Werkstattsteuerung Mit Genetischen Algorithmen Und Simulativer Bewertung

ISBN-13: 9783540602811 / Niemiecki / Miękka / 1995 / 176 str.

Jarg Schulte

Opis

Die vorliegende Arbeit enlstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut fUr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart. Dem geschaftsfUhrenden Direktor des Instituts fUr Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb der Universitat Stuttgart und Prasidenten der Fraunhofer-Gesellschaft, Herrn Professor Dr. h.c. mull. Dr.-Ing. H.-J. Warnecke gilt mein besonderer Dank fiir die Anregung und stete Forderung der Arbeit. Herrn Professor Dr.-Ing. A. Storr, dem stellvertretenden Direktor des Instituts fUr Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen der Universitat Stuttgart, danke ich fiir die sorgfaltige Durchsicht der Arbeit und die wertvollen Hinweise. Herrn Professor Dr.-Ing. H. Kiihnle und Herrn Dr.-Ing. M.Sc. B.-D. Becker danke ich fUr die fachlichen Gesprache und Ratschlage. AuBerdem mochte ich allen Mitarbeitern des IPA und der Firma AESOP danken, die rnir bei der Umsetzung und Realisierung der im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Konzepte behilflich waren. Meiner Familie danke ich fiir die groBartige moralische Unterstiitzung und die Zeit, die sie mir fUr die Abfassung der Arbeit gegeben haben.

Spis treści

1 Einleitung.- 2 Aufgaben im Bereich der Werkstattsteuerung.- 3 Abgrenzung der Werkstattsteuerung und Bewertung vorhandener Verfahren.- 3.1 Dispositiver Teil der Werkstattsteuerung.- 3.2 Durchführender Teil der Werkstattsteuerung.- 3.3 Kriterien zur Bewertung von Werkstattsteuerungsverfahren.- 3.3.1 Modellierungssprache.- 3.3.2 Optimierungsverfahren.- 3.4 Einteilung von Werkstattsteuerungsverfahren.- 3.4.1 Optimalplanungsverfahren.- 3.4.2 Näherungsverfahren.- 3.4.2.1 Spezialheuristiken.- 3.4.2.2 Prioritätsregeln.- 3.4.2.3 Expertensystembasierte Verfahren.- 3.4.2.4 Agentenbasierte Verfahren.- 3.4.2.5 Dekompositionsverfahren der ganzzahligen Optimierung.- 3.4.2.6 Simulationsbasierte Verfahren.- 3.4.2.7 Genetische Algorithmen und Evolutionsstrategien.- 3.4.3 Zusammenfassung der Bewertungsergebnisse.- 4 Untersuchung von Simulationsverfahren und genetischen Algorithmen.- 4.1 Simulationsbasierte Optimierungsverfahren.- 4.1.1 Modellierungselemente und -verfahren.- 4.1.2 Abarbeitungsstrategien für das Modell.- 4.2 Genetische Algorithmen.- 4.2.1 Codierung der Optimierungsaufgaben.- 4.2.2 Lösungsauswahl und genetische Operatoren.- 4.3 Genetische Algorithmen mit simulativer Bewertung.- 5 Zusammenfassende Bewertung vorhandener Verfahren und Zielsetzung der Arbeit.- 6 Anwendungsorientierte Modellierung und flexible Optimierung.- 6.1 Genetische Algorithmen zur Lösung von Werkstattsteuerungsaufgaben.- 6.1.1 Basisaufgaben.- 6.1.2 Datenstrukturen für Basisaufgaben.- 6.1.3 Filter auf Datenbestände und Umsetzung von Datenstrukturen.- 6.1.4 Kombination von Basisaufgaben.- 6.1.5 Auswahl von Lösungen.- 6.1.6 Genetische Operatoren.- 6.1.7 Durchführbarkeit der Lösungsvorschläge.- 6.2 Beschreibungssprache zur anwendungsorientierten Modellierung von Fertigungsprozessen.- 6.2.1 Einordnung der verrichtungsorientierten Sprachelemente.- 6.2.1.1 Sichten auf Produktionssysteme.- 6.2.1.2 Grobstruktur der Bausteintypen.- 6.2.2 Marken.- 6.2.3 Systembausteine.- 6.2.3.1 Synchronisationspuffer.- 6.2.3.2 Operation.- 6.2.3.3 Operationsvarianten.- 6.2.4 Bausteinverknüpfungen.- 6.2.5 Zuordnung der Lebenspläne.- 6.2.6 Abbildung von Steuerungsfunktionalitäten.- 6.2.6.1 Nachrichtenaustausch.- 6.2.6.2 Synchronisationspuffer.- 6.2.6.3 Vorbereitungsphase von Operationen.- 6.2.6.4 Durchführungsphase von Operationen.- 6.2.6.5 Nachbereitungsphase von Operationen.- 6.2.6.6 Modellzeit und Abarbeitung der Ereignisse.- 6.2.7 Systemgrenzelemente.- 6.2.8 Lebensplanerweiterungen.- 6.3 Integration der Sichten Funktion, Information und Gegenstand.- 6.4 Integration des Optimierungsmoduls mit dem Simulationssystem.- 6.4.1 Technische Integration.- 6.4.2 Logische Integration.- 7 Beispiele zum Einsatz des beschriebenen Verfahrens.- 7.1 Planung eines Werkstattproduktionsprogramms.- 7.1.1 Modellierung.- 7.1.2 Codierung.- 7.1.3 Optimierung.- 7.2 Ressourcenzuordnungs- und Reihenfolgeoptimierung in einer Getriebefertigung.- 7.2.1 Modellierung.- 7.2.2 Codierung.- 7.2.3 Optimierung.- 7.3 Reihenfolgeoptimierung im Warmwalzwerk.- 7.3.1 Modellierung.- 7.3.2 Codierung.- 7.3.3 Optimierung.- 8 Zusammenfassung und Ausblick.- 9 Schrifttumsverzeichnis.- Anhang A Programmablaufpläne.- Anhang B Gemischt-ganzzahliges Modell zur Ressourcenzuordnung in einer Getriebefertigung.- Anhang C Beispiele zur Benutzeroberfläche des realisierten Verfahrens.