Studium und Lehre

Im Labor für Materialfluss wird aktuell ein Transportsystem für Kleinteilebehälter aufgebaut. Das Transportsystem soll im Endausbau die Behälter zwischen einem Lagerbereich und Verladebereich transportieren. Wichtiger Bestandteil ist hierbei auch ein 6-achsiger Industrieroboter, der mit einem geeigneten Greifer die Behälter 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 Tätigkeiten durchzuführen:

• Kennenlernen des Roboters und des Laborumfelds mit dem Transportsystem
• Überlegungen 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)
• Überlegungen 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. Abhängig 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. Gängige Praxis in Produktionsumgebungen ist heute immer noch eine iterative Neuanordnung von Fabrikeinheiten (z.B. Maschinen, Lager, Fahrwege) mit anschließender Prüfung der erzielten Verbesserungen.

Im Zeitalter einer weiter fortschreitenden KI-Verbreitung in den Ingenieurwissenschaften gerät 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 sämtlicher Code-Bestandteile, um den Layoutgenerator mit der KI-gestützten Bewertung lauffähig zu bekommen. Schließlich soll der Programmcode an einigen frei wählbaren 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 Teamgröße bis 4 Studierenden. Abhängig von der Personenzahl kann die Aufgabenstellung angepasst werden.