Modeling and Vibration Suppression for Telescopic Systems of Structural Members with Clearance

Telescopic systems of structural members with clearance are found in many applications, e.g., mobile cranes, rack feeders, fork lifters, stacker cranes (see Figure 1). Operating these machines, undesirable vibrations may reduce the performance and increase safety problems. Therefore, this contribution has the aim to reduce these harmful vibrations. For a better understanding, the dynamic behaviour of these constructions is analysed. The main interest is the overlapping area of each two sections of the above described systems (see markings in Figure 1) which is investigated by measurements and by computations. A test rig is constructed to determine the dynamic behaviour by measuring fundamental vibrations and higher frequent oscillations, damping coefficients, special appearances and more. For an appropriate physical model, the governing boundary value problem is derived by applying Hamilton’s principle and a classical discretisation procedure is used to generate a coupled system of nonlinear ordinary differential equations as the corresponding truncated mathematical model. On the basis of this model, a controller concept for preventing harmful vibrations is developed.

Stabilität von Bewertungen zur Auswahl von Systemlösungen am Beispiel automatisierter Kommissioniersysteme für Beutelware

Der Druck auf Kosteneinsparungen und Produktivitätszuwachs in Bereichen der Kommissionierung und somit auch der Wunsch nach Rationalisierung durch Automatisierung wachsen stetig. Besonders bei in Beuteln verpackten Artikeln gestaltet sich jedoch eine Automatisierung der Kommissioniervorgänge aufgrund der mechanischen Produkteigenschaften schwierig. Entsprechende Systeme sind erst noch zu entwickeln. Im Systementwicklungsprozess möchte man möglichst frühzeitig Entscheidungen treffen können, um die technisch-wirtschaftlich sinnvollste Lösungsvariante auszuwählen und Entwicklungsaufwand einzusparen. Dieser Artikel beschäftigt sich mit den Eigenschaften besagter Produkte im Hinblick auf deren automatisierte Handhabung und zeigt einen konstruktionsmethodischen Ansatz zur Bewertung systemtechnischer Lösungsansätze mit zugehörigerer Sensitivitätsanalyse auf.

Reliability of evaluations for the choice of system solutions at the example of automated order-picking systems for bagged goods

There is a steadily increasing pressure on cost-savings and productivity growth in sectors of order-picking such that the wish for rationalization by automation is rising. Special problems are faced trying to automatize handling operations of order-picking articles packed in bags. The mechanical properties of the objects and their hard-to-predict shape and position represent obstacles and are complicating handling operations. A systematic approach in system design is required. This article deals with the properties of such products under aspects of difficulties arising in automated handling and points out a useful system development methodology.

Systemtechnische Ansätze zur Erfüllung neuer Anforderungen an Lagersysteme

Zukünftigen Lagersystemen werden aufgrund gewandelter Anforderungen Eigenschaften abverlangt, die mitunter in einem Widerspruch zueinander stehen. Im Folgenden sollen dazu betrieblich-technische Anforderungen und systemtechnische Lösungsansätze analysiert werden.

Sequenzierung mit Ant-Colony-Systemen am Beispiel Querverteil-Wagen

Dieser Beitrag zeigt die Anwendung des Ant-Colony-System (ACS) Algorithmus auf die Sequenzierung von Querverteil-Wagen in einem Lager. Wir erweitern den Basisalgorithmus der Ant-Colony-Optimierung (ACO) für die Minimierung der Bearbeitungszeit einer Menge von Fahraufträgen für die Querverteil-Wagen. Im Vergleich zu dem Greedy-Algorithmus ist der ACO-Algorithmus wettbewerbsfähig und schnell. In vielen Lagerverwaltungssystemen werden die Fahraufträge nach dem FIFO-Prinzip (First-in-First-out) ausgeführt. In diesem Beitrag wird der ACO-Algorithmus genutzt, um eine optimale Sequenz der Fahraufträge zu bilden.

Mehrwertdienst im Lebenszyklus von Sachanlagen in der Logistik

Unter dem General-Thema „Hybride Wertschöpfungsketten“ sind Zukunftsaufgaben subsummiert, die eine maßgebliche Verbesserung der Kooperationsprozesse vieler unterschiedlicher Dienste aus einem Leistungsobjekt verfolgen. Wenn das Leistungsobjekt eine Anlage ist, dann sind Wertschöpfungsketten gemeint, die von einer ersten Nutzungsspezifikation bis zur Verschrottung reichen. Mit Wertschöpfung sind sowohl Leistungen zur Herstellung und Integration dieser Anlagen in Betreiberprozesse bezeichnet, als auch diejenigen, die einen Beitrag dieser Anlage zur Wertschöpfung beim Nutzer leisten. Mit Mehrwertdiensten sind somit alle Leistungen gemeint, die an der Anlage oder für die Anlage während ihres gesamten Anlagenlebenszyklus erbracht werden. Sie dienen zur Nutzenerhöhung beim Betreiber, dem Nutzer und dem Anlagenhersteller. Damit sind Mehrwertdienste in Hybriden Wertschöpfungsketten grundsätzlich kollaborative Dienste, die üblicherweise konfliktäre Ziele mehrerer (oder sogar vieler) Interessen auflösen müssen.

Bestimmung des stochastischen Zeitverhaltens in Supply Chains

Stochastische Einflüsse wirken auf alle elementaren Prozesse einer Lieferkette. Sie äußern sich in variablen Fertigungs-, Transport- oder Durchlaufzeiten sowie Lagerbeständen zur Prozessentkopplung. Die Auswirkungen auf Liefertreue, Vorlaufzeiten, Bestände oder Kos¬ten für die gesamte Supply Chain sind zurzeit nur simulativ abschätzbar. Das hier vorge¬stellte numerische Verfahren kann mit geringem Aufwand ähnliche, statistisch abgesicherte Kennzahlen für das Zeitverhalten liefern.

Methode zur Dimensionierung von Entkopplungspuffern in dynamischen Fertigungsprozessen

Die Bestimmung der optimalen Puffergröße zur Entkopplung von Prozessen mit großen Durchlaufzeit-Schwankungen ist ein entscheidendes Problem bei der Planung insbesondere von getakteten Fertigungslinien. Der Puffer sollte in jedem Fall so groß bemessen sein, dass er den nachfolgenden Prozess in jedem Takt versorgen kann, andererseits aber reduziert werden auf Grund eines begrenzten Platzangebots innerhalb der Fertigungslinie. Der vorliegende Artikel beschreibt eine analytische Methode zur Ermittlung einer optimalen Puffergröße und vergleicht die Ergebnisse mit Simulationsuntersuchungen. Weiterhin wird der Zusammenhang zwischen der Durchlaufzeitverteilung und der erforderliche Puffergröße analysiert.

Mitarbeiterqualifizierung in der virtuellen Realität - Implementierung und Evaluation einer didaktischen Simulationsanwendung

Virtuelle Teamtrainingsanwendungen sind im militärischen Bereich seit über 20 Jahren mit großem Erfolg im Einsatz. Bei geeigneten Randbedingungen schafft dieses Qualifizierungsmedium neben einer erheblichen Reduzierung von Ausbildungsdauer und -kosten beachtliche Vorteile hinsichtlich der einhergehenden Ausbildungsqualität. Im Rahmen des Bayerischen Forschungsverbundes ForLog wird in Kooperation des Lehrstuhls für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml) und der Ray Sono AG das Potenzial entsprechender Qualifizierungsansätze im zivilen Industriesektor praxisnah untersucht.

Telematikeinsatz im Baustellenbetrieb zur optimalen Transportabwicklung

Dem Thema Baustellenlogistik wurde sowohl in der Baubranche selbst als auch in der Forschung in den letzten Jahren nur begrenzte Aufmerksamkeit gewidmet. Durch die Optimierung der baunahen Prozesse, wie beispielsweise Transport von Stück- und Schüttgütern, lassen sich noch weit reichende Einsparpotenziale realisieren. Im Rahmen eines AiF Forschungsprojektes wurde am Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml) der TU München in Zusammenarbeit mit Industriepartnern ein Flottentelematiksystem für die Baubranche unter Berücksichtigung der besonderen Randbedingungen, entwickelt und in einem langfristigen Pilotversuch getestet. Ein zentraler Bestandteil des Systems stellt die Anbindung an ein übergeordnetes Back Office System (SAP) dar, an das alle relevanten Informationen übermittelt werden und somit für die Abrechung und statistische Auswertungen zur Verfügung stehen.

Verwendung kinematischer Ketten bei der Generierung von Finite-Elemente-Modellen

Vorliegende Arbeit stellt eine am Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik der Technischen Universität München entwickelte Modellierungsmethode vor, die eine Abbildung von Finite-Elemente-Modellen als kinematische Strukturen ermöglicht. Dabei besteht das Gesamt¬modell aus einer Reihe einzelner FE-Teilmodelle, die durch Gelenke miteinander verbunden sind. Durch das Verändern weniger Parameter kann die räumliche Anordnung der Teilmodelle zuein¬ander verändert werden. Somit lassen sich die unterschiedlichen Betriebszustände der realen Maschine durch ein einziges Modell abbilden, wodurch der Aufwand für die Modellierung, Berech¬nung und Auswertung derartiger Systeme erheblich reduziert werden kann.

Reibschlüssige Greifsysteme für die automatische Handhabung im Materialfluss

Die personalintensive manuelle Durchführung notwendiger Handhabungsaufgaben im Materialfluss ist bedingt durch die oftmals vielfältig auftretenden charakteristischen Eigenschaften der zu behandelnden Stückgutobjekte. Typische Beispiele hierfür sind die Tätigkeiten des Kommissionierens und Sortierens, geprägt durch einen hohen Anteil manueller Tätigkeiten zur Handhabung wie: Vereinzeln, Greifen, Bewegen, Auf- und Abstapeln, Ordnen, Beladen und Ähnliche. Innovative Greifersysteme zur Stückguthandhabung eröffnen neue Möglichkeiten zur weiteren Automatisierung auch in diesem Bereich. Ein Lösungsansatz zur Entwicklung neuer Greifsysteme ist es, gezielt Friktionskräfte in Oberflächenbereiche des zu greifenden Objektes einzubringen und diese für den Handhabungsvorgang z.B. als Haltekräfte zu nutzen. Bei guten Reibwerten und entsprechender Anordnung der Wirkelemente können Objekte auch dann rein reibschlüssig gegriffen werden, wenn deren Oberfläche nur seitlich und von oben zugänglich ist, wie etwa Kartons im Packmusterverbund auf der Palette.

Dezentrale Steuerung für Materialflusssysteme am Beispiel von Stückgutförder- und sortieranlagen

Der Lehrstuhl Förder- und Lagerwesen der Universität Dortmund hat zusammen mit einem Industriepartner ein neuartiges, dezentrales Steuerungssystem entwickelt. In diesem modularen, hochflexiblen System wird der gesamte Material¬fluss durch dezentral organisierte, autonome Einheiten in Echtzeit gesteuert. Das System wurde erfolgreich in eine am Lehrstuhl betriebene Stückgutförder- und Sortieranlage integriert, welche als Prototyp dient und für weitere Forschungen im Bereich dezentrale Automatisierung zur Verfügung stehen wird. Dieses Dokument beschreibt die Zielsetzung und Implementierung des dezentralen Steuerungssystems.

Einsatz von Superelementen in der Berechnung von Gittermast-Fahrzeugkranen

In diesem Artikel wird eine Superelementformulierung für geometrisch nichtlineare Finite-Elemente-Berechnungen vorgestellt. Die Elementformulierung beruht auf Matrizen, die durch statische Kondensation erzeugt werden. Nach der Festlegung der Elementeigenschaften wird eine Methode zur Berechnung der Elementkräfte bei großen Verschiebungen und Drehungen entwickelt. Damit das Element für die Lösung von Stabilitätsproblemen verwendet werden kann, wird eine Formulierung der nichtlinearen Steifigkeitsmatrix erarbeitet. Eine Beispielanwendung zeigt die Vorteile des Elements bei der Berechnung von Gittermastkranen.

Using Superelements in the Calculation of Lattice-Boom Cranes

In this paper a superelement formulation for geometric nonlinear finite element analysis is proposed. The element formulation is based on matrices generated by the static condensation algorithm. After defining the element characteristics, a method for the calculation of the element forces in a large displacement and rotation analysis is developed. In order to use the element in the solution of stability problems, the formulation of the geometric stiffness matrix is derived. An example shows the benefits of the element for the calculation of lattice-boom cranes.