WO2020229213A1 - Vorrichtung und verfahren zum zumindest teilweise automatisierten computergestützten positionieren wenigstens einer güter-/materialflusseinheit - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum zumindest teilweise automatisierten computergestützten positionieren wenigstens einer güter-/materialflusseinheit Download PDF

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WO2020229213A1
WO2020229213A1 PCT/EP2020/062287 EP2020062287W WO2020229213A1 WO 2020229213 A1 WO2020229213 A1 WO 2020229213A1 EP 2020062287 W EP2020062287 W EP 2020062287W WO 2020229213 A1 WO2020229213 A1 WO 2020229213A1
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goods
material flow
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flow unit
actual position
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PCT/EP2020/062287
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Guido Hesse
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Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag
Thyssenkrupp Ag
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/402—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for positioning, e.g. centring a tool relative to a hole in the workpiece, additional detection means to correct position
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0011—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement
    • G05D1/0044—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement by providing the operator with a computer generated representation of the environment of the vehicle, e.g. virtual reality, maps
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/18—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
    • E02F3/22—Component parts
    • E02F3/26—Safety or control devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for the at least partially automated computer-aided positioning of at least one goods / material flow unit.
  • the invention also relates to the use or implementation of a graphic user interface for visualizing an actual position relative to a target position of at least one goods / material flow unit and a computer program product for this.
  • the invention relates to a device and a method according to the preamble of the respective independent or subsidiary claim.
  • the operation and positioning of equipment has to be carried out manually in many cases and therefore requires time or is prone to errors.
  • the positioning of the bucket of a bucket wheel excavator (SRB) in an opencast mine demands not only a high level of concentration on the part of the operator, but also experience and responsibility.
  • the target position of conveying goods / material flow units of SRBs or excavators or other equipment also has a direct effect on wear and / or the conveying rate (conveying capacity) in many applications.
  • Such positioning activities can degenerate into strenuous long-term activities, especially if the soil / subsoil is different. Operation is made even more difficult, not least by the effects of the weather (precipitation, dust, wind) and different lighting conditions.
  • the object of the invention is to provide a device and a method with the features described above, with which the operation and positioning of goods / material flow units, in particular in connection with material flow and logistics, can be simplified and carried out with greater security or better controllability, especially with regard to situations where human error could lead to great risks.
  • this object is achieved in particular by a device set up for at least partially automated computer-aided positioning of at least one goods / material flow unit based on a current computer-aided target / actual comparison of positions, the device being set up to visualize the current actual position and the Target position for an operator / user, the device comprising:
  • the at least one goods / material flow unit in particular designed as a bucket wheel of a bucket wheel excavator or reclaimer or as a forklift arm of a stacker;
  • an input unit set up for individually induced user inputs, in particular with at least one haptic input element
  • GUI graphical user interface
  • the device is set up to determine the actual position with respect to at least one spatial direction based on at least one measured value currently recorded on or with respect to the goods / material flow unit, in particular position measurement, and to visualize the actual position for the user relative to the target position on at least one of the following measures: colored highlighting of the actual position and / or the target position, geometric highlighting of the actual position and / or the target position, visualization of the direction of at least one relative movement path from the actual position to the target -Position, visualization of the amount of a shift from the actual position to the target position; wherein the device is further configured to control the at least one actuator in response to the user input. This allows visualization for computer-aided, optimized positioning of the respective goods / material flow unit.
  • the interaction between man and machine can be optimized, in particular simplified.
  • Signals or warning notices can optionally be implemented, in particular in such a way that they are particularly easy to understand or can be communicated in a particularly striking manner for the user. Last but not least, this can minimize the risk of incorrect positioning, inefficiency or even collisions.
  • the approach to an optimal dropping point can be simplified, e.g. when loading a wagon.
  • the device is set up to visualize the goods / material flow unit in a schematic manner, in particular by means of an input / output unit.
  • the output unit is preferably set up for three-dimensional visualization for a user. This also allows the user's attention to be focused.
  • the device is set up to scan the area around the actual position or the goods / material flow unit and / or the area around the target position, in particular by means of radar Technology or by means of a multiplicity of measuring units, and wherein the device is set up to visualize the goods / material flow unit and / or the target position within or in relation to the environment, in particular by means of an input / output unit.
  • the device is set up to scan the area around the actual position or the goods / material flow unit and / or the area around the target position, in particular by means of radar Technology or by means of a multiplicity of measuring units, and wherein the device is set up to visualize the goods / material flow unit and / or the target position within or in relation to the environment, in particular by means of an input / output unit.
  • the device can be set up to scan the environment and evaluate the actual position in relation to the environment with respect to at least one parameter from the following group: relative distance of the goods / material flow unit, relative speed of the goods / material flow unit. This allows the visualization to be individually adapted to the respective application, e.g. on particularly large proportions and rather slow, sluggish movements of a paddle wheel, or on short, fast movements in a warehouse when sorting in / out piece goods.
  • At least one instantaneous measured value can be recorded as a measured value from the following group: direction measured value, speed measured value, acceleration measured value, time measured value, in particular by means of at least one measuring unit set up for the respective measured value.
  • the device is set up to determine and visualize the actual position with respect to at least two or three spatial directions, in particular in a three-dimensional manner by means of a plurality of measuring units, and wherein the device is set up to position with respect to at least two spatial directions or in relation to all three spatial directions, in particular by means of a multiplicity of measuring units comprising distance sensors.
  • the human-machine interaction can be optimized.
  • the device can be set up to perform the positioning as a function of whether the user input can be correlated with the positioning proposed by the system, in particular based on a comparison of at least one parameter (in particular distance, relative speed, Acceleration), in particular in that at least one signal or at least one visualization event can be generated for the user.
  • at least one parameter in particular distance, relative speed, Acceleration
  • the device is in communication with a disconnection unit (emergency stop) or comprises this.
  • a disconnection unit electronic device
  • the functionality can also be expanded in such a way that the operated system or the relocated unit can be blocked, in particular to avoid a collision (computer-aided initiable maneuver of the last moment).
  • the device includes a black box functionality, in particular in the form of a digital tachograph. This allows the functionality to be expanded even further.
  • the device comprises at least one component from the following group: first measuring unit, in particular radar sensor, second measuring unit, in particular locally analyzing sensor, switch-off unit, black box, in particular digital tachograph, communication module, input / output unit, central visualization and control system.
  • first measuring unit in particular radar sensor
  • second measuring unit in particular locally analyzing sensor
  • switch-off unit in particular black box
  • black box in particular digital tachograph
  • communication module input / output unit
  • central visualization and control system central visualization and control system.
  • the device is set up to perform the visualization as a function of at least one threshold value, in particular the type and manner of visualization, in particular as a function of a threshold value for a minimum relative distance.
  • the user can also be given a warning that is as specific and plausible as possible, easily understandable, for example in the event of restricted visibility, for example in the event of weather influences such as rain or darkness.
  • the device is coupled to a / the central visualization and control system via at least one communication module and is set up to redundantly mirror the generated visualization both on a GUI of an output unit intended for the user and on at least one GUI of the visualization system. and control system. In this way, the risk of incorrect operation or human error can be further reduced, in particular through redundancy in the evaluation (redundant monitoring, for example by other users or controllers).
  • the aforementioned object is achieved according to the invention in particular by a method for at least partially automatable computer-aided positioning of at least one goods / material flow unit based on a current, computer-aided target / actual comparison of positions, with a visualization of both the actual position (current position) and the the target position for an operator / user also takes place, in particular with regard to at least one bucket wheel of a bucket wheel excavator or reclaimer or with regard to a forklift arm of a stacker, the positioning of the goods / material flow unit in response to at least one individually induced user input, e.g.
  • manually haptic or can optionally be non-haptic takes place by means of at least one activated / regulated actuator coupled to the goods / material flow unit, the actual position with respect to at least one spatial direction based on at least one momentary measured value recorded on or with respect to the goods / material flow unit, in particular measured position value, is determined, in particular by means of a control / regulating device via a / the graphical user interface (GUI, and visualized for the user, the actual position relative to the target -Position, i.e.
  • GUI graphical user interface
  • the target position in relation to the target position, is visualized, and at least one of the following measures is carried out to visualize at least one computer-aided recommended relative movement possible to reach the target position: Colored highlighting of the actual position and / or the target Position, geometric highlighting of the actual position and / or the target position, visualization of the direction of at least one relative movement path from the actual position to the target position, visualization of the amount of a shift from the actual position to the target position, visualization of a relative distance; wherein the at least one actuator is activated in response to the user input if the user input can be correlated or brought into harmony with at least one of the computer-aided recommended relative movements.
  • Recording or monitoring in the form of or in the form of a digital tachograph can also take place, in particular including data relating to start / end times, target and actual values, efficiency in percent, current deviation of actual values from predefinable ones Parameters.
  • the tachograph can be connected to a central control room or to a central control / regulating device.
  • the control / regulating device can be used to mirror a GUI visualization, the redundant mirroring e.g. can be accessed in a control room.
  • the goods / material flow unit is visualized in a schematic manner, in particular by external outlines, in particular by a basic geometric shape such as e.g. a square.
  • a basic geometric shape such as e.g. a square.
  • the information content can be consciously focused or the amount of information can be deliberately reduced, for example in particularly complex movement situations with a large number of obstacles.
  • an illustration can also take place by reducing from 3D to 2D, or vice versa by illustrating a standard two-dimensional relative movement in a 3D context.
  • the method further comprises: Scanning the area surrounding the actual position or the goods / material flow unit and / or the area surrounding the target position, in particular scanning using radar technology, and visualizing the goods / material flow unit and / or the Target position within or in relation to the environment. This also favors, for example, exact positioning for removing or throwing off material.
  • the method further comprises: scanning the environment and evaluating the actual position with respect to the environment, in particular with regard to at least one parameter from the following group: relative distance of the goods / material flow unit, relative speed of the goods / material flow unit. In this way, a risk can be put into perspective, that is to say the size of a risk that may arise can be communicated to the user.
  • the method may further include scanning the environment and
  • Visualizing the environment by highlighting at least one feature of the environment, in particular a surface or a relief.
  • the at least one instantaneous measured value is a measured value from the following group: directional measured value,
  • the actual position is determined and visualized with respect to at least two or three spatial directions, the positioning being carried out with respect to at least two spatial directions or with respect to all three spatial directions.
  • the visualization can be adequately adapted to the dimensions of the desired (relative) movements.
  • a schematic simplification of a three-dimensional context to a 2D visualization can also take place, if desired.
  • the positioning can take place depending on whether the user input can be correlated with the positioning proposed by the system, based on a plausibility check, with at least one signal or at least one visualization event (computer-generated GUI instruction) being generated for the user if the user input is not can be correlated with the target position.
  • a control / regulating device set up to carry out a method described above, the control / regulating device being coupled to at least one measuring unit and to a graphical user interface (GUI), in particular also to a central visualization - and control system.
  • GUI graphical user interface
  • the control / regulating device can also be coupled to at least one drive of the goods / material flow unit and be set up to switch the drive as a function of predefinable threshold values with regard to the actual / target position, in particular to switch it on when a maximum actual / target position is not reached. Target distance. This enables efficient work, e.g. in that the goods / material flow unit is already put into operation or a corresponding functionality is switched on) when the goods / material flow unit comes into a certain proximity to the target position.
  • the aforementioned object is also achieved in particular by using a graphical user interface (GUI) to visualize an actual position relative to a target position of at least one goods / material flow unit, in particular a paddle wheel, in particular in a method described above, with the GUI at least one visualization event (computer-generated GUI instruction) from the following group is visualized for a user: colored highlighting, geometric highlighting, visualization of the direction of at least one relative current movement path or target movement path, visualization of the amount of a target displacement, visualization a relative distance.
  • the visualization can also include the emission of at least one acoustic signal.
  • the aforementioned object is also achieved in particular by a computer program product designed to visualize an actual position relative to a target position of at least one goods / Material flow unit, in particular a paddle wheel, in particular in the case of a method described above, when the method is carried out on a computer.
  • FIG. 2 shows a side view in a schematic representation of a device according to an exemplary embodiment, in connection with its use in a conveyor system.
  • a device 1 for computer-aided positioning can be used, for example, in connection with a material transport unit 2, in particular a ship, wagon, motor vehicle, and in connection with a device 3, in particular a conveyor system, in particular a bucket wheel excavator, and in connection with a goods / material flow unit 5, in particular a bucket wheel, be used.
  • a material transport unit 2 in particular a ship, wagon, motor vehicle
  • a device 3 in particular a conveyor system, in particular a bucket wheel excavator, and in connection with a goods / material flow unit 5, in particular a bucket wheel, be used.
  • mining material should be moved to an accumulation 4 by means of conveying technology.
  • at least one obstacle 6 be bypassed.
  • the goods / material flow unit 5 can be actively positioned by means of actuators 7, in particular according to target specifications.
  • a control / regulating device 10 has, for example, a first measuring unit 11, in particular a radar sensor, in particular IDRR2, and a second measuring unit 12, in particular a locally analyzing sensor, and can furthermore have or be coupled to: disconnection unit (emergency stop) 13, black box 14 , in particular digital tachograph, communication module 15 (in particular wireless), input / output unit 16 with GUI.
  • a computer-generated image 20 of a target position can be generated.
  • a computer-generated image 21 of an actual position can be generated.
  • the user can provide assistance e.g. to the effect that obstacles 6 have to be taken into account, for example by referring to a threshold value d, in particular to a critical minimum distance which must not be exceeded.
  • the individual visualization events can be mirrored on a central visualization and control system 30.
  • the application described above can take place, for example, in a conveyor system 100 with computer-aided positioning / visualization functionality.
  • FIG. 1A shows in particular a directional arrow 22 from the actual position 21 (dashed line) to the target position 20 (dotted line).
  • the actual position is a Simplified geometry or, for example, the outer contour of the goods / material flow unit to be positioned is shown. In other words: the position and alignment of the goods / material flow unit can be geometrically simplified (here: square or rectangle).
  • 1B shows the directional arrow 22 at a later stage; the direction is adapted to the current relative actual position 21; the arrow 22 points almost in the horizontal direction.
  • FIG. 1C shows a situation comparable to that in FIG. 1A, in particular taking into account an obstacle 6 and a threshold value d in the form of a minimum distance.
  • the threshold value for the minimum distance d is defined to be 0.3 m, or at least one further threshold value is set to 2 m (particularly in the case of desired gradual escalation levels of the visualization or further measures of the device 1).
  • a second GUI instruction 23 (line 21 partly as a dashed line, especially in the critical section) has now been generated, in particular to indicate a risk of collision in the corresponding area of the goods / material flow unit.
  • the intensity of the visualization can be increased, for example by combining several visualization measures and / or by modifying at least one visualization measure (e.g. variation of the color as a visualization event, e.g. by using the color red for the highest escalation level), or by combining it with acoustic signals.
  • at least one visualization measure e.g. variation of the color as a visualization event, e.g. by using the color red for the highest escalation level
  • an emergency stop can also be initiated (stop movement), in particular by means of the switch-off unit 13, the system e.g. is only released again when the user makes a manual entry via the input unit 16.
  • 1 D shows, in particular, an uncritical situation which has been defused thanks to a collision warning and in which the actual position 21 is sufficiently spaced from the obstacle 6.
  • You can also choose to use the material to be mined Reference can be made, for example, by showing a mining edge in the open pit, along which a paddle wheel can be displaced.
  • Fig. 2 shows an application according to an embodiment, namely in a conveyor system 100.
  • a three-dimensional scan of both the surroundings 4, 6 and the individual components of the conveyor system 100 can take place.
  • All processes can be recorded in the black box 14 and evaluated simultaneously, for example also remotely in the central system 30.
  • the data processed in the black box 14 include input parameters such as start / end times, target and actual positions, (relative) speeds, Travel durations and movement paths (travel distance).
  • the sensor system 11, 12 can comprise, for example, first measuring units 11 in the form of radar sensors and / or second measuring units 12 in the form of local analyzer units (sensors with a local reference or with a focus on a predefined area around the respective sensor).
  • 11 first measuring unit in particular radar sensor, in particular IDRR2

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum zumindest teilweise automatisierbaren computergestützten Positionieren wenigstens einer Güter-/Materialflusseinheit basierend auf einem momentanen computergestützt durchgeführten Soll-Ist-Vergleich von Positionen, wobei eine Visualisierung sowohl der Ist-Position als auch der Soll-Position für einen Bediener erfolgt, insbesondere bezüglich wenigstens eines Schaufelrades eines Schaufelradbaggers oder Reclaimers oder bezüglich eines Staplerarms eines Stackers, wobei das Positionieren der Güter-/Materialflusseinheit in Reaktion auf wenigstens eine individuell induzierte Benutzereingabe mittels wenigstens eines angesteuerten/geregelten und an die Güter-/Materialflusseinheit gekoppelten Aktuators erfolgen kann. Ferner betrifft die Erfindung in diesem Zusammenhang die Verwendung einer grafischen Benutzerschnittstelle (GUI) zum Visualisieren einer Ist-Position relativ zu einer Soll-Position sowie ein dafür eingerichtetes Computerprogrammprodukt.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum zumindest teilweise automatisierten computergestützten Positionieren wenigstens einer Güter-/Materialflusseinheit
Beschreibung:
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum zumindest teilweise automatisierten computergestützten Positionieren wenigstens einer Güter-/Materialflusseinheit. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung bzw. Implementierung einer grafischen Benutzerschnittstelle zum Visualisieren einer Ist-Position relativ zu einer Soll-Position wenigstens einer Güter- /Materialflusseinheit sowie ein Computerprogrammprodukt dafür. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen oder nebengeordneten Anspruchs.
HINTERGRUND
Das Bedienen und Positionieren von Gerätschaften insbesondere im Zusammenhang mit Materialfluss und Logistik (Abbau von Material und/oder Aufgreifen und/oder Abladen/Abwerfen) muss in vielen Fällen manuell durchgeführt werden und erfordert daher Zeit oder ist fehleranfällig. Beispielsweise das Positionieren der Schaufel eines Schaufelradbaggers (SRB) im Tagebau verlangt den Bedienern nicht nur hohe Konzentration, sondern auch Erfahrung und Zurechnungsfähigkeit ab. Die Soll-Position von fördernden Güter-/Materialflusseinheiten von SRB oder Baggern oder sonstigen Gerätschaften wirkt sich bei vielen Anwendungen auch unmittelbar auf den Verschleiß und/oder die Förderrate (Förderleistung) aus. Letztlich können derartige Positionierungs-Tätigkeiten in anstrengende Dauer-Tätigkeiten ausarten, insbesondere wenn der Boden/Untergrund unterschiedlich beschaffen ist. Nicht zuletzt durch Witterungseinflüsse (Niederschlag, Staub, Wind) und unterschiedliche Lichtverhältnisse wird das Bedienen weiter erschwert.
In vielen Anwendungsfällen müssen die Bediener/Benutzer die entsprechenden Güter-/Materialflusseinheiten auf Sicht positionieren, also basierend auf optischer Prüfung und Kontrolle und Abschätzung von relativen Abständen und Geschwindigkeiten. Daher können Fehler oder Risiken wie z.B. Kollisionen oder nur teilweise beladene Güter-/Materialflusseinheiten (Zeitverlust, unzufriedenstellende Förderleistung) bisher nicht auf einfachem Wege mit guter Sicherheit vermieden werden. Zudem sind Personalaufwand und Personalkosten vergleichsweise hoch.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen zur Verfügung zu stellen, womit das Bedienen und Positionieren von Güter-/Materialflusseinheiten insbesondere im Zusammenhang mit Materialfluss und Logistik vereinfacht und mit größerer Sicherheit oder besserer Kontrollierbarkeit durchgeführt werden kann, insbesondere in Hinblick auf Situationen, in denen menschliche Fehler zu großen Risiken führen könnten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele werden in den Unteransprüchen aufgeführt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch eine Vorrichtung eingerichtet zum zumindest teilweise automatisierten computergestützten Positionieren wenigstens einer Güter-/Materialflusseinheit basierend auf einem momentanen computergestützt durchgeführten Soll-Ist- Vergleich von Positionen, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist zur Visualisierung der momentanen Ist-Position und der Soll-Position für einen Bediener/Benutzer, wobei die Vorrichtung aufweist:
-die wenigstens eine Güter-/Materialflusseinheit, insbesondere in Ausgestaltung als Schaufelrad eines Schaufelradbaggers oder Reclaimers oder als Staplerarm eines Stackers;
-wenigstens einen an die Güter-/Materialflusseinheit gekoppelten Aktuator eingerichtet zum Positionieren der Güter-/Materialflusseinheit bezüglich wenigstens einer Raumrichtung;
-eine Eingabeeinheit eingerichtet für individuelle induzierte Benutzereingaben, insbesondere mit wenigstens einem haptischen Eingabeelement;
-eine an die Eingabeeinheit gekoppelte grafische Benutzerschnittstelle (GUI); -eine an den wenigstens einen Aktuator und an die GUI gekoppelte Steuerungs-/Regelungseinrichtung;
wobei die Vorrichtung eingerichtet ist zum Ermitteln der Ist-Position bezüglich wenigstens einer Raumrichtung basierend auf wenigstens einem momentan an oder bezüglich der Güter-/Materialflusseinheit erfassten Messwert, insbesondere Positionsmesswert, und zum Visualisieren der Ist-Position für den Benutzer relativ zur Soll-Position basierend auf wenigstens einer der folgenden Maßnahmen: farbliche Hervorhebung der Ist-Position und/oder der Soll- Position, geometrische Hervorhebung der Ist-Position und/oder der Soll- Position, Visualisierung der Richtung wenigstens eines relativen Bewegungspfades von der Ist-Position in die Soll-Position, Visualisierung des Betrages einer Verlagerung von der Ist-Position in die Soll-Position; wobei die Vorrichtung ferner eingerichtet ist zum Ansteuern des wenigstens einen Aktuators in Reaktion auf die Benutzereingabe. Hierdurch kann eine Visualisierung für ein computergestütztes optimiertes Positionieren der jeweiligen Güter-/Materialflusseinheit erfolgen. Die Interaktion zwischen Mensch und Maschine kann optimiert, insbesondere vereinfacht werden. Optional können Signale oder Warnhinweise implementiert werden, insbesondere derart, dass sie besonders leicht verständlich bzw. besonders plakativ für den Benutzer kommunizierbar sind. Hierdurch kann nicht zuletzt ein Risiko hinsichtlich Fehl-Positionierung, Ineffizienz oder gar Kollisionen minimiert werden. Beispielsweise kann das Anfahren eines optimalen Abwurfpunktes vereinfacht werden, z.B. bei Beladung eines Waggons.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung eingerichtet zur Visualisierung der Güter-/Materialflusseinheit auf schematisierte Weise, insbesondere mittels einer Eingabe-/Ausgabeeinheit. Bevorzugt ist die Ausgabeeinheit eingerichtet zur dreidimensionalen Visualisierung für einen Benutzer. Hierdurch kann auch die Aufmerksamkeit des Benutzers fokussiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung eingerichtet zum Scannen der Umgebung der Ist-Position bzw. der Güter-/Materialflusseinheit und/oder der Umgebung der Soll-Position, insbesondere mittels Radar- Technologie oder mittels einer Vielzahl von Messeinheiten, und wobei die Vorrichtung eingerichtet ist zur Visualisierung der Güter-/Materialflusseinheit und/oder der Soll-Position innerhalb der bzw. in Bezug auf die Umgebung, insbesondere mittels einer Eingabe-/Ausgabeeinheit. Hierdurch können z.B. auch alle Hindernisse entlang eines ermittelten Soll-Bewegungspfades visualisiert werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein zum Scannen der Umgebung und Auswerten der Ist-Position in Bezug auf die Umgebung bezüglich wenigstens eines Parameters aus der folgenden Gruppe: Relativabstand der Güter- /Materialflusseinheit, Relativgeschwindigkeit der Güter-/Materialflusseinheit. Hierdurch kann die Visualisierung individuell auf die jeweilige Anwendung adaptiert werden, z.B. auf besonders große Größenverhältnisse und eher langsame, träge Bewegungen eines Schaufelrades, oder auf kurze, schnelle Bewegungen in einem Lager beim Ein-/Aussortieren von Stückgut. Dabei kann wenigstens ein momentaner Messwert als ein Messwert aus der folgenden Gruppe erfassbar sein: Richtungs-Messwert, Geschwindigkeits-Messwert, Beschleunigungs-Messwert, Zeit-Messwert, insbesondere mittels wenigstens einer für den jeweiligen Messwert eingerichteten Messeinheit.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung eingerichtet, die Ist- Position bezüglich wenigstens zwei oder drei Raumrichtungen zu ermitteln und zu visualisieren, insbesondere auf dreidimensionale Weise mittels einer Vielzahl von Messeinheiten, und wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, das Positionieren in Bezug auf wenigstens zwei Raumrichtungen oder in Bezug auf alle drei Raumrichtungen vorzunehmen, insbesondere mittels einer Vielzahl von Messeinheiten umfassend Abstandssensoren. Hierdurch können Benutzereingaben wahlweise im 2D- oder 3D-Kontext unmittelbar umgesetzt werden. Die Interaktion Mensch-Maschine kann optimiert werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, das Positionieren in Abhängigkeit davon vorzunehmen, ob die Benutzereingabe korrelierbar ist mit der systemseitig vorgeschlagenen Positionierung, insbesondere basierend auf einem Abgleich wenigstens eines Parameters (insbesondere Abstand, Relativgeschwindigkeit, Beschleunigung), insbesondere indem wenigstens ein Signal oder wenigstens ein Visualisierungs-Ereignis für den Benutzer generierbar ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel steht die Vorrichtung in Kommunikation mit einer Abschalteinheit (Not-Aus) oder umfasst diese. Hierdurch kann die Funktionalität auch derart erweitert werden, dass die betriebene Anlage bzw. die verlagerte Einheit blockiert werden kann, insbesondere zur Vermeidung einer Kollision (computergestützt initiierbares Manöver des letzten Augenblicks).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung eine BlackBox- Funktionalität, insbesondere in Ausgestaltung eines digitalen Fahrtenschreibers. Hierdurch kann auch die Funktionalität noch weiter erweitert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung wenigstens eine Komponente aus der folgenden Gruppe: erste Messeinheit, insbesondere Radarsensor, zweite Messeinheit, insbesondere lokal analysierender Sensor, Abschalteinheit, BlackBox, insbesondere digitaler Fahrtenschreiber, Kommunikationsmodul, Eingabe-Ausgabeeinheit, zentrales Visualisierungs und Steuerungssystem. Je nach Anwendungsfall kann die Vorrichtung durch Kombination dieser Komponenten hinsichtlich Funktionalität und Detailliertheit adaptiert sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung eingerichtet, die Visualisierung in Abhängigkeit von wenigstens einem Schwellwert vorzunehmen, insbesondere die Art und Weise der Visualisierung, insbesondere in Abhängigkeit von einem Schwellwert für einen Mindest- Relativabstand. Hierdurch kann dem Benutzer auch ein möglichst spezifischer und plakativer, leicht verständlicher Warnhinweis gegeben werden, beispielsweise bei eingeschränkter Sicht, beispielsweise bei Witterungseinflüssen wie Regen oder Dunkelheit. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung über wenigstens ein Kommunikationsmodul an ein/das zentrale Visualisierungs- und Steuerungssystem gekoppelt und ist eingerichtet zum redundanten Spiegeln der generierten Visualisierung sowohl an einer GUI einer/der für den Benutzer vorgesehenen Ausgabeeinheit als auch an wenigstens einer GUI des Visualisierungs- und Steuerungssystems. Hierdurch kann ein Risiko einer Fehlbedienung bzw. eines menschlichen Versagens weiter vermindert werden, insbesondere durch Redundanz in der Auswertung (redundantes Monitoring, beispielsweise durch weitere Benutzer oder Kontrolleure).
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch ein Verfahren zum zumindest teilweise automatisierbaren computergestützten Positionieren wenigstens einer Güter-/Materialflusseinheit basierend auf einem momentanen computergestützt durchgeführten Soll-Ist-Vergleich von Positionen, wobei eine Visualisierung sowohl der Ist-Position (momentane Position) als auch der Soll-Position für einen Bediener/Benutzer erfolgt, insbesondere bezüglich wenigstens eines Schaufelrades eines Schaufelradbaggers oder Reclaimers oder bezüglich eines Staplerarms eines Stackers, wobei das Positionieren der Güter-/Materialflusseinheit in Reaktion auf wenigstens eine individuell induzierte Benutzereingabe, die z.B. manuell haptisch oder wahlweise nicht-haptisch sein kann, mittels wenigstens eines angesteuerten/geregelten und an die Güter-/Materialflusseinheit gekoppelten Aktuators erfolgt, wobei die Ist-Position bezüglich wenigstens einer Raumrichtung basierend auf wenigstens einem momentan an oder bezüglich der Güter-/Materialflusseinheit erfassten Messwert, insbesondere Positionsmesswert, ermittelt wird, insbesondere mittels einer/der Steuerungs- /Regelungseinrichtung über eine/die grafische Benutzerschnittstelle (GUI, und für den Benutzer visualisiert wird, wobei die Ist-Position relativ zur Soll-Position, also in Bezug auf die Soll-Position, visualisiert wird, und wobei zur Visualisierung wenigstens einer zum Erreichen der Soll-Position möglichen und computergestützt empfohlenen Relativbewegung wenigstens eine der folgenden Maßnahmen erfolgt: farbliche Hervorhebung der Ist-Position und/oder der Soll-Position, geometrische Hervorhebung der Ist-Position und/oder der Soll-Position, Visualisierung der Richtung wenigstens eines relativen Bewegungspfades von der Ist-Position in die Soll-Position, Visualisierung des Betrages einer Verlagerung von der Ist-Position in die Soll- Position, Visualisierung eines relativen Abstandes; wobei der wenigstens eine Aktuator in Reaktion auf die Benutzereingabe angesteuert wird, wenn die Benutzereingabe mit wenigstens einer der computergestützt empfohlenen Relativbewegungen korrelierbar bzw. in Einklang bringbar ist. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
Dabei kann auch eine Aufzeichnung bzw. ein Monitoring in der Art eines bzw. in Form eines digitalen Fahrtenschreibers erfolgen, insbesondere umfassend Daten bezüglich Anfangs-/Endzeiten, Soll- und Ist-Werten, Effizienz in Prozent, momentane Abweichung von Ist-Werten von vordefinierbaren Parametern. Der Fahrtenschreiber kann mit einem zentralen Kontrollraum bzw. mit einer zentralen Steuerungs-/Regeleinrichtung verbunden sein. Insbesondere kann mittels der Steuerungs-/Regeleinrichtung eine Spiegelung einer GUI- Visualisierung erfolgen, wobei die redundante Spiegelung z.B. in einem Kontrollraum abgerufen werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Güter-/Materialflusseinheit auf schematisierte Weise visualisiert, insbesondere durch Außenumrisse, insbesondere durch eine geometrische Grundform wie z.B. ein Viereck. Hierdurch kann der Informations-Inhalt bewusst fokussiert oder die Menge der Information bewusst vermindert werden, beispielsweise in besonders komplexen Bewegungssituationen bei einer Vielzahl von Hindernissen. Insbesondere kann auch eine Illustration durch Reduktion von 3D auf 2D erfolgen, oder umgekehrt durch Veranschaulichung einer standardmäßig zweidimensionalen Relativbewegung in einem 3D-Kontext.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner: Scannen der Umgebung der Ist-Position bzw. der Güter-/Materialflusseinheit und/oder der Umgebung der Soll-Position, insbesondere Scannen mittels Radar- Technologie, und Visualisierung der Güter-/Materialflusseinheit und/oder der Soll-Position innerhalb der bzw. in Bezug auf die Umgebung. Dies begünstigt z.B. auch ein exaktes Positionieren zum Abbauen oder Abwerfen von Material. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner: Scannen der Umgebung und Auswerten der Ist-Position in Bezug auf die Umgebung, insbesondere bezüglich wenigstens eines Parameters aus der folgenden Gruppe: Relativabstand der Güter-/Materialflusseinheit, Relativgeschwindigkeit der Güter-/Materialflusseinheit. Hierdurch kann ein Risiko relativiert werden, also die Größe einer eventuell auftretenden Gefahr kann an den Benutzer kommuniziert werden. Das Verfahren kann ferner umfassen: Scannen der Umgebung und
Visualisieren der Umgebung durch Hervorheben wenigstens eines Merkmals der Umgebung, insbesondere einer Oberfläche oder eines Reliefs.
Gemäß einer Ausführungsform ist der wenigstens eine momentane Messwert ein Messwert aus der folgenden Gruppe: Richtungs-Messwert,
Geschwindigkeits-Messwert, Beschleunigungs-Messwert, Zeit-Messwert.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Ist-Position bezüglich wenigstens zwei oder drei Raumrichtungen ermittelt und visualisiert, wobei das Positionieren in Bezug auf wenigstens zwei Raumrichtungen oder in Bezug auf alle drei Raumrichtungen erfolgt. Hierdurch kann je nach Art der auszuführenden Arbeit das Visualisieren auf adäquate Weise angepasst werden an die Dimensionen der gewünschten (Relativ-)Bewegungen. Insbesondere kann auch eine schematische Vereinfachung eines dreidimensionalen Kontexts auf eine 2D- Visualisierung erfolgen, falls gewünscht.
Das Positionieren kann in Abhängigkeit davon erfolgen, ob die Benutzereingabe korrelierbar ist mit der systemseitig vorgeschlagenen Positionierung, basierend auf einer Plausibilitätsprüfung, wobei wenigstens ein Signal oder wenigstens ein Visualisierungs-Ereignis (computergenerierte GUI-lnstruktion) für den Benutzer generiert wird, wenn die Benutzereingabe nicht mit der Soll-Position korrelierbar ist. Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere auch gelöst durch eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung eingerichtet zum Ausführen eines zuvor beschriebenen Verfahrens, wobei die Steuerungs- /Regelungseinrichtung an wenigstens eine Messeinheit und an eine grafische Benutzerschnittstelle (GUI) gekoppelt ist, insbesondere auch an ein zentrales Visualisierungs- und Steuerungssystem. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung kann dabei auch an wenigstens einen Antrieb der Güter-/Materialflusseinheit gekoppelt sein und eingerichtet sein, den Antrieb in Abhängigkeit von vordefinierbaren Schwellwerten bezüglich der Ist- /Soll-Position zu schalten, insbesondere anzuschalten bei Unterschreiten eines maximalen lst-/Soll-Abstandes. Dies ermöglicht ein effizientes Arbeiten, z.B. indem die Güter-/Materialflusseinheit bereits dann in Betrieb genommen wird, oder eine entsprechende Funktionalität zugeschaltet wird), wenn die Güter- /Materialflusseinheit in eine gewisse Nähe der Soll-Position gelangt.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere auch gelöst durch Verwendung einer grafischen Benutzerschnittstelle (GUI) zum Visualisieren einer Ist-Position relativ zu einer Soll-Position wenigstens einer Güter-/Materialflusseinheit, insbesondere eines Schaufelrades, insbesondere bei einem zuvor beschriebenen Verfahren, wobei auf der GUI wenigstens ein Visualisierungs-Ereignis (computergenerierte GUI-lnstruktion) aus der folgenden Gruppe für einen Benutzer visualisiert wird: farbliche Hervorhebung, geometrische Hervorhebung, Visualisierung der Richtung wenigstens eines relativen momentanen Bewegungspfades oder Soll- Bewegungspfades, Visualisierung des Betrages einer Soll-Verlagerung, Visualisierung eines relativen Abstandes. Wahlweise kann das Visualisieren auch die Emission wenigstens eines akustischen Signals umfassen. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere auch gelöst durch ein Computerprogrammprodukt eingerichtet zum Visualisieren einer Ist- Position relativ zu einer Soll-Position wenigstens einer Güter- /Materialflusseinheit, insbesondere eines Schaufelrades, insbesondere bei einem zuvor beschriebenen Verfahren, wenn das Verfahren auf einem Computer ausgeführt wird. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile.
FIGURENBESCHREIBUNG
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschrei bung wenigstens eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen, sowie aus den Zeichnungen selbst. Dabei zeigen
Fig. 1A, 1 B, 1 C, 1 D jeweils in schematischer Darstellung eine Art und
Weise einer Visualisierung gemäß Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf spezifische Situationen;
Fig. 2 in Seitenansicht in schematischer Darstellung eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, im Zusammenhang mit deren Verwendung in einer fördertechnischen Anlage.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen.
Die Figuren werden zwecks leichteren Verständnisses zunächst zusammen unter Bezugnahme auf alle Bezugszeichen beschrieben. In den jeweiligen Figuren gezeigte Einzelheiten oder Besonderheiten werden individuell beschrieben.
Eine Vorrichtung 1 zum computergestützten Positionieren kann z.B. in Verbindung mit einer Materialtransporteinheit 2, insbesondere Schiff, Waggon, Kraftfahrzeug, und in Verbindung mit einem Gerät 3, insbesondere Fördertechnikeinrichtung, insbesondere Schaufelradbagger, und in Verbindung mit einer Güter-/Materialflusseinheit 5, insbesondere Schaufelrad, verwendet werden. Beispielsweise soll Abbaumaterial fördertechnisch zu einer Anhäufung 4 verlagert werden. Beispielsweise muss dabei wenigstens ein Hindernis 6 umfahren werden. Mittels Aktuatoren 7 kann die Güter-/Materialflusseinheit 5 aktiv positioniert werden, insbesondere gemäß Soll-Vorgaben.
Eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung 10 weist beispielsweise eine erste Messeinheit 11 , insbesondere Radarsensor, insbesondere IDRR2, und eine zweite Messeinheit 12, insbesondere lokal analysierender Sensor auf, und kann ferner aufweisen oder daran gekoppelt sein: Abschalteinheit (Not-Aus) 13, BlackBox 14, insbesondere digitaler Fahrtenschreiber, Kommunikationsmodul 15 (insbesondere drahtlos), Eingabe-/Ausgabeeinheit 16 mit GUI.
Insbesondere kann ein computergeneriertes Abbild 20 einer Soll-Position generiert werden. Insbesondere kann ein computergeneriertes Abbild 21 einer Ist-Position generiert werden.
Basierend auf einer ersten computergenerierten GUI-lnstruktion 22
(Visualisierungs-Ereignis), insbesondere Richtungspfeil, kann dem Benutzer eine Hilfestellung dahingehend geliefert werden, wie die Güter- /Materialflusseinheit 5 verlagert werden soll.
Basierend auf einer zweiten computergenerierten GUI-lnstruktion 23
(Visualisierungs-Ereignis), insbesondere farbliche und/oder geometrische Hervorhebung oder Differenzierung, kann dem Benutzer eine Hilfestellung z.B. dahingehend geliefert werden, ob Hindernisse 6 beachtet werden müssen, beispielsweise indem Bezug auf einen Schwellwert d genommen wird, insbesondere auf einen kritischen nicht zu unterschreitenden Mindest-Abstand.
Die einzelnen Visualisierungs-Ereignisse können an einem zentralen Visualisierungs- und Steuerungssystem 30 gespiegelt werden.
Die zuvor beschriebene Anwendung kann beispielsweise in einer Fördertechnik-Anlage 100 mit computergestützter Positionierungs- L/isualisierungs-Funktionalität erfolgen.
Fig. 1A zeigt insbesondere einen Richtungspfeil 22 von der Ist-Position 21 (Strichlinie) zur Soll-Position 20 (Punktlinie). Dabei ist als Ist-Position eine vereinfachte Geometrie oder z.B. auch die Außenkontur der zu positionierenden Güter-/Materialflusseinheit dargestellt. Anders ausgedrückt: Die Lage und Ausrichtung der Güter-/Materialflusseinheit kann geometrisch vereinfacht sein (hier: Viereck bzw. Rechteck).
Fig. 1 B zeigt den Richtungspfeil 22 in einem späteren Stadium; die Richtung ist auf die aktuelle relative Ist-Position 21 adaptiert; der Pfeil 22 weist nahezu in horizontale Richtung.
Fig. 1 C zeigt eine Situation vergleichbar zu jener in Fig. 1A, insbesondere unter Berücksichtigung eines Hindernisses 6 sowie eines Schwellwerts d in Form eines Mindest-Abstandes. Beispielsweise wird der Schwellwert für den Mindest- Abstand d auf 0,3m definiert, oder wenigstens ein weiterer Schwellwert wird auf 2m gesetzt (insbesondere bei gewünschten graduellen Eskalationsstufen der Visualisierung oder weiterer Maßnahmen der Vorrichtung 1 ). Zusätzlich zur ersten GUI-lnstruktion 22 (Pfeil) ist nun auch eine zweite GUI-lnstruktion 23 (Linie 21 teilweise als Strichlinie, insbesondere im kritischen Abschnitt) generiert worden, insbesondere um auf ein Kollisionsrisiko im entsprechenden Bereich der Güter-/Materialflusseinheit hinzuweisen. Bei Über-/Unterschreiten eines/des Schwellwerts kann die Intensität der Visualisierung gesteigert werden, beispielsweise durch Kombination mehrerer Visualisierungs- Maßnahmen und/oder durch Abwandlung wenigstens einer Visualisierungs- Maßnahme (z.B. Variation der Farbe als Visualisierungs-Ereignis, z.B. durch Verwendung der Farbe Rot für höchste Eskalationsstufe), oder auch durch Kombination mit akustischen Signalen.
Beispielsweise kann in der in Fig. 1 C illustrierten Situation auch ein Not-Aus initiiert werden (Stop Bewegung), insbesondere mittels der Abschalteinheit 13, wobei das System z.B. erst dann wieder freigegeben wird, wenn der Benutzer eine manuelle Eingabe über die Eingabeeinheit 16 vornimmt.
Fig. 1 D zeigt insbesondere eine dank Kollisions-Warnung entschärfte, unkritische Situation, in welcher die Ist-Position 21 ausreichend beabstandet zum Hindernis 6 ist. Wahlweise kann auch auf das abzubauende Material Bezug genommen werden, z.B. indem eine Abbau-Kante im Tagebau dargestellt werden, entlang welcher ein Schaufelrad verlagerbar ist.
Fig. 2 zeigt eine Anwendung gemäß einem Ausführungsbeispiel, nämlich in einer Fördertechnik-Anlage 100. Unter Bezugnahme auf die obige Beschreibung kann hier z.B. noch hervorgehoben werden, dass dank der vorhandenen Sensorik 11 , 12 ein dreidimensionaler Scan sowohl der Umgebung 4, 6 als auch der einzelnen Komponenten der Fördertechnik-Anlage 100 erfolgen kann. Alle Vorgänge können in der BlackBox 14 mitgeschrieben und simultan ausgewertet werden, beispielsweise auch remote im zentralen System 30. Insbesondere umfassen die in der BlackBox 14 prozessierten Daten Eingangsparameter wie Anfangs-/Endzeiten, Soll- und Ist-Positionen, (Relativ- )Geschwindigkeiten, Verfahr-Dauern und Bewegungspfade (Verfahr-Weg). Die Sensorik 11 , 12 kann z.B. erste Messeinheiten 11 in Ausgestaltung als Radarsensoren umfassen, und/oder zweite Messeinheiten 12 in Ausgestaltung als Local Analyzer Units (Sensorik mit lokalem Bezug bzw. mit Fokus auf einen vordefinierten Bereich um den jeweiligen Sensor herum).
Bezugszeichenliste:
1 Vorrichtung zum computergestützten Positionieren
2 Materialtransporteinheit, insbesondere Schiff, Waggon, Kraftfahrzeug 3 Gerät, insbesondere Fördertechnikeinrichtung, insbesondere
Schaufelradbagger
4 Anhäufung Abbaumaterial
5 Güter-/Materialflusseinheit, insbesondere Schaufelrad
6 Hindernis
7 Aktuator
10 Steuerungs-/Regelungseinrichtung
11 erste Messeinheit, insbesondere Radarsensor, insbesondere IDRR2
12 zweite Messeinheit, insbesondere lokal analysierender Sensor
13 Abschalteinheit (Not-Aus)
14 BlackBox, insbesondere digitaler Fahrtenschreiber
15 Kommunikationsmodul (insbesondere drahtlos)
16 Eingabe-/Ausgabeeinheit mit GUI 20 computergeneriertes Abbild Soll-Position
21 computergeneriertes Abbild Ist-Position
22 erste computergenerierte GUI-lnstruktion (Visualisierungs-Ereignis), insbesondere Richtungspfeil
23 zweite computergenerierte GUI-lnstruktion (Visualisierungs-Ereignis), insbesondere farbliche und/oder geometrische Hervorhebung oder
Differenzierung
30 zentrales Visualisierungs- und Steuerungssystem
100 Fördertechnik-Anlage mit computergestützter Positionierungs- A/isualisierungs-Funktionalität d Schwellwert, insbesondere kritischer Mindest-Abstand

Claims

1. Verfahren zum zumindest teilweise automatisierbaren computergestützten Positionieren wenigstens einer Güter-/Materialflusseinheit (5) basierend auf einem momentanen computergestützt durchgeführten Soll-Ist-Vergleich von Positionen, wobei eine Visualisierung sowohl der Ist-Position als auch der Soll- Position für einen Bediener/Benutzer erfolgt, insbesondere bezüglich wenigstens eines Schaufelrades eines Schaufelradbaggers oder Reclaimers oder bezüglich eines Staplerarms eines Stackers, wobei das Positionieren der Güter-/Materialflusseinheit (5) in Reaktion auf wenigstens eine individuell induzierte Benutzereingabe mittels wenigstens eines angesteuerten/geregelten und an die Güter-/Materialflusseinheit gekoppelten Aktuators (7) erfolgt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ist-Position bezüglich wenigstens einer Raumrichtung basierend auf wenigstens einem momentan an oder bezüglich der Güter-/Materialflusseinheit erfassten Messwert, insbesondere Positionsmesswert, ermittelt wird und für den Benutzer visualisiert wird, wobei die Ist-Position relativ zur Soll-Position visualisiert wird, und wobei zur Visualisierung wenigstens einer zum Erreichen der Soll-Position möglichen und computergestützt empfohlenen Relativbewegung wenigstens eine der folgenden Maßnahmen erfolgt: farbliche Hervorhebung der Ist-Position (21 ) und/oder der Soll-Position (20), geometrische Hervorhebung der Ist-Position und/oder der Soll-Position, Visualisierung der Richtung wenigstens eines relativen Bewegungspfades von der Ist-Position in die Soll-Position, Visualisierung des Betrages einer Verlagerung von der Ist-Position in die Soll- Position, Visualisierung eines relativen Abstandes; wobei der wenigstens eine Aktuator (7) in Reaktion auf die Benutzereingabe angesteuert wird, wenn die Benutzereingabe mit wenigstens einer der computergestützt empfohlenen Relativbewegungen korrelierbar ist.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, wobei die Güter- /Materialflusseinheit (5) auf schematisierte Weise visualisiert wird, insbesondere durch Außenumrisse, insbesondere durch eine geometrische Grundform wie z.B. ein Viereck.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das Verfahren ferner umfasst: Scannen der Umgebung der Ist-Position (21 ) bzw. der Güter-/Materialflusseinheit (5) und/oder der Umgebung der Soll-Position, insbesondere Scannen mittels Radar-Technologie, und Visualisierung der Güter-/Materialflusseinheit und/oder der Soll-Position (20) innerhalb der bzw. in Bezug auf die Umgebung; und/oder wobei der wenigstens eine momentane Messwert ein Messwert aus der folgenden Gruppe ist: Richtungs-Messwert, Geschwindigkeits-Messwert, Beschleunigungs-Messwert, Zeit-Messwert.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei das Verfahren ferner umfasst: Scannen der Umgebung und Auswerten der Ist- Position in Bezug auf die Umgebung, insbesondere bezüglich wenigstens eines Parameters aus der folgenden Gruppe: Relativabstand der Güter- /Materialflusseinheit, Relativgeschwindigkeit der Güter-/Materialflusseinheit; und/oder wobei das Verfahren ferner umfasst: Scannen der Umgebung und Visualisieren der Umgebung durch Hervorheben wenigstens eines Merkmals der Umgebung, insbesondere einer Oberfläche oder eines Reliefs.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Ist-Position (21 ) bezüglich wenigstens zwei oder drei Raumrichtungen ermittelt und visualisiert wird, und wobei das Positionieren in Bezug auf wenigstens zwei Raumrichtungen oder in Bezug auf alle drei Raumrichtungen erfolgt; und/oder wobei das Positionieren in Abhängigkeit davon erfolgt, ob die Benutzereingabe korrelierbar ist mit der systemseitig vorgeschlagenen Positionierung, basierend auf einer Plausibilitätsprüfung, wobei wenigstens ein Signal oder wenigstens ein Visualisierungs-Ereignis für den Benutzer generiert wird, wenn die Benutzereingabe nicht mit der Soll-Position (20) korrelierbar ist.
6. Steuerungs-/Regelungseinrichtung (10) eingerichtet zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei die Steuerungs-/Regelungseinrichtung an wenigstens eine Messeinheit (11 , 12) und an eine grafische Benutzerschnittstelle (GUI) gekoppelt ist, insbesondere auch an ein zentrales Visualisierungs- und Steuerungssystem (30).
7. Verwendung einer grafischen Benutzerschnittstelle (GUI) zum Visualisieren einer Ist-Position (21 ) relativ zu einer Soll-Position (20) wenigstens einer Güter- /Materialflusseinheit (5), insbesondere eines Schaufelrades, insbesondere bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei auf der GUI wenigstens ein Visualisierungs-Ereignis aus der folgenden Gruppe für einen Benutzer visualisiert wird: farbliche Hervorhebung, geometrische Hervorhebung, Visualisierung der Richtung wenigstens eines relativen momentanen Bewegungspfades oder Soll- Bewegungspfades, Visualisierung des Betrages einer Soll-Verlagerung, Visualisierung eines relativen Abstandes (d).
8. Com puterprogramm produkt eingerichtet zum Visualisieren einer Ist- Position relativ zu einer Soll-Position wenigstens einer Güter- /Materialflusseinheit (5), insbesondere eines Schaufelrades, insbesondere bei einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wenn das Verfahren auf einem Computer ausgeführt wird.
9. Vorrichtung (1 ) eingerichtet zum zumindest teilweise automatisierten computergestützten Positionieren wenigstens einer Güter-/Materialflusseinheit (5) basierend auf einem momentanen computergestützt durchgeführten Soll-Ist- Vergleich von Positionen, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist zur Visualisierung der momentanen Ist-Position (21 ) und der Soll-Position (20) für einen Bediener/Benutzer, wobei die Vorrichtung aufweist:
-die wenigstens eine Güter-/Materialflusseinheit (5), insbesondere in Ausgestaltung als Schaufelrad eines Schaufelradbaggers oder Reclaimers oder als Staplerarm eines Stackers;
-wenigstens einen an die Güter-/Materialflusseinheit gekoppelten Aktuator (7) eingerichtet zum Positionieren der Güter-/Materialflusseinheit bezüglich wenigstens einer Raumrichtung;
-eine Eingabeeinheit (16) eingerichtet für individuelle induzierte Benutzereingaben, insbesondere mit wenigstens einem haptischen Eingabeelement;
-eine an die Eingabeeinheit gekoppelte grafische Benutzerschnittstelle (GUI); -eine an den wenigstens einen Aktuator und an die GUI gekoppelte Steuerungs-/Regelungseinrichtung (10); d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Vorrichtung eingerichtet ist zum Ermitteln der Ist-Position (21 ) bezüglich wenigstens einer Raumrichtung basierend auf wenigstens einem momentan an oder bezüglich der Güter- /Materialflusseinheit erfassten Messwert, insbesondere Positionsmesswert, und zum Visualisieren der Ist-Position für den Benutzer relativ zur Soll-Position (20) basierend auf wenigstens einer der folgenden Maßnahmen: farbliche Hervorhebung der Ist-Position und/oder der Soll-Position, geometrische Hervorhebung der Ist-Position und/oder der Soll-Position, Visualisierung der Richtung wenigstens eines relativen Bewegungspfades von der Ist-Position in die Soll-Position, Visualisierung des Betrages einer Verlagerung von der Ist- Position in die Soll-Position; wobei die Vorrichtung ferner eingerichtet ist zum Ansteuern des wenigstens einen Aktuators (7) in Reaktion auf die Benutzereingabe.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist zur Visualisierung der Güter-/Materialflusseinheit auf schematisierte Weise, insbesondere mittels einer Eingabe-/Ausgabeeinheit.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist zum Scannen der Umgebung der Ist-Position bzw. der Güter- /Materialflusseinheit und/oder der Umgebung der Soll-Position, insbesondere mittels Radar-Technologie oder mittels einer Vielzahl von Messeinheiten, und wobei die Vorrichtung (1 ) eingerichtet ist zur Visualisierung der Güter- /Materialflusseinheit (5) und/oder der Soll-Position (20) innerhalb der bzw. in Bezug auf die Umgebung, insbesondere mittels einer Eingabe-/Ausgabeeinheit; und/oder wobei die Vorrichtung eingerichtet ist zum Scannen der Umgebung und Auswerten der Ist-Position in Bezug auf die Umgebung bezüglich wenigstens eines Parameters aus der folgenden Gruppe: Relativabstand der Güter-/Materialflusseinheit, Relativgeschwindigkeit der Güter- /Materialflusseinheit; und/oder wobei wenigstens ein momentaner Messwert als ein Messwert aus der folgenden Gruppe erfassbar ist: Richtungs-Messwert, Geschwindigkeits-Messwert, Beschleunigungs-Messwert, Zeit-Messwert, insbesondere mittels wenigstens einer für den jeweiligen Messwert eingerichteten Messeinheit (11 , 12). 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , wobei die Vorrichtung (1 ) eingerichtet ist, die Ist-Position bezüglich wenigstens zwei oder drei Raumrichtungen zu ermitteln und zu visualisieren, insbesondere auf dreidimensionale Weise mittels einer Vielzahl von Messeinheiten (11 ,
12), und wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, das Positionieren in Bezug auf wenigstens zwei Raumrichtungen oder in Bezug auf alle drei Raumrichtungen vorzunehmen, insbesondere mittels einer Vielzahl von Messeinheiten umfassend Abstandssensoren; und/oder wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, das Positionieren in Abhängigkeit davon vorzunehmen, ob die Benutzereingabe korrelierbar ist mit der systemseitig vorgeschlagenen Positionierung, insbesondere basierend auf einem Abgleich wenigstens eines Parameters, insbesondere indem wenigstens ein Signal oder wenigstens ein
Visualisierungs-Ereignis für den Benutzer generierbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Vorrichtung in Kommunikation mit einer Abschalteinheit (13) steht oder diese umfasst; und/oder wobei die Vorrichtung eine BlackBox-Funktionalität (14) umfasst, insbesondere in Ausgestaltung eines digitalen Fahrtenschreibers.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Komponente aus der folgenden Gruppe umfasst: erste Messeinheit (11 ), insbesondere Radarsensor, zweite Messeinheit (12), insbesondere lokal analysierender Sensor, Abschalteinheit (13), BlackBox (14), insbesondere digitaler Fahrtenschreiber, Kommunikationsmodul (15), Eingabe- Ausgabeeinheit, zentrales Visualisierungs- und Steuerungssystem (30).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, die Visualisierung in Abhängigkeit von wenigstens einem Schwellwert vorzunehmen, insbesondere die Art und Weise der Visualisierung, insbesondere in Abhängigkeit von einem Schwellwert (d) für einen Mindest- Relativabstand; und/oder wobei die Vorrichtung (1 ) über wenigstens ein Kommunikationsmodul (15) an ein/das zentrale Visualisierungs- und Steuerungssystem (30) gekoppelt ist und eingerichtet ist zum redundanten Spiegeln der generierten Visualisierung sowohl an einer GUI einer/der für den Benutzer vorgesehenen Ausgabeeinheit als auch an wenigstens einer GUI des Visualisierungs- und Steuerungssystems (30).
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