 |
|
| Thesis topic proposal |
| |
Description of the research topic:
a.) Előzmények
A gyorsan változó és széleskörű igényeket kiszolgáló, hatékony gyártás egyik alapfeltétele a gyártórendszerek alapegységéül szolgáló, gyártó és belső logisztikai műveleteket egyaránt végző gyártócellák (újra-)konfigurációjának hathatós, számítógépes támogatása. A feladat a gyártandó termékek típusainak, modelljének, felépítésének, sorozatnagyságának, a rendelkezésre álló gyártó és logisztikai erőforrások technológiai képességének, működésének és fő jellemzőinek ismeretében olyan gyártócella konfigurálása, mely képes az elvárt gyártóműveletek elvégzésére. Ekkor a tervezés két értelemben valósul meg: mint (1) gyártócella tervezés (design), és mint (2) annak működésének tervezése (planning). A két aspektust elválaszthatatlanul kötik össze azok a magas szintű kritériumok, melyek magára a rendszerre, mint objektumra (pl., technológia, helyigény, beruházási költségek), és ugyanakkor annak működésére (pl. ciklusidő, energiaigény, működési költség) vonatkoznak.
A fenti két aspektus együttes kezelésekor a korábbiaknál jelentősen nagyobb problématérben, jellemzően részleges információk alapján, egymásnak akár ellentmondó ismeretek birtokában kell döntéseket hozni. Ezért nélkülözhetetlen az emberi döntéshozó szerepe, aki érvényesíteni képes a nem formalizálható szempontokat, feltéve, hogy az alternatívák alkalmasan előállított, viszonylag szűk halmazából kell választania. Mindezt gyors, interaktív használatot lehetővé tevő válaszidőket és vizualizálást feltételez.
Általánosan használható tervezési módszernek a korlátozásokon alapuló konfigurációs tervezés tekinthető, hiszen a planning maga is konfigurációs feladat: nem más, mint adott követelményeknek megfelelő elemi technológiai és logisztikai műveletek időbeli elrendezésének és erőforrásokhoz rendelésének problémája. A rendelkezésre álló ismeretek hatékony reprezentációja és felhasználása megkövetelheti egy elosztott, ún. multi-ágens, önszerveződő konfigurációs mechanizmus kidolgozását, melyben egy megfelelő gyártócella és annak működése az igények és technológiai képességek „egymásra találásából” bontakozik ki.
b.) A kutatás célja
A kutatás célja olyan gyártócella tervezési módszer kidolgozása, mely együttesen kezeli és oldja meg a cella adott elemkészletből való konfigurálását, valamint a cella működésének tervezését. Ennek érdekében képes olyan, magas szintű, elemi gyártó és logisztikai műveletekből álló szinkronizált mozgásterv automatikus előállítására, melyből a későbbiekben alacsonyszintű program (PLC, ill. robot program) generálható.
Fontos cél a tervezési módszer adott technológiai környezetben való demonstrálása. A megcélzott technológia minden bizonnyal az autóiparban mind jobban terjedő, de még újdonságnak számító robotos lézeres távhegesztéssel történő szerelés, ahol egy adott termék alkatrészeinek, azok csatlakoztatási lehetőségeinek és a rendelkezésre álló szerelési technológia ismeretében kell meghatározni a hegesztő cella konfigurációját és működését, egészen a robot programozásáig. Ekkor a tervezés során elsősorban a geometriai viszonyokból eredő korlátozásokat kell tekintetbe venni, és a kiértékelés fő szempontjai a ciklusidő, költségek és energia hatékonyság.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye
1. Irodalomkutatás a gyártórendszer tervezés, a cselekvéstervezés, a szereléstervezés, korlátozás és matematikai programozás valamint a számítógépes geometriai modellezés témáiban.
2. Egy jól behatárolható konfigurációs és tervezési probléma definiálása a robotos lézeres távhegesztés területén.
3. Általános célú tervezési modell és eljárás felállítása, technológiai ismeretek összegyűjtése és a modell feltöltése.
4. Hatékony megoldó algoritmusok kidolgozása, interakción alapuló vegyes kezdeményezésű tervezési eljárás kifejlesztése.
5. Prototípus implementáció és tesztelés a kiválasztott technológiai területen.
6. Publikáció: évente min. 1 db. nemzetközi konferencia cikk, a 3. év végére két nemzetközi folyóiratcikk és disszertáció.
d.) A szükséges berendezések és készségek:
A szükséges berendezések a tanszéken, ill. a témavezető kutató intézetében (MTA SZTAKI) rendelkezésre állnak.
A feladat megoldásához angol nyelvismeret, szakirodalom önálló feldolgozásának készsége, CAD rendszer használatában való jártasság és programozási gyakorlat szükséges.
e.) Várható tudományos eredmények:
Általános célú, gyártócellák felépítésének és működésének konfigurálására alkalmas tervezési módszer, és annak egy konkrét technológiai területen (robotos lézeres távhegesztés) való mérnöki alkalmazását támogató, implementált tervező rendszer.
Irodalom:
Abele, E., Wörn, A., Fleischer, J., Wieser, J., Martin, P., Klöpper, R.: Mechanical module interfaces for reconfigurable machine tools, Production Engineering Research and Development, 1: 421-428, 2007, pp.
Bussmann, S., Jennings, N.R., Wooldridge, M.: Multiagent Systems for Manufacturing Control: A design methodology, Springer, 2004.
Dashchenko, A.: Reconfigurable manufacturing systems and transformable factories, Springer, 2006, p. 757.
Koren, Y., Heisel, U., Jovane, F., Moriwaki, T., Pritschow, G., Ulsoy, G., Van Brussel, H.: Reconfigurable manufacturing systems, CIRP Annals – Manufacturing Technology, 48(2):527-540, 1999.
Márkus, A., Váncza, J.: Process planning with conflicting and conditional advice, CIRP Annals – Manufacturing Technology, 50(1):327–330, 2001.
Monostori, L., Váncza, J., Kumara, S.R.T.: Agent-based systems for manufacturing, CIRP Annals - Manufacturing Technology, 55(2):697-720, 2006.
Tolio, T.: Design of flexible production systems; Methodologies and tools, Springer, 2009. p. 299.
Tolio, T., Ceglarek, D., Elmaraghy, H.A., Fischer, A., Hu, S.J., Laperrière, L., Newman, S.T., Váncza, J.: SPECIES-Co-evolution of products, processes and production systems, CIRP Annals - Manufacturing Technology, 59(2):672-693, 2010.
Van Brussel, H.; Sas P.; Németh I;, De Fonseca, P.; Van den Braembussche, P.: Towards a mechatronic compiler, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 6(1): 90-105, 2001.
Wiendahl, H.-P., ElMaraghy, H.A., Nyhuis, P., Zäh, M.F., Wiendahl, H.-H., Duffie, N., Brieke, M.: Changeable manufacturing, CIRP Annals – Manufacturing Technology, 56(2): 783-809, 2007.
Number of students who can be accepted: 1
Deadline for application: 2015-01-31 |
|
|
|
|
Login
