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<div class="csl-entry">Wallner, B. J. (2020). <i>Konzipierung und Umsetzung unterschiedlicher Steuerungsarchitekturen zur agilen Automatisierung von Fertigungszellen</i> [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. https://doi.org/10.34726/hss.2020.71065</div>
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dc.identifier.uri
https://doi.org/10.34726/hss.2020.71065
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dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/20.500.12708/1334
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dc.description
Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
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dc.description.abstract
Produktionsbetriebe sind mit einem zunehmend wechselhaften Umfeld konfrontiert. Schwankende Marktsituationen und der Bedarf an individuellen Produkten erfordern eine hohe Produktvielfalt und Kleinserien bei gleichzeitig geringen Stückkosten. Während zur Beherrschung der unterschiedlichen Erzeugnisse oft Flexible Fertigungssysteme (FFS) zum Einsatz kommen, sollen Agile Fertigungssysteme hingegen die Schwankungen im Auftragsvolumen abfedern. Beide Konzepte haben den Nachteil, dass die Schnittstellen zwischen den Maschinen oft unflexibel programmiert sind, wodurch sich ein erheblicher Aufwand und Zeitverlust bei der Automatisierung ergeben. Derzeit gibt es sehr viele Bestrebungen, die Schnittstellen zwischen den Maschinen zu vereinheitlichen und zu standardisieren (z. B. durch Companion Specifications bei Open PlatformCommunications Unified Architecture (OPC UA)), es fehlt jedoch an Möglichkeiten, die Integration zu vereinfachen. Ein Ansatz zur Beherrschung von vergleichbaren Problemen in der Softwareentwicklung findet sich durch die Verwendung von Services, insbesondere durch Serviceorientierte Architektur (SOA). Diese Arbeit verwendet einen serviceorientierten Ansatz zur Entwicklung von Lösungen. Durch die Bereitstellung von Services soll der Aufwand bei Anpassungen oder Ergänzungen im Produktionsablauf reduziert werden. Ziel ist die Konzipierung von Agilen Steuerungsarchitekturen für Fertigungszellen und die anschließende Umsetzung auf zwei konkrete Szenarien in der Praxis. Ausgangspunkt sind Fertigungszellen zur zerspanenden Fertigung, bestehend aus einer Werkzeugmaschine (WZM) und einem Industrieroboter zur Werkstückhandhabung. Der Ablauf der automatisierten Werkstückhandhabung wird analysiert und anschließend zu zwei Automatisierungs-Konzepten ausgearbeitet. Das erste Konzept nutzt eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) als Kommunikations-Schnittstelle zwischen den Maschinen sowie zur Bereitstellung der Services, das zweite stellt die Services direkt auf den Maschinen bereit. Für die Umsetzung der Konzepte in der Praxis werden die bestehenden Anlagen analysiert und die Funktionalität entsprechend den Anforderungen angepasst und erweitert. Kriterien für die Bewertung der Architekturkonzepte werden angegeben und die unterschiedlichen Fälle verglichen. Es wird gezeigt, dass serviceorientierte Konzepte in Fertigungszellen implementiert werden können und die Agilität dadurch deutlich erhöht werden kann. Der initiale Aufwand zur Bereitstellung der Services ist höher, kann aber durch Standardisierung und Implementierung durch die Maschinenhersteller selbst reduziert werden.
de
dc.description.abstract
Manufacturing companies are faced with an increasingly variable environment. Fluctuating market situations and the demand of individual products require high product variety and small batches at low unit costs. Whereas flexible manufacturing systems are applied to handle variable goods, agile manufacturing systems should damp fluctuating order volumes. The disadvantage of both concepts are inflexibly programmed interfaces between machines, leading to enormous effort and time loss when automating. Nowadays there are many attempts to unify and standardize the interfaces between the machines (e. g. Companion Specifications of OPC UA), but there is a lack of possibilities to simplify integration processes. One attempt to solve comparable problems in software development is the usage of services, especially service-orientated architecture.This thesis uses a service-orientated attempt to develop solutions. Through the provision of services, the effort for adaptions and additions in the production process should be reduced. The aim is the conception of agile control architectures for manufacturing cells and the subsequent implementation on two practice scenarios. The starting point are manufacturing cells for machining purposes consisting of one machine tool and one industrial robot for workpiece handling. The sequence of the automated workpiece handling is analysed and further developed into two automation concepts. The first concept uses a Programmable Logic Controller (PLC) as communication interface between the machines as well as a service platform. The second concept provides the services directly on the machines. For the implementation of the concepts in practice, the existing systems are analysed and the functionality is adapted and expanded to fit the requirements. Criteria for evaluation of the architecture concepts are given and the different cases are compared. It is shown that service-orientated concepts can be implemented in manufacturing cells and that they can significantly improve agility. The initial effort to provide the services is higher but can be reduced through standardization and implementation by machine manufacturers.
en
dc.language
Deutsch
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dc.language.iso
de
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dc.rights.uri
http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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dc.subject
Agile Fertigungszelle
de
dc.subject
Zellensteuerung
de
dc.subject
Agile Manufacturing Cell
en
dc.subject
Cell Control System
en
dc.title
Konzipierung und Umsetzung unterschiedlicher Steuerungsarchitekturen zur agilen Automatisierung von Fertigungszellen
de
dc.title.alternative
Design and Implementation of Different Control System Architectures for Agile Manufacturing Cells
en
dc.type
Thesis
en
dc.type
Hochschulschrift
de
dc.rights.license
In Copyright
en
dc.rights.license
Urheberrechtsschutz
de
dc.identifier.doi
10.34726/hss.2020.71065
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dc.contributor.affiliation
TU Wien, Österreich
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dc.rights.holder
Bernhard Johann Wallner
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dc.publisher.place
Wien
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tuw.version
vor
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tuw.thesisinformation
Technische Universität Wien
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dc.contributor.assistant
Trautner, Thomas
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tuw.publication.orgunit
E311 - Institut für Fertigungstechnik und Photonische Technologien
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dc.type.qualificationlevel
Diploma
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dc.identifier.libraryid
AC15623491
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dc.description.numberOfPages
66
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dc.identifier.urn
urn:nbn:at:at-ubtuw:1-136183
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dc.thesistype
Diplomarbeit
de
dc.thesistype
Diploma Thesis
en
tuw.author.orcid
0000-0003-1470-0254
-
dc.rights.identifier
In Copyright
en
dc.rights.identifier
Urheberrechtsschutz
de
tuw.advisor.staffStatus
staff
-
tuw.assistant.staffStatus
staff
-
tuw.assistant.orcid
0000-0003-0634-4616
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item.openaccessfulltext
Open Access
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item.openairecristype
http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
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item.grantfulltext
open
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item.mimetype
application/pdf
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item.languageiso639-1
de
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item.openairetype
master thesis
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item.fulltext
with Fulltext
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item.cerifentitytype
Publications
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crisitem.author.dept
E311-01-3 - Forschungsgruppe Steuerungstechnik und integrierte Systeme