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22.02.2011
1
fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
fml - Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss LogistikProf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner
Technische Universität München
Ein Kommunikationssystem für dieZellulare Fördertechnik
Regionalgruppenveranstaltung
Dipl.-Ing.Peter Tenerowicz
Böblingen, 21.02.2011
2222fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Aufgaben• Forschung
• Lehre
• Industrieprojekte
48 Mitarbeiter• 20 Planstellen
• 28 Drittmittelstellen
fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss LogistikProf. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing.Willibald A. Günthner
Campus Garching – Fakultät Maschinenwesen – Lehrstuhl fml
ForschungLehre Industrieprojekte
22.02.2011
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3333fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Forschungsprofil
Automatisierung & Identifikation
Berechnung & Auslegungsverfahren
Digitale Werkzeuge & Simulation
Methoden & Konzepte
Wandelbare Materialflusssysteme
Internet der Dinge
RFID in der Logistik
Virtual und Augmented Reality
Logistikplanung
Automobillogistik
Baulogistik
Fördermittel der Intralogistik
Lager- & Komissioniersysteme
Kranbau & Tragwerksberechnung
FEM & MKS-Berechnungsverfahren
Schüttgutförderung
Arbeitsgebiete:
Forschungsschwerpunkte:
4444fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Forschungsprofil
Lager- & Kommissioniersysteme
Automatisierung & Identifikation
Berechnung & Auslegungsverfahren
Digitale Werkzeuge & Simulation
Methoden & Konzepte
Arbeitsgebiete:
Forschungsschwerpunkt:
22.02.2011
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5555fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Forschungsprofil
Logistikplanung
Automatisierung & Identifikation
Berechnung & Auslegungsverfahren
Digitale Werkzeuge & Simulation
Methoden & Konzepte
Arbeitsgebiete:
Forschungsschwerpunkt:
6666fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Forschungsprofil
Virtual und Augmented Reality
Automatisierung & Identifikation
Berechnung & Auslegungsverfahren
Digitale Werkzeuge & Simulation
Methoden & Konzepte
Arbeitsgebiete:
Forschungsschwerpunkt:
22.02.2011
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7777fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Forschungsprofil
RFID in der Logistik
Automatisierung & Identifikation
Berechnung & Auslegungsverfahren
Digitale Werkzeuge & Simulation
Methoden & Konzepte
Arbeitsgebiete:
Forschungsschwerpunkt:
8888fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Forschungsprofil
Internet der Dinge
Automatisierung & Identifikation
Berechnung & Auslegungsverfahren
Digitale Werkzeuge & Simulation
Methoden & Konzepte
Arbeitsgebiete:
Forschungsschwerpunkt:
22.02.2011
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9999fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Arbeitsgebiete:
Forschungsprofil
Wandelbare Materialflusssysteme
Automatisierung & Identifikation
Berechnung & Auslegungsverfahren
Digitale Werkzeuge & Simulation
Methoden & Konzepte
Forschungsschwerpunkt:
10101010fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Agenda
„Zellulare Fördertechnik“
Fahrzeug- und Sensormodelle
Kommunikation im Schwarm
Ausblick und Diskussion
22.02.2011
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11111111fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Herausforderungen für die Intralogistik
Die Märkte ändern sich• Sinkende Produktlebenszyklen
• Steigende Variantenanzahl
• Kaum prognostizierbare Auftragseingänge
• Abnehmende Kundentreue
• Hohe Anforderungen an Qualität, Kosten und Zeit
• Immer komplexere Systeme
Produktion und Logistik müssen dem gerecht werden• Höhere Dynamik
• Höhere Flexibilität
• Höhere Transparenz
• Höhere Robustheit
• Wandlungsfähigkeit
12121212fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
??
Vorbilder aus der Natur
22.02.2011
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13131313fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
• Modularisierung, Dezentralisierung
• Verteilung & Senkung von Komplexität
• (Teil-)Autonome Fördertechnik
• Einsatz & Wiederverwendung von Standardkomponenten
• Zahlreiche Forschungs- und Industrieprojekte
Entsprechungen in der Intralogistik
Trends zur Komplexitätsbeherrschung
14141414fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
„Zellulare Fördertechnik“
Eigenschaften einer zellularen Fördertechnik*
* basierend auf „Zellulare Fördertechnik“, M. ten Hompel, Logistics Journal, 2006
Topologieflexibilität
…fordern (Transport-)Dienste an
…führen Verhandlungen/Auktionen durch
…verfolgen ein vorgegebenes Ziel („Mission“)
Objekte bzw. durch sie instanziierte Agenten…
organische WachstumsmöglichkeitenAnalogien zu zellularen Automaten
„Intelligente“ Objekte RFID
Dienste-SetFördertechnikmodule
Domäne
Emergenz
22.02.2011
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15151515fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Forschungsprojekt
fml - Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik
Dortmund
München
„Algorithmen und Kommunikationssysteme für die Zell ulare Fördertechnik“
16161616fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Forschungsprojekt
Nutzen• Erhöhte Flexibilität und Skalierbarkeit durch kleinskalige Elemente• Hohe Robustheit und gute Wartbarkeit durch redundante Förderelemente • Theoretisch: Quelle-Senke-Verbindung auf kürzestem Weg
Projektziele• Praxisgerechte Algorithmen für fördertechnische Anlagen auf Basis eines
kooperierenden Fahrzeugkollektivs inkl. Simulationsumgebung • Entwicklung eines Kommunikationssystems für den schnellen und
sicheren Datenaustausch zwischen den Einheiten
Vision• Substitution klassischer Stetigfördersysteme durch ein Fahrzeugkollektiv,
welches autonom oder kooperativ logistische Aufgaben erfüllt
22.02.2011
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17171717fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Forschungsprojekt
Logistische Prozesse Eignung ZFT
Kommissionieren -
Fördern ++
Handhaben o
Lagern -
Prüfen o
Puffern +
Sortieren +
Transportieren* -
Verpacken -
Verteilen/Zusammenführen ++
*über weite Strecken
Logistische Prozesse Eignung ZFT
Kommissionieren -
Fördern ++
Handhaben o
Lagern -
Prüfen o
Puffern +
Sortieren +
Transportieren* -
Verpacken -
Verteilen/Zusammenführen ++
*über weite Strecken
in Anlehnung an VDI-Richtlinie 3300
Warenlager
Kommissionierzone
Versand
WareneingangDepalettieren/Umverpacken
Warenausgang
Referenzszenario
• Distributionszentrum
• Bereichsübergreifender Fahrzeugeinsatz
• Fahrzeugschwarm realisiert die Prozesse
• Fördern• Verteilen/Zusammenführen• Puffern• Sortieren
18181818fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Forschungsprojekt
Menge [KLT]
Zeit
Kapazitätsbetrachtung
Potenzial eines bereichsübergreifenden Einsatzes
22.02.2011
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19191919fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Agenda
Projektdarstellung
Bisherige Ergebnisse
Weiteres Vorgehen und offene Fragen
„Zellulare Fördertechnik“
Fahrzeug- und Sensormodelle
Kommunikation im Schwarm
Ausblick und Diskussion
20202020fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Fahrzeug- und Sensormodelle
Player• Device Server für Sensoren und Aktoren
• Hardware-Abstraktionsschicht für Roboter
• Implementiert ein Client-Server-Modell
• Programmiersprachen: C, C++, Python, (Java)
Stage• 2D, Multi-Roboter-Simulator
Gazebo• 3D, Multi-Roboter-Simulator
Hardware-Abstraktion/Simulationsumgebung
PlayerServer
PlayerClientLibrary
C/C++C#JavaTclPythonRubyLispOctave
UserProgram
RobotHardware
StageSimulator
GazeboSimulator
PlayerServer
PlayerServer
Quelle: Player TutorialCenter for Robotics and Embedded Systems
Fahrzeug Hallenwand
Hindernis
Hindernis
Laserscanner
geplante Bahnmit Hüllkurve
Messwerte desLaserscanners
Sensormodelle
physikalisches Fahrzeugmodell
AlgorithmenAlgorithmenAlgorithmenAlgorithmen
22.02.2011
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21212121fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Fahrzeug- und Sensormodelle
Bahnplanung� Anfahren einer Zielpose
• Berechnung einer geeigneten Kurve
• Kein Ausweichen bei Hindernissen
• Abbruch bei hinreichend kleinem Winkel- und Distanzfehler
Punktsequenzen� Abfahren einer gegebenen Punktsequenz ohne Vorgabe einer Ausrichtung
• Regler für den Winkelfehler
• Regler für den Distanzfehler
• Abbruch bei hinreichender Annäherung an einen Zielpunkt
Quelle: Player/Stage/Gazebo,CS 485/511, Drexel University
Reaktion auf Hindernisse� Kollisionsvermeidung
• Das Fahrzeug ist in Bewegung mit einem aktuellen Bahnradius
• In der Hüllkurve liegt mindestens ein Hindernis
• Es wird zunächst von einem Laserscanner ausgegangen
Algorithmen
22222222fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Agenda
„Zellulare Fördertechnik“
Fahrzeug- und Sensormodelle
Kommunikation im Schwarm
Ausblick und Diskussion
22.02.2011
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23232323fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Kommunikation im Schwarm
Kommunikation• „Kommunikation ist die Aufnahme, der Austausch und die
Übermittlung von Informationen zwischen zwei oder mehreren Personen.“
• Kommunikationsmodell nach Shannon/Weaver
INFORMATIONS-QUELLE
SENDER
NACHRICHT SIGNALEMPFANGENES
SIGNAL
STÖRQUELLE
EMPFÄNGER ZIELPUNKT
NACHRICHT
24242424fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
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Energie
Latenz
DurchsatzSkalierbarkeit
Topologie
Kommunikation im Schwarm
Anforderungen
• Steuerung der einzelnen Fahrzeuge benötigt zugeschnittene Informationen
• Informationen werden von einem Kommunikationssystem zur Verfügung gestellt
• Strukturelle Anforderungen: Skalierbarkeit, Topologie, (Energieeffizienz)
• Anforderungen hinsichtlich Durchsatz und Latenz (abhängig von benötigten Daten)
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25252525fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Kommunikation im Schwarm
Weitere Herausforderungen für das Kommunikationssys tem
Kommunikationssystem
Leistungsanforderungen(Durchsatz, Auftragsdurchlaufzeit)
Mobilität der Sende-/ Empfängereinheiten
Wirtschaftlichkeit, Anbieterunabhängigkeit
Industrielles Umfeld
�Störsicherheit, Verfügbarkeitund Zuverlässigkeit
�Koexistenz mit anderen Kommunikationssystemen
�Drahtlose Kommunikation (überwiegend)
�Offene Struktur(keine proprietäre Lösung)
26262626fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Bisherige Ergebnisse – Kommunikationssystem
Anforderungen
Informationsübertragung
ProtokolleKommunikationstechnologien
Art der benötigten Informationen
Kommunikationssystem
Art der benötigten Informationen
22.02.2011
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27272727fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Kommunikation im Schwarm
Art der benötigten Informationen – Beispiel FTF
Quelle: VDMA 15276
Information Datentyp Datenmenge
Transportauftrag/-änderung String/Integer 23 Byte
Vollzugsmeldung (positiv oder negativ) Boolean 1 Bit
Transportabbruch Boolean 1 Bit
Meldung „Abbruchart“ Boolean/Integer 1 Bit/1Byte
Betriebsart setzen (an, aus) Boolean 1 Bit
Statusmeldung (warte, beschäftigt etc.) Boolean/Integer 1 Bit/1Byte
Störmeldung (Störung melden, Art der Störung) Boolean/Integer 1 Bit/1Byte
Steuerungsparameter String 4 Byte
Start-/Stoppsignal (z.B. für Antrieb und Lenkung) Boolean 1 Bit
Soll-Wert (z.B. für Antrieb und Lenkung) Integer 1 Byte
Zustandssignal (z.B. für Antrieb und Lenkung) Boolean 1 Bit
Ist-Wert (z.B. für Antrieb und Lenkung) Integer 1 Byte
Freigabe String 10 Byte
Information Datentyp Datenmenge
Transportauftrag/-änderung String/Integer 23 Byte
Vollzugsmeldung (positiv oder negativ) Boolean 1 Bit
Transportabbruch Boolean 1 Bit
Meldung „Abbruchart“ Boolean/Integer 1 Bit/1Byte
Betriebsart setzen (an, aus) Boolean 1 Bit
Statusmeldung (warte, beschäftigt etc.) Boolean/Integer 1 Bit/1Byte
Störmeldung (Störung melden, Art der Störung) Boolean/Integer 1 Bit/1Byte
Steuerungsparameter String 4 Byte
Start-/Stoppsignal (z.B. für Antrieb und Lenkung) Boolean 1 Bit
Soll-Wert (z.B. für Antrieb und Lenkung) Integer 1 Byte
Zustandssignal (z.B. für Antrieb und Lenkung) Boolean 1 Bit
Ist-Wert (z.B. für Antrieb und Lenkung) Integer 1 Byte
Freigabe String 10 Byte
Dezentrale Steuerung (IdD):Zusätzlicher Kommunikationsbedarf für Navigation und Verhandlungen
Dezentrale Steuerung (IdD):Zusätzlicher Kommunikationsbedarf für Navigation und Verhandlungen
• Matrix.xml: 28.377 Byte• Auftrag.xml: 1.296 Byte• Matrix.xml: 28.377 Byte• Auftrag.xml: 1.296 Byte
28282828fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Kommunikation im Schwarm
• Standardvorgehen
1.TE bestimmt den nächsten Workflowschritt
2.TE sucht Module, die diese Funktion anbieten
3.TE fordert von diesen Modulen ein Angebot an
4.TE sucht die günstigste Alternative aus
5.TE lässt sich zum neuen Ziel transportieren
Dezentraler Steuerungsablauf
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29292929fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Kommunikation im Schwarm
− Gesprächspartner muss bekannt sein / gesucht werden
− Datenkonsistenz, Synchronisation schwer zu gewährleisten
− „Globale“ Daten nur über Fluten des Netzwerks
+Komplett dezentral: redundant, robust
+Kommunikationslast auf alle Entitäten gleichmäßig verteilt
Auftrag
Statusmeldung
Peer-to-Peer
AufträgeQuittierungenStatus- und
Fehlermeldungen
+Sender und Empfänger müssen sich nicht kennen
+Datenkonsistenz, Synchronisation implizit gegeben
+Alle Daten zentral verfügbar
− Zentraler Ansatz: Single-Point-of-Failure
− Bottleneck
BlackboardBlackboard
AufträgeQuittierungenStatus- und
Fehlermeldungen
+Sender und Empfänger müssen sich nicht kennen
+Datenkonsistenz, Synchronisation implizit gegeben
+Alle Daten zentral verfügbar
− Zentraler Ansatz: Single-Point-of-Failure
− Bottleneck
Blackboard
Vergleich der Prinzipien Peer-to-Peer und Blackboar d
30303030fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Kommunikation im Schwarm
Kombination der zwei Prinzipien• Peer-to-Peer
• Sender & Empfänger stehen fest
• Daten werden nicht für zentrale Aufgaben (Visualisierung, Optimierung, Systemüberwachung) benötigt
• Z.B. Schaltaufträge, Lastwechselkoordination, Auftragsverhandlungen
• Blackboard• Empfänger unbekannt
• Zentrale Verfügbarkeit der Daten nötig
• Z.B. Topologie, Reservierungen, Status-/Fehlermeldungen, Transportaufträge (Auktion)
22.02.2011
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31313131fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Kommunikation im Schwarm
Echtzeitkritisch* Nicht echtzeitkritischB
lack
boar
d(B
B)
- Sensordaten- Navigation- Status-/Fehlermeldungen
- Transportaufträge- Visualisierungsdaten- Datalogging- Topologie- Reservierungen
Pee
r-to
-Pee
r - Kollisionsvermeidung- Lastwechselkoordination- Schaltaufträge
- Auftragsverhandlungen
Informationsklassifizierung
* weiche Echtzeit
Anz
ahl E
mpf
änge
r
32323232fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Bisherige Ergebnisse – Kommunikationssystem
Anforderungen
Informationsübertragung
ProtokolleKommunikationstechnologien
Art der benötigten Informationen
Kommunikationssystem
Informationsübertragung
ProtokolleKommunikationstechnologien
22.02.2011
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33333333fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
IEEE802.11
IEEE802.15.1
IEEE802.15.4
WLAN Bluetooth ZigBee ZigBee WirelessHART ISA100.11a SRD DECT GSM UMTS
Frequenzband[MHz]
2.400 2.400 868 2.400 2.400 2.400 868 1.900
890-915935-960
1.710-1.785 1.805-1.880
1.920-1.9802.110-2.170
Sendeleistung[mW] 30 100 50 50 10 k. A. > 500 250 1.000-2.000 125-250
Bandbreite[MHz] 22 1 0,3 2 2 2 0,025 1 5
ZugangsverfahrenCSMA/CA TDMA CSMA/CA CSMA/CA TDMA TDMA TDMA WCDMA
Datendurchsatz(nominell/effektiv)[kBit/s]
54.00020.000
700k. A.
20k. A.
250128
250k.A.
k.A.k.A.
1010
1.10032
220 (EDGE)53,6
7.200 (HSDPA)384
parallele Funkstrecken 3 ca. 200 1 16 16 16 10 120
adressierbareTeilnehmer
hersteller-abhängig
7 65.536 65.536unab-hängig
100
Zeit Verbindungs-aufbau [s]
< 1 3 < 1 < 1 < 1 < 1 < 1 3
Eignung mobile Teilnehmer ja ja ja ja ja ja nein ja ja ja
etc. … … … … ... … … … … …
Bisherige Ergebnisse – Datenanalyse & Kommunikations infrastruktur
Funkstandards
WLAN ZigBee ?
Zellulare Fördertechnik
= Indoor-Anwendung
• ausgewählte Standards detailliert hinsichtlich Eignung untersuchen
• für eigenen Anwendungsfall konfigurieren
WirelessHART
34343434fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Kommunikation im Schwarm
Quelle: ZVEI
Koexistenz von Funksystemen in der Automatisierungs technik
• Funkplanung erforderlich
• Drahtlose Kommunikation auf ein sinnvolles Mindestmaß reduzieren
• Funkplanung erforderlich
• Drahtlose Kommunikation auf ein sinnvolles Mindestmaß reduzieren
22.02.2011
18
35353535fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Kommunikation im Schwarm
- Zentraler Ansatz: Single-Point-of-Failure
- Bottleneck
Weiterentwicklung Blackboard-Prinzip
Problemstellungen Blackboard:
• Dezentralisierung durch den Einsatz mehrerer Blackboards � Redundanz
• „Spezialisierung“ der Blackboards (funktional, räumlich) � geringeres Datenvolumen
• Dezentralisierung durch den Einsatz mehrerer Blackboards � Redundanz
• „Spezialisierung“ der Blackboards (funktional, räumlich) � geringeres Datenvolumen
• zusätzliche Funktionen der Synchronisation (systemweite Datenkonsistenz)
• Entwicklung von Algorithmen zur automatisierten Duplizierung von Daten
• Zugriffs- und Auslastungsstatistik?• zusätzliche Funktionen der Synchronisation (systemweite Datenkonsistenz)
• Entwicklung von Algorithmen zur automatisierten Duplizierung von Daten
• Zugriffs- und Auslastungsstatistik?
36363636fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Kommunikation im Schwarm
Bereich 1
Bereich 2
PositionsdatenBereich 1
Bereich 2
Positionsdaten
Spezialisierte Blackboards
22.02.2011
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37373737fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Kommunikation im Schwarm
Lagerverwaltung
Materialflusssteuerung
WMS
Gateway-Agent
Schnittstelle
Anbindung an übergeordnete Systeme
• Zusätzliche Anforderung: Anbindung der Materialflusssteuerung an externe Systeme (z.B. WMS, ERP)
• Blackboard kann als Gateway fungieren
Kommunikationssystem
38383838fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Peer-to-Peer
Kommunikation im Schwarm
Kommunikationssystem
Softwaredienste
Leitsystem (z.B. WMS, ERP)
Blackboardsystem
Fördertechnikmodul Fördertechnikmodul „Fahrzeug“
interne Kommunikation (Sensorik, Aktorik)
externe Kommunikation (WLAN, ZigBee, WH)
„Intelligente“ Objekte RFID
Agent
auf PC
auf Embedded PC
am Behälter
Identifikation
Peer-to-PeerBlackboard
Aufträge
Fördertechnikmodul Fördertechnikmodul „Peripherie“
drahtlos
drahtlos
22.02.2011
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39393939fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Agenda
„Zellulare Fördertechnik“
Fahrzeug- und Sensormodelle
Kommunikation im Schwarm
Ausblick und Diskussion
40404040fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Ausblick und Diskussion
• Materialflusssysteme müssen dynamischer, robuster, flexibler und vor allem wandlungsfähig werden
• Das Internet der Dinge ist eine dezentrale, hierarchielose Materialflusssteuerung
• Es besteht aus standardisierten, intelligenten Entitäten
• Der Einsatz von Standardkomponenten ist mit der Umsetzung nicht standardisierbarer Abläufe vereinbar
• Bisher zentral umgesetzte Materialflussstrategien lassen sich auch dezentral umsetzen
• Mobile, autonome Module ersetzen in der Zellularen Fördertechnik starre, ortsfeste Stetigfördersysteme
• Die Zellulare Fördertechnik kann als wandlungsfähiges Fördertechnikmodul im Internet der Dinge eingesetzt werden
Quelle: IML
22.02.2011
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41414141fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München
Vielen Dank für das Interesse!
Dipl.-Ing. Peter Tenerowicz
Tel.: 089 / 289 159 - 15Fax.: 089 / 289 159 - [email protected]
42424242fml – Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner • Technische Universität München