M&S 9. Semester

• Erkundungsfunktion
  ermittlung allgemeingültiger Aussagen zu einem System
• Prognosefunktion
  künftiges Verhalten eines Systems
• Gestaltungsfunktion
  kontruktion und auslegung von systemen
• Optimierungsfunktion
  verbesserung eines systems

eine analytische Lösung ist nicht möglich oder zu aufwendig
die komplexität übersteigt das Vorstellungsvermögen
die zeitraffung bringt vorteile

es gibt alternative Lösungsmethoden
der aufwand ist höher alsder zu erwartende Nutzen
es sind reale experimente aufwandsarm möglich

• abgrenzung des zu simulierenden systems
• exakte Definition der zu untersuchenden Fragestellung
• festlegung des Detaillierungsgrades
• exakte definitionder Randbedingungen für die Fragestellungen
• Ableitung der Anzahl der Simulationsläufe aus den vorgenannten Fragen und Abschätung des Simultionsaufwandes
• begleitende Abstimmung der Ziestellung mit dem Auftraggeber Bestimmte Fragestellungen erübrigen sich, neue fragestellungen kommen hinzu, Probleme der Modellbildung führen häufig zu Problemlösungen

• Projektgegenstand

1. projektbeschreibung
2. aufgabenstellung
3. zielsetzung
4. abnahmebedingungen
5. terminplan

• Projektumfeld

1. modellierungsebenen und systemgrenzen
2. vorhandene Daten und deren Bereitstellung
3. schnittstellen zu vorhandenen Systemen
4. vorhandene Planungsergebnissen
5. Simulationswerkzeug und Abstraktionsgrad

• Lieferumfang

1. Form der gewünschten Ergebnisdarstellung
2. Form der gewünschten Dokumentation
3. Art der Weiterverwendung
4. Anforderungen an zukünfitge Wartung und Pflege

Konzeptionelle Modell (abstaktes Modell)

• in abhängigkeit des Untersuchungszieles
• in Abhängigkeit der verfügbaren Modellelemente des Simulators

programmiertes Modell (formalisiertes Modell)

• formelle Implementierung des Modells
• Lauffähigkeit des Modells
• verifizierung der Modelleigenschaften

Experimentierfähiges Modell (ausführbares Modell)

• vorbereitung der Auswertemöglichkeiten
• Implementierung der Experimentierparameter
• test der experimentierfähigkeit

• Ziel der Simulationsuntersuchungen ist es, durch Modellmodifikationen (Veränderungen an Experimentierparametern) eine Verbesserung des Systemsverhalten zu erreichen
• Alle Modelleigenschaften können damit Experimentierparameter sein
• Experimentierparameter sollten ohne Modellanpassung änderbar sein (experimentierfähiges Modell)
• Bedarfsweise seperate Datenstrukturen für Modell- und Experimentierparameter

Bewertungsparameter (Ergebnisparameter) bewerten das Systemverhalten:

• Auslastung von Betriebsmitteln, Personal, ...
• Durchsatz
• Durchlaufzeit
• Kosten

Sinnvoll ist es, beginnend mit ausgewählten Stichproben für die Experimentierparameter zu arbeiten.

Ausgewählte Fälle sind z.B.:

• best case
• worst case
• normal case

Ergibt 2^k faktorielle Versuchsplanung

...

Werden benötigt, da verscheidene Typen von Objekten typabhängig transportiert, gelagert oder bearbeitet werden. Dafür ist die Identität des Objektes festzustellen.

• ohne Identifikation / Bewegungen werden registriert und in einem Abbild der Gesamteinrichtung gespeichert
• Identifikation durch markante Eigentschaften der Objekte
• Identifikation durch ein Identifiaktionsobjekt

Sinnvoll bei großen Datenmengen.

• Art des Datenspeichers
• Datenmenge
• Datzenzugriff
• Physikalisches Prinzip der Datenübertragung
• Art und Kopplung der Schreib-/Leseeinheit
• Gewicht, Schutzgrad, Medienbeständigkeit, Temperaturbereich

Mechanisches:

• 2 Bit mechanisch (direkt oder binär ausgewertet)
• Setzen der Information erfolgt durch Druckluft
• Lesen erfolgt durch Initiatoren, Auswertung durch Code lesen oder vergleichen

Optisches:

Eigenschaften:

• Informationsmenge ist begrenzt (Strichcodelänge)
• Verschmutzungsgefahr
• geringe Abmessung und auf das Objekt selbst aufbringbar (Verpackung)

Komponenten:

• Lesegeräte
• Schreibegeräte

• Transponder bestehend aus Mikrochip und Antenne
• Aktive und passive Systeme (mit oder ohne Energiequelle) → passiv: Die Antenne dient aus Spule und kann Kondensator aufladen
• Zwei grundsätzliche Datenübertragungen: 1. Induktives Nahfeld, das magnitisch erzeugt. 2. Elektromagnetische erzeugtes Fernfeld

Übertragungfrequenzen:

• niedrig: geringe Reichweite, sehr billig, in der Nähe von Metall einsetzbar
• mittlere: höhere Übertragungsgeschwindigkeit, größere Reichweite
• hohe: noch höhere Übertragungsgeschwindigkeit und Reichweite, teuer → für Mehrfachverwendungen

Allgemeine Merkmale:

• Statische / Dynamische Simulation
• Physikalische / Mathematische Modelle
• Manuelle / Rechnerunterstütze Simulation
• Determinisitsche / Stochastische Sumlation
• Kontinuierliche / Diskrete Simulation
• Terminierende / Nichtterminierende Systeme
• Stationäre / Nichtstationäre Systeme
• Echtzeit-Simulation / Nicht-Echtzeit-Simulation

Nach Zeitfortschritt:

• Zeitorientierte Simulation
• Ereignisorienterte Simulation

Movement System:

• Zeitverbrauch des Transportes wird von Geschwindigkeit und Beschleunigung der Sektion
• Objekte können sich aufstauen
• Geometrie des Objektes wird berücksichtigt

Blocks:

• Blöcke sind Räume (Quader), welche kontrollieren, ob nur eine bestimmte Anzahl von Loads sich in Ihnen aufhält → Segmentierung von Transportstrecken
• Können auch ohne grafische Funktion benutzt werden
• Befehle z.B.: claim, release

Counters:

• Zählen können auf einen Startwert gesetzt (set), inkremetiert (increment) und dekrementiert (decrement) werden und besitzen eine eigene Statisktik (z.B. Maximum, Minimunm, Durchschnitt)

Order lists:

• Warteliste, um Objekte abzulegen, welche z.B. aufgesammelt werden sollen (Montageprozess) - notwendige Funktionen dafür:
• wait to be ordered on OL_assemble (legt das aktuelle Load in der Order list OL_assemble ab)
• order n loads from OL_assemble to die (entnimmt n loads aus der Order list OL_assemble und vernichtet sie)

• Flussprinzip
• Verkettungsmittel
• Entkopplung
• Materialbereitstellung
• Sozialer Aspekt

• Liniearer Fluss
• U-Form
• Karree mit Haupt und Nebenschluss

• stetig/unstetig
• flurgebunden/flurfrei/aufgeständert
• geradlinig/kurvenförmig
• aktiv/passiv
• getaktet/ungetaktet

• Masse und Abmessungen des Bauteils
• Zugänglichkeit der Montageeinrichtung
• Lagegenauigkeit
• aufnehmbare Kräfte und Momente
• Fördergeschwindigkeit
• Anzahl der Stationen und Taktbindung
• notwendige Verzweigungen/zusammenführungen und Rückläufe

• rundtaktische Transf. (<16 Stationen)
• getaktete Längstransf. (>16 Stationen)
• Stetigplattenförderer (PKW)
• Power-End-free Förderer
• Gurtbandförderer

• Anzahl der Stationen
• Stantionstypen (Single Batch Index)
• Einzel- oder Doppelgreifer
• seriell oder Parallel
• mit oder ohne revisiting
• Einarmig oder Zweiarmig

1. Sensor Aktor Ebene
2. Steuerebene (leiten, überwachen und koordinieren der Aktivitäten eines oder mehrerer Automatisierungsgeräte)
3. Führungsebene (Auftragswarteschlangen bilden, Verteilen von Aufträgen, Überwachung des Auftragsfortschritts, Meister-Ebene)
4. Leitebene (Koordinierung der Produktion, Überwachung der Auftragsbearbeitung, Beschaffung und Sperrung von Ressourcen, Arbeitsvorbereitung, Ressourcenmanagement)
5. Planungsebene (Führen des Unternehmens nach gesteckten Zielen, Kontruktion und Produktionsplanung)

5 ist die oberste Ebene

• durchgängig Rechnergestützt ist erstrebenswert
• Transparent
• steuerinformationen von oben nach unten
• zustandsinfos von unten nach oben
• Gestaltung der Hierarchie aus technischen und organisatorischen Aspekten

• klassische Koordinationssteuerung
• Mischform
• Kommunikation in einer Ebene
• Master-Slave-Kopplung

Anwendungsschicht

• applikationsspezifische Datenübertragung

Darstellungsschicht

• Konvertierung der Daten

Sitzungsschicht

• Eröffnen Durchführen und Schließen der Sitzung (Datenaustausch)

Transportschicht

• Eröffnen, Durchführen und Schließen des Datenaustausches

Vermittlung

• Kopplung von verschiedenen Teilnehmern

Datensicherung

• gesicherte Datenübertragung von Bitblöcken

Bitübertragung

• physikalische Datenübertragung, Modulation und Codierung

Seriell:

• 1:1 (USB)
• 1:n (Feldbusse)
• m:n (LAN / Ethernet)

Parallel:

• 1:1 (Drucker)
• 1:n (GPIB)
• m:n (VME / Multibus)

Verknüpfungssteuerung: ohne Speicherung        → Schaltnetz

      mit Speicherverhalten → Schaltwerk

Ablaufsteuerung: zeitgeführt

     ereignisgeführt

• Taster, Operator- Panel
• Lampen, Diverse Panels
• Programmiergerät
• Steuerung
• Sensoren, Steuerbefehle

• Soft-SPS
• Modulare-SPS
• Kompakt-SPS

• Kontaktplan
• Anweisungsliste
• Funktionsbausteinsprache / Logikplan
• Ablaufsprache
• Höhere Programmiersprache

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