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Session: 9D
Entwurf eines automatisierten Prüf- und
Wartungssystems für ein Seitenradar-
Verkehrsmesssystem in Leitpfosten11. Oktober 2017 | Lemgo
© it‘s OWL Clustermanagement GmbH | 17.10.2017 2
Einführung
Zielsetzung
Ergebnisse
Agenda
Abschlusspräsentation
Resümee und Ausblick
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EinführungRTB GMBH & CO. KG
▪ Gründung 1993 als RTB
Rehabilitatsionstechnik Broer
▪ Seit 1997 in Bad Lippspringe
▪ 2002 Umfirmierung in RTB
GmbH & Co. KG
▪ 2004 Gründung RTB-Elektronik
GmbH in Kamen
Leistungen:
▪ LZA-Zusatzausstattungen
▪ Verkehrserfassung
▪ Parkraumbewirtschaftung
▪ Blindenhilfsmittel
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EinführungFraunhofer-Einrichtung
Fraunhofer Entwurfstechnik Mechatronik
▪ Start am 1. März 2011 als Projektgruppe
des Fraunhofer-Instituts für Produktions-
technologie IPT, Aachen
▪ Eigenständig seit 1. Januar 2016
▪ 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
▪ Entwurf intelligenter technischer Systeme
▪ Systems Engineering
▪ Virtual Prototyping
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EinführungMotivation/ Ausgangssituation für das Transferprojekt
▪ Radar- und laserbasierte Messsysteme zur
Verkehrsdatenerfassung mit BASt-Zertifizierung
▪ Erfassung unterschiedlicher Fahrzeugklassen als
Planungsgrundrundlage für Straßenbauvorhaben
▪ Strenge Prüfvorschriften des BASt mit
Klassifizierungsgenauigkeit von bis zu 99.9%
▪ Hochpräzise Messgeräte sind unterschiedlichen
Umwelt- und Witterungsverhältnissen ausgesetzt
© it‘s OWL Clustermanagement GmbH | 17.10.2017 6
EinführungMotivation/ Ausgangssituation für das Transferprojekt
▪ Vollständiger Funktionstest und
Neukalibrierung durch Winterwartung
▪ Feststellung Kernfunktionalität nur durch
eine Fahrt an der Teststrecke möglich
▪ Bei 1000 Systemen sind hierfür ca. 4,25
Personenmonate nötig
▪ Deshalb: vollautomatisches Prüf- und
Wartungssystem
Witterungs- und
Verkehrslagenunabhängig, daher
100% reproduzierbar
Zeit- und Kostenersparnis
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Einführung
Zielsetzung
Ergebnisse
Resümee und Ausblick
Agenda
Abschlusspräsentation
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ZielsetzungEntwurf eines automatisierten Prüf- und Wartungssystems für ein
Seitenradar-Verkehrsmesssystem in Leitpfosten
▪ Entwicklung eines vollautomatischen Wartungs-
und Prüfsystems für ein Seitenradar-Verkehrs-
messsystem in Leitpfosten
Teilziel 1: Konzeptionierung des gesamten
Wartungs- und Prüfsystems
Teilziel 2: Prototypische Realisierung des
kinematischen Bewegungskonzeptes
Zielsetzung
Radgeschwindigkeit
MM
M
Rotationseinheit-V
parallel kinematische Einheit
Räder
Fahrzeugsilhouette
Datenaustausch
Steuerung
Distanz / Winkel
Sende SimulationGPS/GSM Daten
NeigungssensorI / Q Radar
FSK
Datum / Zeit / PositionEmpfangsdaten
BLE
Testszenarien
linear Einheit
Temperaturusw.
Prüfling
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VorgehensweiseV-Modell nach VDI 2206
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VorgehensweiseEntwurf eines automatisierten Prüf- und Wartungssystems
für ein Seitenradar-Verkehrsmesssystem in Leitpfosten
Phasen/Meilensteine Aufgaben/Methoden Resultate
Idealisierte mechatro-
nische Komposition2
Lösungskonzept
in Grobgestaltung3
● Beschreibung Prüfprozess
● Identifikation von Anforderungen
durch Interviews/Workshops
● Partialmodelle
● Anwendungszenarien
● Modellbasierter Entwurf
● Dynamikanalyse
● Grobkonstruktion
● Abstimmung der Komponenten
● Beschaffung und Fertigung von
Systemkomponenten
Definition System-
anforderungen
Konzipierung
Prüfsystem
Aufbau ausgewählter
Systembestandteile
Konkrete Lösung4
Synthese und Analyse
Systemanforderung1
● Fertigungsunterlagen
● Montagezeichnungen
● Stücklisten
● Montage und Inbetriebnahme
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Einführung
Zielsetzung
Ergebnisse
Resümee und Ausblick
Agenda
Abschlusspräsentation
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Fachgebietsübergreifende KonzipierungSystementwurf
Zielsetzung
▪ Anforderungen basierend auf Beschreibung
der Funktionsprüfung klären
▪ Lösungsmuster durch Partialmodelle auf
Grundlage der Anforderungen erarbeiten
Datenüberprüfung
Insbesondere Winkelabweichungen aus Referenzlage, nach 5 Minuten Lagewarnung
Datenfernübertragung
Datenfernübertragung via GSM-Netz an Server
Fahrzeugklassifizierung
Ergebnis via Bluetooth zum Prüfpersonal
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Fachgebietsübergreifende KonzipierungPrüfablauf und Anforderungsliste
Prüfablauf Anforderungsliste
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Fachgebietsübergreifende KonzipierungLösungsmuster und Analyse
Funktionsnachweis
Analyse
Lösungmuster
Auswahl und Gestaltung
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Fachgebietsspezifische Ausarbeitung
Zielsetzung
▪ Nach modellbasiertem Funktionsnachweis
folgt die Auswahl und Abstimmung der
Systemkomponenten
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Fachgebietsspezifische AusarbeitungAktoren und Befestigungselemente
El. Linearzylinder
Rundtischlager und Antrieb
Befestigungselemente
Fertigungsteile
Neben den auf dem
Markt erhältlichen
Systemkomponenten
müssen diverse
weitere Komponenten
gefertigt werden.
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Fachgebietsspezifische AusarbeitungSensorik und Steuerung
Positionssensor
Neigungssensor
Industriesteuerung
Ansteuerung des Prüf- und
Wartungssystems mit
kompakter und universell
nutzbarer Industriesteuerung
von Beckhoff (C6015-IPC).
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Systemintegration
Zielsetzung
▪ Fertigungs- und Montageanleitungen
▪ Zeichnungen und Stücklisten
▪ Vormontage und Inbetriebnahme
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Systemintegration
Funktionsnachweis am Prototyp
mit Hybridkinematik.
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Einführung
Zielsetzung
Ergebnisse
Resümee und Ausblick
Agenda
Abschlusspräsentation
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Zusammenfassung und AusblickEntwurf eines automatisierten Prüf- und Wartungssystems für ein
Seitenradar-Verkehrsmesssystem in Leitpfosten
AP 3 Inbetriebnahme
ausgewählter Komponenten
AP 1+2 Anforderungen und
Konzeptionierung
▪ Anforderungen aus Prüfablauf
Workshops und Interviews
identifizieren
▪ Anwendungsszenarien und
Partialmodelle
▪ Dynamikanalyse
AP 4 Synthese und Analyse
der realen Komponenten
Lösungsmuster und
Funktionsnachweis
▪ Grobkonstruktion
Gesamtsystem
▪ Auswahl und Abstimmung
Systemkomponenten
▪ Einkauf und Fertigung von
Systemkomponenten
Systemkomponenten und
Ansteuerungsmodell
▪ Fertigungs- und
Montageanleitungen
▪ Zeichnungen und
Stücklisten
▪ Vormontage
Prototyp mit
Dokumentation
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Zusammenfassung und AusblickEntwurf eines automatisierten Prüf- und Wartungssystems für ein
Seitenradar-Verkehrsmesssystem in Leitpfosten
AP 3 Inbetriebnahme
ausgewählter Komponenten
AP 1+2 Anforderungen und
Konzeptionierung
▪ Anforderungen aus Prüfablauf
Workshops und Interviews
identifizieren
▪ Anwendungsszenarien und
Partialmodelle
▪ Dynamikanalyse
AP 4 Synthese und Analyse
der realen Komponenten
Lösungsmuster und
Funktionsnachweis
▪ Grobkonstruktion
Gesamtsystem
▪ Auswahl und Abstimmung
Systemkomponenten
▪ Einkauf und Fertigung von
Systemkomponenten
Systemkomponenten und
Ansteuerungsmodell
▪ Fertigungs- und
Montageanleitungen
▪ Zeichnungen und
Stücklisten
▪ Vormontage und
Inbetriebnahme
▪ Tests zu Analysezwecken
Prototyp mit
Dokumentation
Ausblick:
Anschlussprojekt mit dem Ziel
auch weitere radar-basierte
Verkehrsmesssysteme warten
zu können.
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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