Industrie 4.0 in der Praxis - Fahrerlose Transportsysteme

Industrie 4.0 in der Praxis Fahrerlose Transportsysteme
Industrie 4.0- Best Practice
IHK Heilbronn Franken / AUDI Sport R8
Heilbronn 21. November 2016
Dipl.-Ing. Ralf Bär
BÄR Automation GmbH
Gottlieb-Daimler-Str. 6
75050 Gemmingen
©Bär Automation GmbH 2016
Industrie 4.0 – Best Practice
Veranstaltung bei der AUDI AG und der Quattro GmbH
Industrie 4.0 in der Praxis Fahrerlose Transportsysteme
BÄR Automation
Industrie 4.0
smart factory
Flexibilität und Wandelbarkeit
Anforderungen an das FTS in der R8 Montage /
Technische Highlights
Ausblick i4.0 vernetzte mobile Navigation
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BÄR Automation GmbH
Spezialist für
kundenspezifische
Systemlösungen im
Bereich Sondermaschinen
und Automatisierungseinrichtungen
Firmensitz :
Gegründet:
Beschäftigte:
Gemmingen
1972
120
Leistungsspektrum:
Konzeption
und Realisierung alles aus einer Hand
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Konzepterstellung
Projektierung
Konstruktion / Entwicklung
Fertigung und Montage
Softwareerstellung
Inbetriebnahme
Service ( After Sales)
Produktpalette BÄR Automation GmbH
Kundenspezifische Systemlösungen
Montagetechnik
Robotertechnik
manuelle, halb- und vollautomatische Montagesysteme
Integration gängiger Marken
Lean Production
Greifertechnologie
gleitender Automatisierungsgrad
Roboterzellen
Poka-Yoke, …
Palettenhandhabungssysteme
Fahrerlose
Transportsysteme
Wir sind Partner für
die Produktion der
Zukunft
Sensitive Roboter (MRK)
Contrax FTS
innovative/wandlungsfähige
Montage- und Logistikkonzepte
Energiemanagement mit
Superkondensatoren
Autonome Navigation
Leitsteuerung /
Flottenmanagement
Synergie
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Branchen
Wir sind Partner für die Produktion der Zukunft
Automobil
Logistik
Medizintechnik
Zulieferindustrie
Weiße Ware
Die Automatisierung von Produktions-, Logistik- und Informationsprozessen
wird immer mehr zum Erfolgsfaktor. Als erfahrener Partner bieten wir unseren
Kunden intelligente Systemlösungen und setzen damit neue Maßstäbe für
Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und Qualität.
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Industrie 4.0
Was ist Industrie 4.0?
Technisch:
Digitalisierung, Vernetzung
der Produktion
Cyber-physische Systeme
Nutzung Internet-Technologien
in der Produktion
Nutzen:
Ressourceneffizienz
Organisation, Steuerung über
Lebenszyklus von Produkten
Integration von Kunden in den
Wertschöpfungsprozess
Personalisierte Produktion
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Industrie 4.0
Die Smarte Fabrik organisiert sich dezentral und selbst
in Echtzeit
Cyber-physische Systeme
(Anlagen, Maschinen,
Komponenten, Magazine, …)
haben eine Identität
sind vernetzt und
kommunizieren
erkennen sich,
„Plug&Produce“
speichern Informationen
haben u.U. Aktoren
dezentrale Selbstorganisation in Echtzeit
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Ich muss in zwei Stunden
am Warenausgang sein!
Kapazität ist bis Freitag
ausgebucht!
Magazin bald leer,
bitte auffüllen!
Ich kann diesen
Samstag arbeiten.
Samstag kann
ich leider nicht.
Ich muss kurzfristig
heim. Wer kann
meine Aufträge
machen?
Neuer großer Kundenauftrag:
Zusatzschicht am Samstag
notwendig
Quelle: Fraunhofer IPA, Stuttgart
Smart Factory
Digitalisierung in der Automobilindustrie
Quelle: ARENA2036
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Wandlungsfähigkeit
Unsicherheiten als Treiber
Motivation des
Unternehmens
„Manage“
Unsicherheiten
Werkstück
Nachfrage
Daten
Technik
Formtoleranzen
Marktschwankungen
Vollständigkeit
Kosten
Passtoleranzen
Produktlebenskurve
Kompatibilität
Unsicherheiten
Lagetoleranzen
Variantenentwicklung
Aktualität
Flexbilität
Quelle: ARENA2036
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Sensorgestützte
Roboter
Wandlungsfähige
Produktionssysteme
Semantische
Integration; I4.0
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Vom Damals ins Heute
Produktion mit starrer Fördertechnik
Automobilproduktion heute: Band und Takt
Quelle: PSA
21. November 2016
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Produktion mit starrer Fördertechnik
Fest verkettete, getaktete
Linienfertigung
Flexibilitätsvorhalte (Stationen,
Flächen, Werkzeuge)
Ausschleusen von
Sondertypen
Taktzeitspreizung / diversitäre
Varianten nicht beherrschbar
Neuaufbau bei Modellwechsel
Quelle: Welt.de
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Modernes Montagelayout
Realisierung von
wandlungsfähigen
Montagelinien
Aus- und Einschleusen von
Sondertypen konfigurierbar
Taktzeitspreizung / diversitäre
Varianten beherrschbar
Rekonfigurieren bei
Modellwechsel
EOL Fördertechnik
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PKW Montagelinie
Vormontage
Logistik
Anforderungen an das FTS in der R8 Montage
System allgemein
Wandelbares Montagesystem
Ergonomie beim Montieren
Mechanischer Aufbau FTF
Energiemanagement
Autonome Navigation mit SLAM
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R8 Montage FTF
Fahrzeug Endmontage
Beispiel : Wandelbares Montagesystem
Ladegewicht
2.500 kg
Hubhöhe
1.200 mm
Omnidirektional fahrend
Autonome Navigation mit SLAM
Layout-, Varianten- und Stückzahlflexibel
Neuartige Lenk-/Antriebseinheit
Video Quelle: Heilbronner Stimme 360°
Bilder Quelle: Audi AG
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Navigation
Autonome Navigation – SLAM Verfahren
Anforderung
- Flexibel, autonom aber trotzdem
hoch genau
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Herausforderung
- Vereinen der Anforderung
Flexibel und Autonom mit hoch
genau
Umsetzung
Autonome Navigation mit SLAM
RFID Koppelnavigation (Vorteil wenige
Tags, Aufsetzen des FTS an jedem RFID
Tag möglich, absolute Information durch ID
Nr. des Tags)
Sensorfusion (Auswerten und gewichten von
Sensordaten wie Lasermessung, RFID,
Gyroskop und Odometrie)
Allgemeine Navigationskonzepte
-
Unterschiedlichste Systeme mit Vor-und Nachteilen
Größer Änderungsaufwand bei einem Wandel, vor allem bei Grenzen des
Systems
Teilweise unflexibel und nur mit hohen Aufwand veränderbar
Leitdraht/Optisch/Magnetisch Spurführung
Magnet (RFID) - Koppelnavigation
Autonome Navigation per (Indoor-) GPS
Magnetrasternavigation
Autonome Navigation mit zus. Laserscanner und
Reflektormarken
Autonome Navigation per Laserkonturnavigation
Quelle: VDI 4451-6 und fusionsystems.de
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FTS als Wandlungsbefähiger
R8 Montage FTF - autonome Navigation
Wo bin ich? Kartierung, Ortung
Wie komme ich zum Ziel? Bahnplanung
…Bewegung in der realen Welt
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Navigation
SLAM Beispielkarten
Takt 5 – Takt 8
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Takt 15 – Takt 0
Autonome Navigation
Magnet Sensor
Gyroskop
Laser Scanner
Odometrie
0%
RFID
Opt. Sensor
Sensorfusion – allgemeines Beispiel
70%
0%
10%
0%
20%
Benötigte prozentuale Verteilung der Sensordaten, auf Basis von
Konfigurationsdaten, abhängig von der Anwendung
Sensorfusionsmodul
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FTS als Wandlungsbefähiger
R8 Montage FTF - autonome Navigation
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R8 Montage FTF
Fahrzeug Endmontage
Quelle: Audi AG
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Zusammenfassung
Industrie 4.0 in der Praxis – Fahrerlose Transportsysteme
Wie lässt sich der Industrie 4.0-Lösungsansatz beschreiben?
- Verzicht auf starre Fördertechnikstrukturen durch Einsatz von FTS
- Wandelbarkeit des Systems
Welche Herausforderungen galt es zu lösen und welcher konkrete Nutzen ergab sich?
- Modell- und Technologieunabhängigkeit
- Hohe Ergonomie
- Möglichst keine ortsfesten Veränderungen
um hohe Wandelbarkeit zu erreichen
- Energieeffizienz (24/7-Betrieb)
- Navigation flexibel und gleichzeitig hochgenau
©Bär Automation GmbH 2016
=>
Einsatz von omnidirektional fahrenden FTS
mit Schnittstellentraversen
=>
Neuartiger Hubtisch im FTS integriert
=>
Einsatz Modularer Elemente
(Bsp. Hubschwenkbühne)
=>
FTS mit Energieversorgung über powercaps
=>
Kombinierte Navigationstechnologie mit Sensorfusion
Vielen Dank !
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Dipl.-Ing. Ralf Bär
BÄR Automation GmbH
Gottlieb-Daimler-Str. 6
75050 Gemmingen
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