OptiPlant
Projektbeschreibung
Die zeitdeterministische Hardware-in-the-Loop-Simulation (HiLS) von Maschinen in einem materialflussintensiven Produktionssystem, wie beispielsweise aus den Bereichen der Getränke- oder Verpackungstechnik, ist vielversprechend. Allerdings erfordert die Beschreibung von virtuellen Maschinen bei der HiLS die Umsetzung von zeitdeterministischen und recheneffizienten Algorithmen. Derzeit gibt es kein Materialflussmodell, das eine zeitdeterministische Berechnung der Dynamik von Materialflüssen mit einer großen Anzahl bewegter Objekte (im Bereich der Getränketechnik ca. 20.000 – 50.000 Flaschen pro Stunde) garantiert. Der Einsatz eines Multiskalen-Netzwerk-Modells zur Simulation des Materialflusses im Rahmen einer HiLS ist neuartig. Dies soll im Rahmen des Forschungsvorhabens betrachtet werden. Darüber hinaus kann mit dem Multiskalen-Netzwerk-Modell mit Hilfe des Flussmodells eine mathematische Durchsatzoptimierung des Transportsystems zum Finden des optimalen betrieblichen Durchsatzes durchgeführt werden. Durchsatzoptimierungen werden bislang nur entkoppelt von der Machbarkeit in der Realisierungsphase durchgeführt. Darüber hinaus finden sich hier meist nur ereignisdiskrete Materialflusssimulationen, die das Anlagenlayout nicht betrachten. Im Forschungsvorhaben soll eine der HiLS vorgeschaltete mathematische Durchsatzoptimierung auf Basis des Flussmodells in Kombination mit einer Leistungserbringung im Rahmen der Virtuellen Inbetriebnahme unter Einsatz des Multiskalen-Netzwerk-Modells am realen Steuerungssystem entwickelt werden.
Projektpartner:
Prof. Dr.-Ing. Alexander Verl (Universität Stuttgart), Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW)
Prof. Dr. Simone Göttlich (Universität Mannheim), Institut für Mathematik
Projektmitarbeiter:
M.Sc. Annika Kienzlen (Universität Stuttgart)
M.Sc. Jennifer Weißen (Universität Mannheim)
Finanzierung: Sachbeihilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)
Laufzeit: 04/
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- A. Kienzlen, J. Weissen, A. Verl, S. Göttlich – Simulative Optimierung der Auslegung eines Materialflusslayouts mit Bandförderern (Simulative optimization of the control parameters of a material flow layout with conveyor belts) – Forschung im Ingenieurwesen, doi.org/10.1007/s10010-020-00420-3, 2020.
- E. Rossi, J. Kötz, P. Goatin, S. Göttlich – Well-posedness of a non-local model for material flow on conveyor belts – ESAIM: Mathematical Modelling and Numerical Analysis (M2AN), Vol. 54(2), pp. 679–704, 2020.
- D. Prims, J. Kötz, S. Göttlich, A. Katterfeld – Validation of Flow Models as New Simulation Approach for Parcel Handling in Bulk Mode – Logistics Journal : referierte Veröffentlichungen, Vol. 2019. (urn:nbn:de:0009-14-48892).