reihenfolge verbindet. Die Flurförderzeuge werden vielmehr bedarfsgerecht zwischen jeweiligen Arbeitsstationen geleitet, die in diesem Moment ein Transportbedürfnis haben. Die Arbeitsstationen einer solchen Produktionsanlage sind somit nicht mehr linear verknüpft, sondern können durch die Transporteinrichtung in beliebigen, schnell änderbaren Forklifts are not used in analogy to a fixed conveyor system that connects a number of workstations in a fixed, always the same order. Rather, the trucks are routed as needed between the respective workstations, which at this moment have a transport need. The workstations of such a production system are thus no longer linearly linked, but can by the transport device in any, quickly changeable
Topologien verbunden werden. Hierdurch kann der Betrieb der Produktionsanlage ständig an sich ändernde Anforderungen, wie beispielsweise zu produzierende Stückzahlen, zu produzierende Varianten, Taktprobleme durch Ausfall einzelner Stationen oder Connected topologies. As a result, the operation of the production plant constantly changing requirements, such as to be produced quantities, variants to be produced, timing problems due to failure of individual stations or
dergleichen angepasst werden. Pufferzonen können entfallen, alle Arbeitsstationen können durch das Transportsystem zu jedem Zeitpunkt optimal mit Gütern versorgt werden, so dass die Produktionsanlage unter allen Anforderungen optimal betrieben wird. be adapted. Buffer zones can be omitted, all workstations can be optimally supplied by the transport system at any time with goods, so that the production plant is optimally operated under all requirements.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zum Erzielen einer vorgegebenen Taktzeit Produkte einer ersten Arbeitsstation mittels der In a preferred embodiment of the invention, to achieve a predetermined cycle time products of a first workstation by means of
Transporteinrichtung zu einer Mehrzahl von zweiten Arbeitsstationen transportiert, wo sie parallel weiterverarbeitet werden und anschließend durch die Transporteinrichtung zu einer dritten Arbeitsstation transportiert werden. Diese Parallelisierung eines Transport device transported to a plurality of second workstations, where they are further processed in parallel and then transported by the transport device to a third workstation. This parallelization of a
Arbeitsschrittes - die sich insbesondere für zeitaufwendige Arbeitsschritte eignet - ermöglicht es, Taktzeiten zu realisieren, die bei einer komplett linearen Fördertechnik nicht realisierbar wären. Der Gesamtdurchsatz der Produktionsanlage wird durch diese Verfahrensvariante daher beträchtlich erhöht. Work step - which is particularly suitable for time-consuming work steps - makes it possible to realize cycle times that would not be feasible with a completely linear conveyor technology. The total throughput of the production plant is therefore considerably increased by this process variant.
Neben der einfachen Taktzeiterhöhung durch paralleles Durchführen des gleichen Arbeitsschrittes in der Mehrzahl von zweiten Arbeitsstationen kann diese In addition to the simple cycle time increase by performing the same step in parallel in the plurality of second workstations this can
Ausführungsform auch zur Herstellung von Varianten dienen. Hierbei wird in der Mehrzahl von zweiten Arbeitsstationen der Güterfluss in mehrere Zweige, den jeweiligen Varianten entsprechend, aufgeteilt. Dann werden in den zweiten Arbeitsstationen die jeweils variantenspezifischen Arbeitsschritte durchgeführt. Nachdem diese variantenspezifischen Arbeitsschritte erledigt sind, werden die Güter wieder zusammengeführt und in der dritten Arbeitsstation weiteren, allen Varianten gemeinsamen Arbeitsschritten unterzogen. Embodiment also serve for the preparation of variants. Here, in the majority of second workstations the goods flow into several branches, according to the respective variants, divided. Then the respective variant-specific working steps are carried out in the second workstations. After these variant-specific work steps are completed, the goods are brought together again and in the third workstation further, common to all variants work steps.
Das Verfahren kann auch genutzt werden, um derartige Produktvarianten gemäß den Produktionsanforderungen zu ordnen. Hierbei transportieren die Flurförderzeuge The method can also be used to classify such product variants according to the production requirements. Here, the trucks transport
Produktvarianten in Reihenfolge einer Variantenanforderung zu einer Arbeitsstation, wobei die Reihenfolge der Flurförderzeuge in Abhängigkeit der Variantenanforderung geändert wird. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit, variantenspezifische Arbeitsschritte exakt auf den Takt einer weiteren Arbeitsstation, die diese unterschiedlichen Varianten gemäß einer Variantenanforderung weiter verarbeitet, abzustimmen. Mittels der selbstfahrenden Flurförderzeuge können die genannten Produktvarianten in ihrer Reihenfolge„umsortiert" werden, so dass sie immer in der korrekten Reihenfolge an der nächsten Arbeitsstation eintreffen. Product variants in order of a variant request for a workstation, wherein the order of the trucks is changed depending on the variant request. This eliminates the need to tailor variant-specific work steps exactly to the beat of another workstation, which further processes these different variants according to a variant request. By means of self-propelled forklift trucks, the mentioned product variants can be "rearranged" in their order, so that they always arrive in the correct order at the next workstation.
Neben dem Gütertransport können die Flurförderzeuge bei der Durchführung des beschriebenen Verfahrens auch zum Transport von Robotern, Werkzeugen oder dergleichen dienen. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn sich die Arbeitsaufgabe einer Arbeitsstation ändert. In diesem Fall werden mittels der Transporteinrichtung Roboter und/oder Werkzeuge von und/oder zu der Arbeitsstation transportiert. Dies ermöglicht eine flexible Umkonfigurierung der gesamten Produktionsanlage gemäß aktueller Anforderungen, beispielsweise bei Änderung einer zu produzierenden Stückzahl oder bei Änderung eines zu produzierenden Variantenspektrums. Die Produktionsanlage kann daher in ihrer Gesamtheit immer optimal an die Anforderungen angepasst werden. In addition to the transport of goods, the trucks can also serve to transport robots, tools or the like in carrying out the described method. This is particularly useful when the work task of a workstation changes. In this case, robots and / or tools are transported from and / or to the workstation by means of the transport device. This allows a flexible reconfiguration of the entire production plant according to current requirements, for example when changing a number of pieces to be produced or when changing a variant spectrum to be produced. The production plant can therefore always be optimally adapted to the requirements in its entirety.
Vorzugsweise wird hierbei ein neu zu einer Arbeitsstation transportierter Roboter mittels eines der Arbeitsstation zugeordneten Datenübertragungssystems neu programmiert, um eine der Arbeitsstation zugeordnete Aufgabe durchzuführen. Dies kann beispielsweise über RFID-Chips, lokale drahtlose Netzwerke oder dergleichen realisiert werden. Die gesamte Umkonfigurierung der Produktionsanlage kann daher autonom geschehen, ohne dass Roboter, die zu neuen Arbeitsstationen transportiert werden, manuell Preferably, in this case, a robot newly transported to a workstation is reprogrammed by means of a data transmission system assigned to the workstation in order to carry out a task assigned to the workstation. This can be realized for example via RFID chips, local wireless networks or the like. The entire reconfiguration of the production plant can therefore be done autonomously without robots being transported to new workstations manually
umprogrammiert werden müssen. have to be reprogrammed.
Auch räumliche Umkonfigurationen der gesamten Produktionsanlage sind mittels der Transporteinrichtung zu realisieren. Hierbei können mittels der Transporteinrichtung bei Änderung einer Produktionsanforderung vollständige Arbeitsstationen in jeweils zugewiesene Arbeitsbereiche transportiert werden, um ein verbessertes räumliches Layout zu erzeugen. Lediglich schwere Maschinerie, wie beispielsweise Pressen oder dergleichen, bleiben fest installiert, während die restliche Produktionsanlage vollständig mobil ist. Also spatial reconfigurations of the entire production plant can be realized by means of the transport device. In this case, by means of the transport device at Change a production request to transport entire workstations to assigned workspaces to create an improved spatial layout. Only heavy machinery, such as presses or the like, remain firmly installed while the remainder of the production facility is fully mobile.
Es ist hierbei besonders zweckmäßig, wenn an jeder Arbeitsstation nur diejenigen Werkzeuge und Materialien vorgehalten werden, welche für eine an dieser Arbeitsstation durchzuführende Aufgabe benötigt werden. Auch dies kann durch die It is particularly useful if only those tools and materials are kept at each workstation, which are needed for a task to be performed on this workstation. This too can be done by the
Transporteinrichtung flexibel realisiert werden. Hierbei werden bei Änderung einer Arbeitsaufgabe überschüssige Werkzeuge und Materialien mittels der Transport device can be realized flexibly. When changing a work task, surplus tools and materials are replaced by the
Transporteinrichtung abtransportiert und fehlende Werkzeuge und Materialien mittels der Transporteinrichtung angeliefert. Das Vorhalten nur der notwendigsten Werkzeuge und Materialen an den Arbeitsstationen erleichtert beispielsweise die Programmierung von Robotern, die diese Arbeitsstationen bedienen sollen, und ermöglicht zudem eine schnellere Umkonfigurierung der gesamten Produktionsanlage, sollte dies notwendig werden. Transportation transported and delivered missing tools and materials by the transport device. For example, having only the most necessary tools and materials at the workstations makes it easier to program robots to serve those workstations, and also allows faster reconfiguration of the entire production plant should this become necessary.
Vorzugsweise navigieren die Flurförderzeuge mittels eines drahtlosen Preferably, the trucks navigate by means of a wireless
Navigationssystems, insbesondere mittels GPS, entlang der jeweils zugewiesenen Pfade. Die Navigationsinformationen können den Flurförderzeugen dabei ebenfalls drahtlos übermittelt werden. Um möglichen Empfangsstörungen solcher drahtlosen Systeme vorzubeugen, ist es jedoch auch möglich, zur Navigation der Flurförderzeuge auf einem Boden der Produktionsanlage aufgebrachte Markierungen heranzuziehen. Dies kann als Alternativlösung Anwendung finden oder als Fallback-Lösung für die GPS-Navigation im Falle eines Signalausfalls dienen. In beiden Fällen kann die Bahnführung für die Navigation system, in particular by means of GPS, along the respectively assigned paths. The navigation information can also be transmitted to the forklift trucks wirelessly. However, in order to prevent possible interference with reception of such wireless systems, it is also possible to use markings applied to the navigation of the industrial trucks on a floor of the production facility. This can be used as an alternative solution or as a fallback solution for GPS navigation in case of signal failure. In both cases, the web guide for the
Flurförderzeuge schnell geändert oder angepasst werden. Forklifts can be changed or adapted quickly.
Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen: In the following, the invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung von Transportpfaden für unterschiedliche Fig. 1 is a schematic representation of transport paths for different
Bauteilvarianten in einer Produktionsanlage bei Anwendung eines  Component variants in a production plant using a
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 2 eine schematische Darstellung der logistischen Vorgänge bezogen auf einzelne Arbeitsstation in einer Produktionsanlage bei Anwendung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, Embodiment of a method according to the invention. 2 is a schematic representation of the logistical processes relating to a single workstation in a production plant using an exemplary embodiment of the method according to the invention,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Kommunikation zwischen einem aus einem autonomen Flurförderzeug angeordneten Roboter und einer Arbeitsstation bei Anwendung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, 3 shows a schematic representation of the communication between a robot arranged from an autonomous industrial truck and a workstation when an embodiment of the method according to the invention is used,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Vorgänge bei einem Aufgabenwechsel einer Arbeitsstation in einer Produktionsanlage bei Anwendung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 4 is a schematic representation of the processes in a task change a workstation in a production plant using an embodiment of the method according to the invention and
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Transportvorgänge bei einer Änderung der Anordnung von Arbeitsstationen in einer Produktionsanlage bei Verwendung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fig. 5 is a schematic representation of the transport operations in a change in the arrangement of workstations in a production plant using an embodiment of the invention
Verfahrens.  Process.
Um eine möglichst große Flexibilität und ständige Anpassbarkeit einer Produktionsanlage an aktuelle Produktionsbedürfnisse zu erreichen, werden in der Produktionsanlage keine fest installierten Fördermittel wie beispielsweise Förderbänder, Rollenbahnen, In order to achieve the greatest possible flexibility and constant adaptability of a production plant to current production requirements, no fixedly installed conveying means, such as, for example, conveyor belts, roller conveyors,
Hängebahnen oder dergleichen verwendet. Stattdessen finden zum Transport von Gütern zwischen einzelnen Arbeitsstationen der Förderanlage fahrerlose, autonom navigierende Flurförderzeuge Anwendung. Bei Verwendung derartiger fahrerloser Transportsysteme können die Transportwege innerhalb der Produktionsanlage sehr schnell an sich ändernde Produktionsbedürfnisse angepasst werden. Solche autonomen Flurförderzeuge können beispielsweise mittels am Boden der Halle verlegter Metallbänder geleitet werden oder auch anhand von GPS-Daten navigieren. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Flurförderzeuge über eine Kollisionserkennung verfügen, die Beschädigungen der Flurförderzeuge oder transportierter Güter bei Kollisionen vermeidet bzw. die Sicherheit von im gleichen Bereich agierenden menschlichen Arbeiten gewährleistet. Derartige Kollisionserkennungssysteme können beispielsweise durch Radar, Ultraschall oder Laserscanner sowie durch Beschleunigungssensoren in flexiblen Stoßfängern der Flurförderzeuge realisiert werden. Fig. 1 zeigt ein erstes Beispiel für den Einsatz solcher Flurförderzeuge 10. In einem schematisch dargestellten ersten Bereich 12 der Produktionsanlage werden zu bearbeitende Güter in mehreren Bauteilvarianten sequentiell durch die Flurförderzeuge 10 von Arbeitsstation zu Arbeitsstation transportiert. Die Arbeitsstationen selbst sind in Fig. 1 nicht gezeigt. Die im Bereich 12 der Produktionsanlage durchgeführten Overhead conveyors or the like used. Instead, to transport goods between individual workstations of the conveyor driverless, autonomously navigating trucks apply. When using such driverless transport systems, the transport routes within the production facility can be adapted very quickly to changing production needs. Such autonomous industrial trucks can be guided, for example, by means of laid on the floor of the hall metal bands or navigate using GPS data. It is particularly useful if the trucks have a collision detection that avoids damage to the trucks or transported goods in collisions or ensures the safety of human activities working in the same area. Such collision detection systems can be realized for example by radar, ultrasound or laser scanner and by acceleration sensors in flexible bumpers of the trucks. 1 shows a first example of the use of such industrial trucks 10. In a schematically illustrated first area 12 of the production facility, goods to be processed are transported in a plurality of component variants sequentially by the industrial trucks 10 from workstation to workstation. The workstations themselves are not shown in FIG. Those carried out in area 12 of the production plant
Arbeitsschritte sind dabei variantenunabhängig, so dass jede Bauteilvariante in der gleichen Arbeitsstation bearbeitet werden kann. In einem folgenden Bereich 14 der Produktionsanlage müssen dagegen variantenspezifische Arbeitsschritte durchgeführt werden. Die autonomen Flurförderzeuge 10 bringen nun die Bauteile variantenabhängig zu unterschiedlichen Arbeitsstationen, wo die unterschiedlichen Bauteilvarianten parallel zueinander bearbeitet werden. Nach Durchlaufen der bauteilvariantenspezifischen Arbeitsstätte im Bereich 1 der Produktionsanlage werden die Güter dann durch die Flurförderzeuge 10 in einen weiteren Bereich 16 der Produktionsanlage verbracht, wo die transportierten Güter wieder sequentiell und variantenunabhängig bearbeitet werden. Durch eine derartige Aufspaltung des Transportweges wird zunächst die Taktzeit erhöht, da unterschiedliche Varianten parallel bearbeitet werden können. Somit können die Produktionsprozesse effektiver genutzt werden, da Ein- und Auslaufzeiten für die einzelnen Bauteile nur einmal anfallen und mehr Zeit für die eigentliche Montageaufgabe bleibt. Gleichzeitig kann die Produktionsanlage in Echtzeit an unterschiedliche Work steps are variant-independent, so that each component variant can be processed in the same workstation. In contrast, variant-specific work steps must be carried out in a subsequent area 14 of the production facility. The autonomous industrial trucks 10 now bring the components depending on the variant to different workstations, where the different component variants are processed parallel to each other. After passing through the component variant-specific workplace in area 1 of the production plant, the goods are then transported by the industrial trucks 10 into a further area 16 of the production plant, where the transported goods are processed again sequentially and independently of the variant. Such a splitting of the transport path initially increases the cycle time, since different variants can be processed in parallel. Thus, the production processes can be used more effectively, since entry and exit times for the individual components occur only once and more time for the actual assembly task remains. At the same time, the production plant can work in different ways in real time
Variantenbedürfnisse angepasst werden. In Abhängigkeit von eventuell Variant needs to be adjusted. Depending on possibly
variantenspezifischen Weiterbearbeitungsschritten kann im Bereich 16 zudem eine Sortierung der Bauteile nach ihren Varianten folgen, so dass diese in der notwendigen Reihenfolge bei späteren Weiterbearbeitungsstationen angeliefert werden. In addition, variant-specific further processing steps in the area 16 can be followed by a sorting of the components according to their variants, so that these are delivered in the necessary order at later processing stations.
Neben dem Transport von Bauteilen 18 zu den Arbeitsstationen 20, wie in Fig. 2 dargestellt, können durch die Flurförderzeuge 10 auch Werkzeuge 22 sowie In addition to the transport of components 18 to the workstations 20, as shown in Fig. 2, by the trucks 10 and tools 22 and
Ausgangsmaterialen 24 zu den mit Robotern 26 bestückten Arbeitsstationen 20 transportiert werden. Durch den Transport unterschiedlicher Werkzeuge 22 und unterschiedlicher Ausgangsmaterialen 24 zu den Arbeitsstationen 20 bzw. durch den Abtransport von nicht mehr benötigten Werkzeugen 22 oder Ausgangsmaterialien 24 können die Arbeitsstationen 20 umkonfiguriert werden, so dass eine Arbeitsstation unterschiedliche Arbeitsschritte durchführen kann. Dies erhöht die Flexibilität der Produktionsanlage weiter. Auch die Roboter 26 können durch die autonomen Starting materials 24 are transported to the equipped with robots 26 workstations 20. By transporting different tools 22 and different starting materials 24 to the workstations 20 or by removing tools 22 or starting materials 24 that are no longer needed, the workstations 20 can be reconfigured so that a workstation can perform different work steps. This further increases the flexibility of the production plant. Even the robots 26 can by the autonomous
Flurförderzeuge 10 zu und von den Arbeitsstationen 20 transportiert werden. Damit kann beispielsweise bedarfsgerecht die Anzahl der an einer einzelnen Arbeitsstation 20 tätigen Roboter 26 variiert werden. Bei den Robotern 26 handelt es sich um flexible, Industrial trucks 10 are transported to and from the workstations 20. Thus, for example, the number of robots 26 operating on a single workstation 20 can be varied as needed. The robots 26 are flexible,
transportable Leichtbauroboter, die ohne Schutzzäune oder dergleichen auch in Umgebungen arbeiten können, in welchen Menschen tätig sind. Um die Roboter 26 an die jeweiligen Arbeitsstationen 20 anzupassen, ist, wie in Fig. 3 dargestellt, den transportable lightweight robots that are without protective fences or the like also in Environments in which people work. To adapt the robots 26 to the respective workstations 20, as shown in Fig. 3, the
Arbeitsstationen 20 eine jeweilige Datenübertragungsvorrichtung 28, beispielsweise ein RFID-Chip zugeordnet, die mit einem Empfänger 30 an dem die Roboter 26 Work stations 20 a respective data transmission device 28, for example, associated with an RFID chip, which is connected to a receiver 30 to which the robot 26th
transportierenden Flurförderzeug 10 angeordneten Empfänger kommunizieren kann. Durch die Datenübertragung können die Roboter 26 bedarfsgerecht umprogrammiert werden. transporting truck 10 arranged receiver can communicate. Due to the data transmission, the robots 26 can be reprogrammed as needed.
Fig. 4 zeigt nochmals, wie neue Werkzeuge 22 zu einer Arbeitsstation 20 transportiert werden und alte, nicht mehr benötigte Werkzeuge 22 von der Arbeitsstation 20 wieder abgeführt werden, so dass die Bestückung der Arbeitsstation 20 immer nur dem aktuellen Bedarf entspricht. Fig. 4 shows again how new tools 22 are transported to a workstation 20 and old, no longer needed tools 22 are removed from the workstation 20 again, so that the assembly of the workstation 20 always corresponds only to the current needs.
Die autonomen Flurförderzeuge 10 können darüber hinaus nicht nur dem Transport von zu bearbeitenden Bauteilen 18, Ausgangsmaterialen 24, Werkzeugen 22 und Robotern 26 dienen, sie können vielmehr auch Anwendung finden, um komplette Arbeitsstationen 20 zu transportieren. Dies ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. In einer derartigen Produktionsanlage sind die Arbeitsstationen frei in zugeordneten Arbeitsbereichen anordenbar, so dass die gesamte räumliche Anordnung der Produktionsanlage frei konfigurierbar und an aktuelle Bedürfnisse anpassbar ist. Lediglich schwere Geräte wie Pressen 32 oder dergleichen sind ortsfest in der Produktionsanlage angeordnet. Soll eine Presse 32, die bislang nicht benutzt wurde, im Produktionsvorgang Verwendung finden, so wird mittels der autonomen Flurförderzeuge die gesamte Arbeitsstation 20 zur Presse 32 gebracht und dort mit weiteren Flurförderzeugen 10 mit Werkzeugen 22, In addition, the autonomous industrial trucks 10 can not only serve for the transport of components 18 to be processed, starting materials 24, tools 22 and robots 26, but they can also be used to transport complete workstations 20. This is shown schematically in FIG. In such a production plant, the workstations can be freely arranged in assigned work areas, so that the entire spatial arrangement of the production plant can be freely configured and adapted to current needs. Only heavy equipment such as presses 32 or the like are stationarily arranged in the production plant. If a press 32, which was previously not used, find use in the production process, then the entire workstation 20 is brought to the press 32 by means of the autonomous industrial trucks and there with further material handling equipment 10 with tools 22,
Ausgangsmaterialen 24 und zu bearbeitenden Bauteilen 18 versorgt. Insgesamt wird so eine hochflexible Produktionsanlage geschaffen, die sowohl in ihrem Layout als auch in ihrer logistischen Vernetzung jederzeit an sich ändernde Produktionsbedürfnisse angepasst werden kann. Source materials 24 and machined components 18 supplies. Overall, a highly flexible production plant is created that can be adapted to changing production needs at any time, both in terms of its layout and its logistical networking.

Claims

Patentansprüche  claims
Verfahren zum Betreiben einer Produktionsanlage mit einer Mehrzahl von Method for operating a production plant with a plurality of
Arbeitsstationen (20) sowie einer Transporteinrichtung zum Transportieren von Gütern zwischen den Arbeitsstationen (20), welche eine Mehrzahl fahrerloser Flurförderzeuge (10) umfasst, die sich auf jeweils vorgegebenen Pfaden zwischen zugeordneten Arbeitsstationen (20) bewegen,  Workstations (20) and a transport device for transporting goods between the workstations (20) comprising a plurality of driverless industrial trucks (10) moving on respective predetermined paths between associated workstations (20),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die jeweils vorgegebenen Pfade der Flurförderzeuge (10) in Abhängigkeit von wenigstens einem eine Produktionsanforderung betreffenden Kriterium festgelegt und bei Änderung des wenigstens einen Kriteriums geändert werden.  the respective predetermined paths of the industrial trucks (10) are determined as a function of at least one criterion relating to a production request and changed when the at least one criterion changes.
Verfahren nach Anspruch 1 , Method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
zum Erzielen einer vorgegebenen Taktzeit Produkte einer ersten Arbeitsstation (20) mittels der Transporteinrichtung zu einer Mehrzahl von zweiten Arbeitsstationen (20) transportiert werden, wo sie parallel weiterverarbeitet werden und anschließend durch die Transporteinrichtung zu einer dritten Arbeitsstation (20) transportiert werden.  in order to obtain a predetermined cycle time, products of a first work station (20) are transported by the transport device to a plurality of second work stations (20), where they are further processed in parallel and subsequently transported by the transport device to a third workstation (20).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Flurförderzeuge (10) Produktvarianten in Reihenfolge einer  Forklift trucks (10) Product variants in order of one
Variantenanforderung zu einer Arbeitsstation (20) transportieren, wobei die  Variant request to a workstation (20) transport, the
Reihenfolge der Flurförderzeuge (10) in Abhängigkeit der Variantenanforderung geändert wird. Order of the industrial trucks (10) is changed depending on the variant request.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
mittels der Transporteinrichtung bei Änderung einer Arbeitsaufgabe einer  by means of the transport device when a work task is changed
Arbeitsstation (20) Roboter (26) und/oder Werkzeuge (22) von und/oder zu der Arbeitsstation transportiert werden.  Workstation (20) robot (26) and / or tools (22) are transported from and / or to the workstation.
5. Verfahren nach Anspruch 4, 5. The method according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
ein neu zu einer Arbeitsstation (20) transportierter Roboter (26) mittels eines der Arbeitsstation (20) zugeordneten Datenübertragungssystems (28) neu  a newly transported to a workstation (20) robot (26) by means of a workstation (20) associated with data transmission system (28) new
programmiert wird, um eine der Arbeitsstation (20) zugeordnete Aufgabe durchzuführen.  is programmed to perform a task associated with the workstation (20).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. The method according to any one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
mittels der Transporteinrichtung bei Änderung einer Produktionsanforderung vollständige Arbeitsstationen (20) in jeweils zugewiesene Arbeitsbereiche transportiert werden.  By means of the transport device, when a production request is changed, complete workstations (20) are transported into respectively allocated work areas.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. The method according to any one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
an jeder Arbeitsstation (20) nur diejenigen Werkzeuge (22) und Materialien (24) vorgehalten werden, welche für eine an dieser Arbeitsstation (20) durchzuführende Aufgabe notwendig sind, wobei bei Änderung dieser Aufgabe überschüssige Werkzeuge (22) und Materialien (24) mittels der Transporteinrichtung  at each workstation (20) only those tools (22) and materials (24) are kept available, which are necessary for a task to be performed on this workstation (20), wherein by changing this task surplus tools (22) and materials (24) means the transport device
abtransportiert werden und fehlende Werkzeuge (22) und Materialien (24) mittels der Transporteinrichtung angeliefert werden.  be removed and missing tools (22) and materials (24) by means of the transport device to be delivered.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. The method according to any one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Flurförderzeuge (10) mittels eines drahtlosen Navigationssystems, insbesondere mittels GPS, entlang der jeweils zugewiesenen Pfade navigieren. the industrial trucks (10) navigate along the respectively assigned paths by means of a wireless navigation system, in particular by means of GPS.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. The method according to any one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Flurförderzeuge (10) mittels auf einem Boden der Produktionsanlage aufgebrachter Markierungen entlang der jeweils zugewiesenen Pfade navigieren.  the industrial trucks (10) navigate along the respectively assigned paths by means of markings applied on a floor of the production facility.
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