Studium und Lehre

Im Labor für Materialfluss wird aktuell ein Transportsystem für Kleinteilebeh?lter aufgebaut. Das Transportsystem soll im Endausbau die Beh?lter zwischen einem Lagerbereich und Verladebereich transportieren. Wichtiger Bestandteil ist hierbei auch ein 6-achsiger Industrieroboter, der mit einem geeigneten Greifer die Beh?lter u.a. zwischen einzelnen Transportstrecken umsetzen kann.

Der hierfür vorgesehene Roboter ist ein Motoman MH6-101 der Firma Yaskawa, der sich seit Kurzem im Labor befindet und im Rahmen dieser praktischen Projektarbeit in Betrieb genommen werden soll.

Im Einzelnen sind hierfür folgende T?tigkeiten durchzuführen:

• Kennenlernen des Roboters und des Laborumfelds mit dem Transportsystem
• ?berlegungen zum Roboterstandort im Labor und damit zur Integration des Roboters in das Transportsystem
• Komplettierung des Robotersystems mit geeignetem Greifer und ggf. Greiferwechselsystem und Anschluss an die Robotersteuerung
• Planung und Durchführung von Systemtests (z.B. hinsichtlich Bewegungsverhalten, Geschwindigkeit und Genauigkeit des Roboters)
• ?berlegungen zur Anbindung des Roboters an die übergeordnete Steuerung des gesamten Transportsystems
• Entwicklung und Programmierung einer ersten Transportaufgabe mit dem Roboter

Die Projektarbeit sollte von 4 – 5 Studierenden in Teamarbeit bearbeitet werden. Abh?ngig von der Personenzahl und ggf. existierenden Vorkenntnissen kann die Aufgabenstellung angepasst werden.

Im Labor für Materialfluss ist ein Kommissioniersystem mit angebundenem fahrerlosem Transportsystem (FTS) in Betrieb. Als FTS wird der LEO Locative der Firma BITO eingesetzt. Das System transportiert Beh?lter aus einem Lagerbereich zu einem Kommissionierarbeitsplatz. Dort werden die Beh?lter durch das FTS bereitgestellt, über Rollenbahnen dem Arbeitsplatz zugeführt, nach erfolgter Kommissionierung wieder auf eine Rollenbahn übergeben und vom FTS zurückgeführt.

Die mechanischen Grundkomponenten (FTS-Anbindung, Rollenbahnen, Kommissionierfl?che) wurden in einer vorangegangenen Projektarbeit konzipiert, konstruiert und aufgebaut. Im Rahmen dieser neuen Projektarbeit soll der Kommissionierarbeitsplatz funktional, ergonomisch und informationstechnisch erweitert sowie vollst?ndig in Betrieb genommen werden.

Hierzu ist die ganzheitliche Weiterentwicklung des bestehenden Kommissionierarbeitsplatzes unter technischen, ergonomischen und prozessualen Gesichtspunkten erforderlich. Der Fokus liegt dabei auf:

• Integration geeigneter Informations- und Assistenzsysteme für die Kommissionierperson (z.B. digitale Pickliste, Anzeigeeinheit, Pick-by-Light-Ansatz o.?.) einschlie?lich der mechanische Konstruktion erforderlicher Halterungen und Aufnahmen
• Auswahl und Integration eines Scannersystems (z.B. Barcode- oder QR-Code-Scanner) zur Verifikation der kommissionierten Artikel
• Entwicklung eines geeigneten Rückmeldesystems (optisch/akustisch) zur Fehleranzeige oder Prozessbest?tigung
• Erweiterung um zus?tzliche sinnvolle Komponenten (z.B. Beh?lterfixierung, ergonomische Anpassungen, Sicherheits- oder Schutzkonzepte)
• Elektrische und informationstechnische Anbindung der Komponenten
• Aufbau, Integration und Inbetriebnahme des Kommissionierarbeitsplatzes im Labor für Materialfluss

Die Projektarbeit kann von 2 – 4 Studierenden in Teamarbeit bearbeitet werden. Abh?ngig von der Personenzahl und ggf. existierenden Vorkenntnissen kann die Aufgabenstellung angepasst werden.

Seit vielen Jahrzehnten wird an Mechanismen zur Planung und Optimierung von Fabriklayouts gearbeitet. G?ngige Praxis in Produktionsumgebungen ist heute immer noch eine iterative Neuanordnung von Fabrikeinheiten (z.B. Maschinen, Lager, Fahrwege) mit anschlie?ender Prüfung der erzielten Verbesserungen.

Im Zeitalter einer weiter fortschreitenden KI-Verbreitung in den Ingenieurwissenschaften ger?t auch der Einsatzzweck für die Optimierung von Fabriklayouts in den Fokus. Zuletzt wurde dieses Thema Ende 2024 im Rahmen der Dissertation von Patrick Eschemann aufgegriffen. Entstanden ist hierbei ein Generator für Fabriklayouts zusammen mit einer KI-Architektur, die die generierten Layouts gegeneinander bewerten kann und z.B. einen Produktionsdurchsatz bei Verwendung eines Layouts ermitteln kann. Mit diesen beiden Werkzeugen (Generator + KI-gestützte Bewertung) kann Fabrikplanern eine wertvolle Hilfestellung gegeben werden.
Der im Rahmen der Dissertation genutzte Code ist entweder in typischen Software-Bibliotheken frei verfügbar oder komplett in der Doktorarbeit abgedruckt. Es steht somit alles zur freien Verfügung.

Das Ziel dieser Projekt- oder Studienarbeit ist die Zusammenführung und Implementierung s?mtlicher Code-Bestandteile, um den Layoutgenerator mit der KI-gestützten Bewertung lauff?hig zu bekommen. Schlie?lich soll der Programmcode an einigen frei w?hlbaren Testszenarien experimentell geprüft und die Wirksamkeit ermittelt werden.
Die gestellte Aufgabe erfordert eine intensive Auseinandersetzung mit Themen der Fabrikplanung, Layoutplanung und KI-Mechanismen. Die Aufgabe kann als Studienarbeit von 1 bis 2 Studierenden bearbeitet werden oder als Projektarbeit mit einer Teamgr??e bis 4 Studierenden. Abh?ngig von der Personenzahl kann die Aufgabenstellung angepasst werden.