Prozesse und Produktionssysteme Flexible und wandlungsfähige Produktion u. Leistungsfähige, ressourceneffiziente und robuste Fertigungsprozesse

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1 Prozesse und Produktionssysteme Flexible und wandlungsfähige Produktion u. Leistungsfähige, ressourceneffiziente und robuste Fertigungsprozesse , Wien ConvergentInformation Technologies GmbH Im Stadtgut A1 A 4407 Steyr-Gleink T: ce@convergent-it.at Danksagung: Convergent Information Technologies GmbH wird gefördert durch JITU - Seed des bmvit, abgewickelt durch die aws. 0. Danksagung Teile der Ergebnisse wurden gefördert durch die FFG im Rahmen des Projektes AMPIR Nr The TAPAS project is funded by the European Community's Seventh Framework Programme (FP7/ ) under grant agreement no

2 0. Überblick Produktionssysteme und Prozesse 1. Convergent IT in a Nutshell 2. Leistungsfähige und robuste Fertigungsprozesse a. Automatische Q.S. Inspektion u. Reparaturvorbereitung b. 0-Fehler: Eingebettete Prozesssimulation & Optimierung c. Hochleistungsproduktion: Dynamik 3. Flexible und wandlungsfähige Produktion a. Die Automation automatisieren: autom. Programmierung b. Automation of Transformable Production Firma: Software-StartUp, Sitz Steyr 2006 tech2b Phase 2007 Gründung 2008 Gründung GmbH 06/11 Umzug nach Haid (Linz) 1. Convergent IT Produkte: Automatische Planung u. Programmierung R&D Intense Produkts Besonderheiten: New Business Models vgl. ETP ManuFuture F+E Quote > 50% High-Level-Group ManuFuture => Gründung Board of Stakeholder EUROP (RoboticsPlatform) 2

3 2. Leistungsfähige und robuste Fertigungsprozesse a) Automatische Q.S.: Inspektion uns Reparaturvorbereitung ConvergentInformation Technologies GmbH Im Stadtgut A1 A 4407 Steyr-Gleink T: ce@convergent-it.at Integrierte Qualitätssicherungssysteme - Inspektion 2.a) Automatische Q.S.: Inspektion + Reparatur 3

4 Reaktive Robotik: Markierung sensoriell detektierter Fehler 2.a) Automatische Q.S.: Inspektion + Reparatur Prinzip: Markierung sensoriell detektierter Fehler Markierung Fehlerklasse Toolkomandos AutomAPPPS 2.a) Automatische Q.S.: Inspektion + Reparatur CAD Zelle, Chassis Image courtesy of Atensor GmbH Fehler Listen Fehler-Klasse Chassis Typ Bewegungsplanung Code Generator Image from Kavraki, Svetska, Latombe, Overmars 1995 Image courtesy of Atensor Gmb 4

5 Ausblick: Polieren Image courtesy of Ferrobotics GmbH 2.a) Automatische Q.S.: Inspektion + Reparatur Ausblick Eingebettete Prozessmodelle zum Optimieren 2.a) Automatische Q.S.: Inspektion + Reparatur 5

6 Eingebettete Prozesssimulation Beispiel Micro Cleaning (Schwertbürste) Image courtesy of WANDRES GmbH 2.b) 0-Fehler: Eingebettete Prozesssimulation Besonderheiten: 1. Deutlich höhere Reinigungs-Qualität (Micro-Cleaning) 2. Anwendung Komplex 3. Reinigung per-default aufwendig/teuer zu Testen #1: Prozessoptimierung #2 autom. Roboterprogrammierung 2.b) 0-Fehler: Eingebettete Prozesssimulation Vor Optimierung Nach Optimierung Optimierung interaktiv Agenda (Ampel): Grün: gereinigt (hell: einfach, dunkel: redundant) Rot: Parameterüberschreitung Gelb/orange: Parametergrenze Usw 6

7 2. Leistungsfähige und robuste Fertigungsprozesse c.) Dynamik ConvergentInformation Technologies GmbH Im Stadtgut A1 A 4407 Steyr-Gleink T: ce@convergent-it.at Stufen der Dynamik (Komplexität) Beispiel Schwertbürstenreinigung 2c) Dynamik - Beispiel 7

8 Erweiterung n-dim. Zustandsraums um die Dimension Zeit: R n R n R 2.c) Dynamik - Grundlagen [Kavraki, Svetska, Latombe, Overmars] [S. LaValle] Erweiterung des Zustands q (t, q(t), q (t), (q (t))) Device Time Status 3. Flexible und wandlungsfähige Produktion a) Die Automation Automatisieren! 100 mal schneller Programmieren! ConvergentInformation Technologies GmbH Im Stadtgut A1 A 4407 Steyr-Gleink T: ce@convergent-it.at 8

9 Automatisiert! Voll/Teilautomatishe Programmierung 1. (Teil-)automatisch: Vorgaben durch den Bediener u.v. Prozessmodell 2. Eingebettete Prozessmodelle + Simulation -> Vorhersage Ergebnis Prozess-zentriert! 3. Automatische Optimierung Prozessergebnis 4. Automatische Anwendung-/ Programmgenerierung 3a) Die Automation automatisieren CAD Zelle, Chassis Chassis Typ Bewegungsplanung Image from Kavraki, Svetska, Latombe, Overmars 1995 Code Generator Prozessmodel + Simulation ^ AutomAPPPS Robot Cntrl. Eingebettete Prozessmodelle: a) klassisch: Toolposition => Prozessergebnis 3a) Die Automation automatisieren b) AutomAPPPS: gewünschtes Gesamtergebnis Prozess => Bahnen c) Tool-Physics 9

10 Prognose über das Wachstum der Robotik Wachstum der Robotik 3a) Die Automation automatisieren Quelle: Robotic Association ofjapan Starke Zunahme an Programmen Wer soll die programmieren? 3. Flexible und wandlungsfähige Produktion b) Automate Transformable Production ConvergentInformation Technologies GmbH Im Stadtgut A1 A 4407 Steyr-Gleink T: ce@convergent-it.at 10

11 TAPAS: Robotics-enabled Logistics and Assistive Services for the Transformable Factory of the Future Left: Programming task in 2 secs KUKA LWR through new KUKA Robotics API 3b) Transformable Production Automation Below: industrial production line at Grundfos in Bjerringbro, DK Courtesy of AAU + Grundfos Courtesy of KUKA Below: Programming KUKA omnirob in 3secs TAPAS: Positionierung 3b) Transformable Production Automation TAPAS Besonderheiten - FoF Industriedominierte F+E ( Industry in the driving seat ) Large-scale demonstration im Shop-Floor nach 6 Monaten Tests im Shop-Floor 11

12 Ende Convergent Information Technologies GmbH Im Stadtgut A Steyr-Gleink fax: it.at 12