Proceedings ASIM SST 2020最新文献

{"title":"Automatische Erstellung von digitalen Simulationszwillingen von Produktionssystemen","authors":"Walter Wincheringer, Tobias Sohny, Marec Kexel","doi":"10.11128/arep.59.a59046","DOIUrl":"https://doi.org/10.11128/arep.59.a59046","url":null,"abstract":"Die durch die Industrie 4.0 postulierte Mass Customization führt zu einer hohen Planungskomplexität einer Produktion, was den Einsatz von diskreten Simulationssystemen erfordert. Die Erstellung eines digitalen Simulationszwillings ist jedoch zeitaufwändig, insbesondere, wenn sich in einer diskreten Werkstatt-, Matrixfertigung die Anforderungen häufig ändern. In diesem Beitrag wird ein Ansatz aufgezeigt, welcher die Generierung ablauffähiger Simulationsmodelle von Produktionssystemen, über eine VBASchnittstelle und ohne Programmierarbeit durch den Anwender, ermöglicht. Die Wahl verschiedener Prioritätsregeln zur Ablaufplanung, in Abhängigkeit typischer Produktionsziele, und deren Simulation wurden entwickelt. Somit sind Produktionsplaner in der Lage ihre Planung durch Simulation in kürzester Zeit abzusichern. 1. Einleitung Durch die Globalisierung, kürzere Produktlebenszyklen sowie die Individualisierung der Kundenwünsche sind Unternehmen in ihrer Wettbewerbsfähigkeit gefordert. Um den Anforderungen gerecht zu werden, haben viele Unternehmen in den letzten Jahren ihr Produktionssystem nach Lean-Gesichtspunkten reorganisiert [1]. Mit Hilfe der Lean-Management-Methoden oder gemäß den Gestaltungsrichtlinien ganzheitlicher Produktionssysteme ist es gelungen die gestiegene Produktvielfalt zu beherrschen. Die Mass Customization schreitet jedoch weiter voran und bedingt, in Verbindung mit dynamischen Märkten, eine hohe Flexibilität und eine Wandelbarkeit des Produktionssystems. Dies führt zu einer zunehmenden Komplexität in der Produktionsplanung und -steuerung [2]. Das Konzept von Industrie 4.0 postuliert eine variantenreiche Produktion mit Losgröße Eins zu den Kosten einer Serienfertigung. Daher werden sich die klassischen Fertigungsprinzipien nach dem Flussprinzip, Reihenund Fließfertigungen, in Richtung einer Matrixproduktion wandeln. Hierzu werden flexible Produktionskapazitäten zukünftig nicht mehr mit Förderbändern statisch verknüpft, sondern über fahrerlose Transportsysteme dynamisch miteinander verbunden. Dadurch entstehen wandlungsfähige Produktionsabläufe mit unterschiedlichen Produktionstopologien die nach dem \"plug and produce\"-Konzept bedarfsgerecht, in Abhängigkeit der kundenspezifischen Auftragsstruktur, stets neu konfiguriert werden können. [2] Auch im modernsten Produktionssystem müssen die klassischen Aufgaben der Produktionsplanung, der Kapazitätsauslastung sowie die Durchlaufterminierung, in Abhängigkeit vom jeweiligen Auftragsbestand, ausgeführt werden. Die Wandlungsfähigkeit der Produktion führt hierbei zu einer Planungskomplexität, die ohne den Einsatz digitaler Werkzeuge nicht beherrschbar ist. Die ereignisdiskrete Simulation (discrete event simulation, DES) ist hierzu ein anerkanntes Werkzeug. Die Nachbildung existenter oder geplanter Systeme in ablauffähigen Simulationsmodellen, erlauben die Abbildung der bestehenden Dynamik [3]. Dieses Simulationsmodell, als digitaler Zwilling (Digital Twin, DT) der Produktionstopologie, muss ","PeriodicalId":330615,"journal":{"name":"Proceedings ASIM SST 2020","volume":"30 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"1900-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"132494672","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Anwendung von Batterieanalysemethoden zur Validierung von Alterungsmodellen in Lithium-Ionen-Zellen","authors":"Steffen Bazlen, M. Blessing, Walter Commerell","doi":"10.11128/arep.59.a59043","DOIUrl":"https://doi.org/10.11128/arep.59.a59043","url":null,"abstract":"Die Leistungsfähigkeit einer Lithium-Ionen Zelle weist neben den elektrochemischen Eigenschaften der initialen Zellund Materialauslegung eine hohe Abhängigkeit vom Alterungszustand auf. Für die Simulation von Zellen und Batteriesystemen sind Kenntnisse über das Alterungsverhalten notwendig und in der Modellbildung zu berücksichtigen. Die unvermeidbare Zellalterung wird dabei durch eine Vielzahl parallel auftretender Degradationseffekte hervorgerufen. Eine detaillierte Alterungsanalyse ist mit einem hohen Aufwand verbunden und oftmals nur durch eine Post-mortemAnalyse ermittelbar. In dem vorliegenden Artikel wird eine vereinfachte Methode vorgestellt, die es erlaubt, auf die dominanten Degratationseffekte zurückzuschließen. Betrachtet wird der Leitfähigkeitsverlust (conductivity loss, CL), der Rückgang von Lithiuminventar (loss of lithium inventory, LLI) und der Verlust von Aktivmaterial (loss of active material,","PeriodicalId":330615,"journal":{"name":"Proceedings ASIM SST 2020","volume":"37 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"1900-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"114756095","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Zukunft modellieren: Science Fiction als soziale Simulation von Hyperobjekten","authors":"Lars Schmeink","doi":"10.11128/arep.59.a59001","DOIUrl":"https://doi.org/10.11128/arep.59.a59001","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":330615,"journal":{"name":"Proceedings ASIM SST 2020","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"1900-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"129624390","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Konfliktfreie, selbstoptimierte Trajektorienplanung für ein fahrerloses Transportfahrzeug zur Durchführung des autonomen Gütertransportes im Produktionsumfeld","authors":"Jie Zhang, Xiaobo Liu-Henke","doi":"10.11128/arep.59.a59037","DOIUrl":"https://doi.org/10.11128/arep.59.a59037","url":null,"abstract":"Im vorliegenden Beitrag wird ein Ansatz zur Trajektorienplanung, die aus Bahnplanung und Bewegungsplanung besteht, für ein fahrerloses Transportfahrzeug (FTF), welches den autonomen Gütertransport im Produktionsumfeld konfliktfrei durchführen kann, dargestellt. Anhand von Wegpunkten aus einer Navigationsfunktion wird zuerst ein kontinuierlicher Fahrweg generiert, welche der optimalen Route in Form von geradlinigen Strecken zwischen den Wegpunkten möglichst nahekommt. Anschließend wird die Bewegungsplanung des FTF unter Berücksichtigung von Geschwindigkeitsbeschränkungen bestimmt. Auf Basis von omnidirektionaler Manövrierbarkeit des FTF wird ein Mechanismus zur Konflikterkennung und -lösung entwickelt. Die aus diesem Ansatz generierte konfliktfreie Trajektorie wird als Führungsgröße zur Fahrdynamikregelung übertragen, sodass der Gütertransport ausgeführt werden kann. Einleitung Im vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geförderten Verbundprojekt Methoden und Werkzeuge für die synergetische Konzipierung und Bewertung von Industrie 4.0-Lösungen (Synus), an dem insgesamt fünf Professoren der Technischen Universitäten Braunschweig und Clausthal sowie der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften beteiligt sind, wird ein modellgestütztes Werkezeug entwickelt, mit welchem finanzieller Aufwand und Nutzen von Industrie 4.0-Lösungen in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) bewertet werden sollen, um KMU bei deren Einführung beratend zu Unterstützen. Schwerpunkt im Teilprojekt Modellbasierte Konzeption und Bewertung von Industrie 4.0-Lösungen zur Vernetzung mechatronischer Komponenten in Produktionsanlagen durch Digitalisierung (MiMec) der Ostfalia Hochschule ist die Modellierung und Simulation der aus vernetzten mechatronischen Komponenten bestehenden Industrieanlagen und verfügbaren I4.0-Löusngen sowie die systematische Integration autonomer Transportfahrzeuge durch vollständige digitale Vernetzung in intelligenten, cyber-physischen Produktionsanlagen. Im vorliegenden Beitrag wird zuerst der Ansatz zur konfliktfreien Trajektorienplanung auf Basis des neuen Konzeptes eines fahrerlosen Transportfahrzeuges (FTF) der Ostfalia ausführlich dargestellt.","PeriodicalId":330615,"journal":{"name":"Proceedings ASIM SST 2020","volume":"99 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"1900-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"124893776","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Verification of Drogue Detection during Autonomous Aerial Refueling in a Simulation Environment","authors":"O. Ellis, Umut Durak","doi":"10.11128/arep.59.a59033","DOIUrl":"https://doi.org/10.11128/arep.59.a59033","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":330615,"journal":{"name":"Proceedings ASIM SST 2020","volume":"37 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"1900-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"129979849","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Einsatz von Simulationen beim Entwurf leistungselektronischer Systeme","authors":"Robert Rohn, Thorben Schobre, Günter Tareilus, Regina Mallwitz","doi":"10.11128/arep.59.a59044","DOIUrl":"https://doi.org/10.11128/arep.59.a59044","url":null,"abstract":"Dieser Beitrag soll eine Einsatzmöglichkeit der Simulationssoftware LTspice im Entwurfsprozess leistungselektronischer Systeme vorstellen. Dabei geht es um den Entwurf des Modells eines Silizium-KarbidWechselrichters mit Sinusfilter für lange Motorleitungen bei hohen Schaltfrequenzen. Es wird beschrieben, wie die Festlegung geeigneter Parameter erfolgt und geeignete Vereinfachungen getroffen werden. Abschließend wird am Beispiel der Halbleiter ein Vergleich gezogen, ob es sinnvoll ist, alle physikalischen Eigenschaften abzubilden oder ob getroffene Vereinfachungen das Ergebnis zu stark verfälschen.","PeriodicalId":330615,"journal":{"name":"Proceedings ASIM SST 2020","volume":"17 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"1900-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"127910996","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Systemsimulation als Teil des Systems Engineering für Scheinwerfer- und Pedalsysteme auf Basis der Modellbeschreibungssprache Modelica","authors":"Heinz-Theo Mammen, Phillip Limbach, Thorsten Maschkio","doi":"10.11128/arep.59.a59028","DOIUrl":"https://doi.org/10.11128/arep.59.a59028","url":null,"abstract":"Kurzfassung. Im vorliegenden Beitrag wird anhand von zwei Anwendungsbeispielen gezeigt, welche Synergien mit Hilfe der Systemsimulation erzielt werden können. Beim ersten Beispiel mit Fokus auf die Temperaturentwicklung in einem DC-Steller, konnte der bisherige messtechnische Aufwand zur Identifizierung kritischer Betriebsfälle durch die Simulation um den Faktor 4 reduziert werden. Das zweite Beispiel, ein Bremspedalsystem, zeigt eine Möglichkeit der Kontaktmodellierung zwischen starren Körpern, um Bewegungsabläufe zwischen diesen Körpern beschreiben zu können. Durch dieses neue Verfahren können Körperkontaktflächen auf einfache Weise in Modelica [1] beschrieben werden, wodurch der ursprüngliche Modellierungsaufwand für Kontaktflächen um den Faktor 10 reduziert werden konnte. Mit Hilfe der Simulationsmodelle konnte das jeweilige Designkonzept optimiert sowie das Reibund Temperaturverhalten einzelner Komponenten entsprechend den Spezifikationen angepasst werden.","PeriodicalId":330615,"journal":{"name":"Proceedings ASIM SST 2020","volume":"34 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"1900-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"130545786","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Analyse und Simulation des Kraftübertragungsverhaltens von Mecanum-Rädern","authors":"Marian Göllner, Xiaobo Liu-Henke, Ludger Frerichs","doi":"10.11128/arep.59.a59013","DOIUrl":"https://doi.org/10.11128/arep.59.a59013","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":330615,"journal":{"name":"Proceedings ASIM SST 2020","volume":"42 4","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"1900-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"120905087","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Intelligente Zielführung elektrischer Fahrzeuge mit Brennstoffzelle als Range Extender in vernetzten Verkehrssystemen","authors":"Sören Scherler, Xiaobo Liu-Henke","doi":"10.11128/arep.59.a59036","DOIUrl":"https://doi.org/10.11128/arep.59.a59036","url":null,"abstract":"Im vorliegenden Beitrag wird die intelligente Zielführung elektrischer Fahrzeuge mit Brennstoffzelle als Range Extender in vernetzten Verkehrssystemen behandelt. Diese Zielführung ermittelt eine Route, welche entweder bzgl. Energieverbrauch, Zeit, Distanz oder einer Gewichtung dieser Zielkriterien optimal ist. Des Weiteren wird eine Schnittstelle zu Informationen aus der V2X-Kommunikation vorgesehen, sodass aktuelle Verkehrsdaten und auch Informationen über die Ladeund Tankinfrastruktur berücksichtigt werden können. Diese Informationen werden zur optimalen Planung von Ladeund Tankstopps auf Fahrten genutzt, für welche die in der Batterie und/oder dem Wasserstofftank gespeicherte Energie nicht ausreicht. Diese Stopps werden bzgl. der zuvor genannten Kriterien geplant.","PeriodicalId":330615,"journal":{"name":"Proceedings ASIM SST 2020","volume":"60 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"1900-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"132706307","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Echtzeitfähige Motorprozessmodelle für Schiffsmaschinen-Simulatoren","authors":"Georg Finger, Karsten Wehner, E. Hassel, Steffen Loest, M. Baldauf","doi":"10.11128/arep.59.a59025","DOIUrl":"https://doi.org/10.11128/arep.59.a59025","url":null,"abstract":"Ein ökologisch sinnvoller und ökonomisch effizienter Schiffsbetrieb ist eine zwingende Grundanforderung der (nationalen und internationalen) Schifffahrt und kann durch vielfältige Maßnahmen erreicht werden. Viele dieser Maßnahmen sind technologische Ansätze, wie z.B. die Veränderung von Motorparametern oder Steuerungssystemen, Nutzung von alternativen Kraftstoffen, Anwendung von Abgasreinigungssystemen oder innermotorische Maßnahmen um Motorprozesse effizienter zu gestalten. Bei der Umsetzung dieser Maßnahmen wird oft außer Acht gelassen, dass immer noch Menschen an Bord sind, die für Betrieb und Wartung des Schiffes verantwortlich sind. Dieses Personal muss seine Aufgaben im Spannungsfeld von Umweltschutz und Effizienz unter allen auftretenden äußeren Bedingungen erfüllen. Die Ausbildung von technischen und nautischen Offizieren an Bord von seegehenden Schiffen beinhaltet neben der theoretischen Ausbildung an Land und der praktischen Seefahrtzeit auch Trainingseinheiten in Full-Mission Simulatoren. Diese Simulatoren, müssen auf die sich ändernden Ausbildungsanforderungen durch gezielte Verbesserung der integrierten Prozessmodelle weiterentwickelt werden. In diesem Beitrag wird ein Ansatz zur echtzeitfähigen Integration von „Zwei-Zonen-Modellen“ zur Bestimmung von Stickoxiden im Abgas vorgestellt. Durch die zusätzliche Integration von Rußmodellen wird darüber hinaus auch die Darstellung von Rußemissionen z.B. im Hafen ermöglicht. Es wird demonstriert, wie durch den Einsatz von Assistenzsystemen der Verbrauch von Kraftstoff reduziert und eine Emissionsminderung im Hafen realisiert werden kann. Die Validierung der Ergebnisse erfolgt durch vergleichende Betrachtungen von realen Messdaten eines Prüfstandsmotor MAN 6L/2330 mit den neu entwickelten und testweise integrierten Simulationsmodulen im Schiffsmaschinensimulator. Mit den FuE-Arbeiten wird ein Beitrag zum besseren Systemverständnis des nautischen und technischen Schiffsführungspersonals erbracht und die aktive Beeinflussung von Emissionen durch ökologisch sinnvolle und ökonomisch effiziente Steuereingriffe gefördert. Einleitung Technische und nautische Schiffsoffiziere unterliegen in ihren Ausbildungsanforderungen unterschiedlichen Standards. Die Mindeststandards werden in der International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Seafarers (nachfolgend STCW-Abkommen) geregelt. Dieses Abkommen legt fest, welchen Kenntnisstand Mannschaftsdienstgrade und Offiziere in Ihren jeweiligen Positionen vorweisen müssen. Neben rein theoretischem Wissen wird dabei auch praktische Erfahrung bei Anwendung bestimmter Verfahren und Methoden eingefordert. Eine Ausbildung findet dazu im Regelfall nicht nur an Bord von Schiffen statt, sondern in speziellen Simulatoren wie z.B. den am Bereich Seefahrt, Anlagentechnik und Logistik installierten Simulatoren für Schiffsführung (Ship Handling Simulator – SHS) und Schiffsmaschinenbetrieb (Ship Engine Simulator – SES). Beide Simulatoren s","PeriodicalId":330615,"journal":{"name":"Proceedings ASIM SST 2020","volume":"37 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"1900-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"127635537","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}