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Tuesday, September 27, 2011, Saal F 2:00 PM Prozesse, Steuerung, Regelung 1 |
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Bausteine der modellbasierten Selbstoptimierung beim automatisierten MSG-Schweißen |
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Konrad Willms / Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik ISF, Deutschland Uwe Reisgen / Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik ISF, Deutschland Marion Beckers*/ Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik ISF, Deutschland Guido Buchholz/ Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik ISF, Deutschland |
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Heute werden an integrierte Produktionsanlagen zur Sicherstellung der Produktqualität und zur Reduzierung von störungsbedingten Stillstandzeiten, stetig steigende Anforderungen nach höherer Flexibilität und größerer Autonomie der einzelnen Fertigungsstationen gestellt. Zur Lösung dieser Problematik gewinnt die Thematik Selbstoptimierung zunehmend an Bedeutung. Die Selbstoptimierung eines technischen Systems besteht darin, dass es sich durch hinterlegtes Expertenwissen und auf Basis direkter Prozessinformationen an veränderte Eingangsgrößen oder Umgebungsbedingungen ohne externes Eingreifen so anpasst, dass es die geforderten Ausgangsgrößen optimal erreicht. Hierbei stellt die Selbstoptimierung eine übergreifende Regelungsstrategie dar, die bestehende Strategien zur Regelung beinhaltet aber um zusätzliche Informationsverarbeitungsschritte zur Optimierung, durch hinterlegtes Expertenwissen in Form von Ersatzmodellen, erweitert ist. Dies ermöglicht, im Gegensatz zu bisherigen Lösungsansätzen, die Erweiterung des Arbeitsraumes, indem ein robuster, qualitätsgerechter Fertigungsablauf gewährleistet werden kann. Im Rahmen des Vortrages wird das prozessübergreifende Prinzip der modellbasierten Optimierung von Fertigungsprozessen, dass im Exzellenzcluster Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer der RWTH-Aachen erarbeitet wurde, vorgestellt. Im Weiteren wird die Übertragung dieses Prinzips auf eine automatisierte MSG-Schweißanlage erläutert und auf die hierbei benötigten Module eingegangen. Eine Voraussetzung für die Selbstoptimierung ist die Bereitstellung von Informationen über den aktuellen Prozesszustand und die Produktqualität mittels Sensoren. Zentrale Komponenten stellen Modelle zur Beschreibung der Produktqualität in Abhängigkeit von qualitätsrelevanten Stellgrößen des Prozesses dar. Zum einen werden die Modelle benötigt, um den aktuellen Arbeitspunkt innerhalb der Prozessdomäne zu bestimmen. Das Ziel der Selbstoptimierung ist es, den Prozess immer innerhalb eines gültigen Arbeitsraumes zu halten, in welchem die geforderte Schweißnahtqualität erzielt werden kann. Deshalb werden die Prozessmodelle zum anderen in Verbindung mit Entscheidungsalgorithmen und Optimierungsverfahren dazu genutzt, um ein durch Störgrößen verursachtes Verlassen des Arbeitsraumes durch Anpassen der Stellgrößen zu verhindern. |