11 Interfakultäre Einrichtungen

Permanent URI for this collectionhttps://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/12

Browse

Filters

2020 - 20223

Settings

Subject: search.filters.subject.670

Search Results

Now showing 1 - 3 of 3
  • Thumbnail Image
    ItemOpen Access
    Autonome Entscheidungsfindung in der Produktionssteuerung komplexer Werkstattfertigungen
    (Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2020) Waschneck, Bernd; Bauernhansl, Thomas (Prof. Dr.-Ing.)
    Die Variabilität in der kundenindividuellen Massenproduktion stellt eine enorme Herausforderung für die industrielle Fertigung dar. Die komplexe Werkstattfertigung als Produktionsprinzip eignet sich aufgrund der inhärenten Flexibilität besonders für die kundenindividuelle Massenproduktion. Allerdings sind die bestehenden Methodiken für die Produktionssteuerung einer Werkstattfertigung für die Einmal- oder Wiederholproduktion ausgelegt, was zu Defiziten in der Massenproduktion führt. Entweder ist die globale Qualität der Ergebnisse suboptimal oder die notwendige Echtzeitfähigkeit in der Entscheidungsfindung kann nicht bereitgestellt werden. Zudem entsteht durch Veränderungen und Anpassungen der Produktionssteuerung einer komplexen Werkstattfertigung ein hoher manueller Aufwand. In der vorliegenden Arbeit wird eine Methodik für eine dezentrale, selbstorganisierte und autonome Produktionssteuerung für eine Werkstattfertigung entwickelt, die dazu beiträgt, mit der zunehmenden Komplexität und dem Produktionsvolumen umzugehen. Dabei wird die Produktion als Reinforcement-Learning-Modell formalisiert, das die Grundlage für das autonome Lernen einer Strategie zur Optimierung der Abarbeitungsreihenfolge bildet. Mehrere kooperative Deep-Q-Network-Agenten werden in diesem Modell darauf trainiert, eine Strategie zu finden, die eine gegebene Bewertungsfunktion - meist ein Key Performance Indicator aus der Produktion - maximiert. Die Neuronalen Netze, in denen die erlernte Entscheidungslogik der Deep-Q-Network-Agenten abgebildet ist, werden nach der Trainingsphase in die Produktion übertragen. Der Multi-Agenten-Ansatz trägt dazu bei, dass der Lernvorgang beschleunigt wird und im produktiven Einsatz durch die Dezentralität Entscheidungen schneller bestimmt werden können. Die Erprobung der Methodik in zwei praxisnahen Fallbeispielen aus der Halbleiterindustrie zeigt ihre Leistungsfähigkeit. In beiden Fallbeispielen konnten Strategien zur Optimierung der Abarbeitungsreihenfolge auf oder über Expertenniveau autonom erlernt werden. Konkret konnte dadurch im zweiten Fallbeispiel der Anteil verspäteter Aufträge in einer Technologieklasse von 17, 0 % auf 1, 3 % reduziert werden. Abgerundet wird die Arbeit durch eine Einordnung in das soziotechnische System „Fabrik“, in der die Umsetzung der Reihenfolgeentscheidungen durch die Werker betrachtet wird. Dabei wird offensichtlich, dass die Optimierung der Produktionssteuerung ganzheitlich unter Einbeziehung der Werker in einem kontinuierlichen Verbesserungsprozess erfolgen muss.
  • Thumbnail Image
    ItemOpen Access
    Simulation model for digital twins of pneumatic vacuum ejectors
    (2022) Stegmaier, Valentin; Schaaf, Walter; Jazdi, Nasser; Weyrich, Michael
    Increasing productivity, as well as flexibility, is required for the industrial production sector. To meet these challenges, concepts in the field of “Industry 4.0” are arising, such as the concept of Digital Twins. Vacuum handling systems are a widespread technology for material handling in industry and face the same challenges and opportunities. In this field, a key issue is the lack of Digital Twins containing behavior models for vacuum handling systems and their components in different applications and use cases. A novel concept for modeling and simulating the fluidic behavior of pneumatic vacuum ejectors as key components of vacuum handling systems is proposed. In order to increase the simulation accuracy, the concept can access instance‐specific data of the used asset instead of object‐specific data. The model and the data are part of the Digital Twins of pneumatic vacuum ejectors, which shall be able to be combined with other components to represent a Digital Twin of entire vacuum handling systems. The proposed model is validated in an experimental test setup and in an industrial application delivering sufficiently accurate results.
  • Thumbnail Image
    ItemOpen Access
    Martensite fractions measured by XRD on fracture surfaces of austenitic stainless steels tensile tested in gaseous helium and hydrogen
    (2022) Berreth, Karl; Michler, Thorsten
    Although martensitic transformation is neither necessary nor sufficient to explain hydrogen effects in austenitic stainless steels, the formation of a second phase upon straining results in local strain incompatibilities within the microstructure which can result in hydrogen assisted crack initiation. The fraction of α’-martensite on fracture surfaces of ten commercial austenitic stainless steels of different austenite stability was measured by quantitative x-ray diffraction (XRD). The main results are: (1) for a given steel, martensite contents on fracture surfaces of specimens tested in helium were higher compared to those tested in hydrogen and (2) tensile reduction in area of the specimens tested in hydrogen decreases with increasing martensite content on the fracture surface.